摘要：随着经济的发展和社会的进步，我国开始逐渐兴起钢结构建筑，相较于传统的钢筋混凝土结构，钢结构建筑能够对灵活分隔大开间的要求进行很好地满足，具有较好的环保节能效果，并且施工速度快，能够对可持续发展和住宅产业化的需要进行满足。然而目前我国高层建筑钢结构设计中还存在着一定的问题，对此需要采取措施进行预防和处理，从而对高层钢结构建筑的质量进行提升。本文围绕着高层建筑钢结构设计中注意问题这一主题展开了讨论，首先对高层建筑钢结构设计需要注意的问题进行了介绍，随后将高层建筑钢结构设计的技术要点提了出来。
关键词：高层建筑 钢结构设计 注意问题
一、高层建筑钢结构设计需要注意的问题
（一）弱梁强柱设计
稳定性是建筑中最为重要的，其会直接对建筑中的人们的生命安全产生影响，也会对地区和国家的稳定性产生影响。所以在建设高层建筑的过程中，首先需要对主梁的稳定性进行保证，才能对建筑的稳定性进行保证[1]。在研究和选用建筑结构材料的过程中，可以发现较为稳定的材料就是钢结构，然而其稳定性并不是绝对的，其关键原因就在于弱梁强柱的设计。因此在建造高层建筑结构的过程中，通常会选用钢材作为柱子的材料，其原因就在于钢材的硬度较强，能够对柱子的稳定性进行保证。在建造墙梁的过程中就不需要按照柱子的建造要求进行建造，在施工过程中就可以选用具有较轻质量的材料。在对建筑材料的质量进行保证的情况下，就可以对建筑材料整体的质量进行保障，进而对坍塌事件的出现进行预防，所以在设计人员设计的过程中应该对梁和柱的整体性进行综合考虑。
（二）结构设计参数
前期设计工艺非常复杂的原因就在于钢结构性能的优良，在对其进行应用之前需要设计师对钢结构的各项技术指标应用专业的数据统计软件进行测试，保证测试的精密和严格，钢结构只有在通过质量检测之后才能进行大批量的生产，并在施工中进行应用。结构的阻尼比、抗震强度系数以及水平荷载系数等都属于钢结构的具体技术参数指标[2]。例如在建筑环境理想的情况下，其水平荷载为零，只存在竖向荷载，然而在一般的生活环境中，会有程度不同的风荷载存在，这些都会对建筑的稳定性存在水平方向上的影响。对此，设计师就应该以当地环境的最大风荷载为依据，设计钢结构水平的荷载系数，从而防止建筑不稳定进而造成坍塌等事故的出现。
（三）钢结构建筑的抗火设计
作为非燃烧性材料，钢结构钢材在高层建筑中应用较多，但在高温环境下钢材料十分容易发生膨胀，进而使得钢材变形，并且钢材的导热性梁良好，会蔓延火势[3]。并且在钢材上升到一定温度的时候，就会有爆炸的情况发生，因此在设计的过程中需要将钢材料的抗火设计工作做好。在对材料进行选择的过程中对钢材的抗火性和熔点进行考虑，从而在硬件设计方面对钢结构钢材的引爆、引燃事件的出现进行降低[3]。除此之外，在设计的过程中还需要对交叉电路进行避免，对钢材和电路之间的距离进行保持。
（四）钢结构建筑的抗震设计
由于我国处于亚洲板块和太平洋板块的交界处，且位于环太平洋地震带，因此我国地震多发，在经过汶川地震之后，我国越来越关注地震。若想在最大程度上对财产和人员受到的地震的伤害尽量降低，就需要对高层建筑的抗震性进行保障。所以在设计高层建筑钢结构的过程中需要对抗震设计进行增加。若想将这一点做到，就需要对建筑材料的质量进行保证，并且在施工中尽可能对轻便的材料进行应用，在设计建筑结构的过程中，还需要将具有较为奇特地势的地区避开，从而对环境对建筑构成的伤害进行避免。
二、高层建筑钢结构设计的技术要点
（一）对构件截面进行估算
在完成布置结构的工作之后，需要初步估算构件截面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要是估算支撑和梁柱的断面尺寸以及形状，与此同时可以选择焊接、轧制、槽钢H型钢截面等作为钢梁[4]。对构件截面进行估算的工作内容有很多，其中就包括了以翼缘宽度以及截面高度为依据对板件的厚度进行估算；对翼缘宽度进行确定；对载荷以及支座的情况进行估算，从而对截面的高度进行确定；以需求为依据对钢梁进行选择；对支撑断面以及梁柱的形状和大小进行设定。
（二）钢结构布置和选型
在选择高层建筑钢结构设计的类型的过程中，需要对预算、材料质量以及附近的环境进行综合的考虑，在设计内部的过程中需要将不同的建筑材料应用于不同的位置，保证其合理性和科学性，严禁为了节省精力和时间在所有位置使用同种材料。做出如此要求就在于建筑位置的不同决定了其需要不同的结构，具有不同的要求，除此之外，建筑的墙梁、柱子以及墙面也具有不同的力的要求。所以，施工人员应该以不同的建筑强度以及力度的需要为依据，进钢结构的布置和选型，保证其合理性。
（三）节点设计
在钢结构设计中节点设计非常重要，以传力特点为依据可以将节点分为半钢接、铰接以及刚接三种。对于结构来说连接方式的不同会对其造成不同的影响。节点设计主要包含了连接板、梁腹板、栓接以及焊接等几个方面。其中在连接板这一方面，需要加厚梁腹板，加厚厚度在4毫米，还需要验算抗剪净截面[5]。在梁腹板这一方面需要验算栓孔位置的腹板抗剪净截面，在对承压较高的螺栓进行连接的过程中还需要验算局部孔壁的承压能力。在栓接这一方面，高强螺栓是高层建筑钢结构对传力螺栓进行连接的时候经常使用的，通常选择的强度等级都在10.9s。在焊接这一方面，其具有严格的焊接尺寸以及焊缝形式的规定，因此在焊接的时候需要对这一规定予以遵守。在节点设计的过程中还应该对现场焊接、螺栓安装等吊装构建与工作空间的具体顺序等进行考虑。
（四）设计构件
在设计构件的过程中对材料进行选择是第一步，虽然选择良好的材料所有施工人员都明白的道理，但在实际施工过程中却很难进行落实。因此，在建筑施工的过程中，首先就需要将监督体系建立起来，监督对象包括采购材料、建筑施工等整个流程，在此基础上能够对建筑设计材料的质量进行有效的保障。第二，若想对施工过程中的技术以及质量问题进行保障，在选用施工人员的时候就需要应用具有足够经营和技术经验的施工人员，从而在技术上保障建筑的质量[6]。
结语：
本文就高层建筑钢结构设计中注意问题进行了探讨，首先介绍了高层建筑钢结构设计需要注意的问题，随后提出了高层建筑钢结构设计的技术要点。在工程中高层建筑钢结构设计的作用非常重要，目前已经被广泛应用于我国的建筑领域。目前已经有越来越多的设计方和施工方关注到高层建筑钢结构设计中存在的问题，并且在采取措施改正这些问题，通过对其中常见问题的多加注意以及技术要点的掌握，从而对高层钢结构建筑的质量进行提升，对居民的生命安全进行保障。
参考文献：
[1]任媛,杨国栋.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题分析[J].建筑设计管理,2014,09:72-74.
[2]汪大绥,周建龙.我国高层建筑钢-混凝土混合结构发展与展望[J].建筑结构学报,2010,06:62-70.
[3]范荣淑.高层建筑钢结构的发展及应用[J].中国高新技术企业,2013,10:42-43+41.
[4]丁玉坤.土木工程专业高层建筑钢结构毕业设计的实践与探索[J].高等建筑教育,2015,03:131-134.
[5]刘晓亮,郑帅强.浅谈建筑钢结构加工过程的质量控制[J].中国建筑金属结构,2013,24:40.
[6]姜健,李国强.建筑钢结构抗连续性倒塌各国规范设计及分析[J].解放军理工大学学报(自然科学版),2014,06:540-551.
论文作者:李天华
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/22
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