摘要：建筑行业作为我国经济增长的支柱型产业，在国民经济发展中占据重要地位，特别是建筑钢结构工程的应用，不仅改变了传统建筑耗时耗力的缺点，还能保护好环境。但是建筑钢结构在应用中，许多问题也渐渐突显出来，设计人员要重视出现的问题，做好工程设计，避免问题出现，全面提升建筑钢结构的整体质量。本文从建筑钢结构工程设计方法出发，分析了存在的问题，探讨了其注意事项。
关键词：建筑钢结构；工程设计；注意事项
随着国家和人民对建筑行业的要求进一步提高，钢结构因其材料强度高、塑性韧性好、重量轻、制作简便、施工工期短等优势，越来越受到重视，因此要做好建筑钢结构工程设计，促进钢结构的广泛应用，推动我国建筑钢结构工程的进一步发展。
1建筑钢结构设计的意义与现状
1.1建筑钢结构的意义
建筑钢结构，是通过钢板与热轧型钢材的共同施工，所组成的一种以钢为基础的骨架结构。如果将其与传统的砖混结构做对比，建筑钢结构比传统的砖混结构更具强度和韧性，且内部的组织非常严密与均匀。建筑钢结构具有多种优势，并且在建筑过程中，建造难度远远低于其他建筑方式。所以建筑钢结构广泛用于桥梁建设、工业厂房、民用建筑当中，例如：法国埃菲尔铁塔就是世界闻名的钢结构建筑工程，埃菲尔铁塔高300m，天线高24m，总高324m，塔身为钢架镂空结构，由四条与地面成75°角的、粗大的、带有混凝土水泥台基的铁柱支撑着高耸入云的塔身，铁柱由水平横梁连接，除四个脚是用钢筋水泥之外，全身都用钢铁成.在钢结构的具体使用过程中，还可以很好地实现环保，为我国的可持续发展的战略目标的实现，添砖加瓦。
1.2建筑钢结构设计的现状
当前，钢结构在建筑行业中应用十分广泛，但是长期的使用也使得其暴露了不少问题，主要可以归纳为以下三点：(1)防火问题。钢材的耐火性较差，因此在进行结构设计时必须重视防火处理，以确保重要联接部分安全；(2)强度问题。钢材的强度较大，因此其往往截面偏小，钢结构使用中普遍存在较薄的问题，这反而造成其强度优势没有得到充分发挥；(3)工作人员专业素养问题。对于任何建筑工程而言，设计、施工人员的专业素养均直接影响着其建设质量，钢结构设计若是存在不规范等问题，将会直接导致其稳定性不达标，存在重大的质量、安全隐患。
2建筑钢结构工程设计方法
2.1容许应力法
如果将影响结构设计的诸因素取为定值，而用一个凭经验判定的安全系数来考虑设计诸因素变异的影响，衡量结构的安全度，这种方法称为定值法，容许应力法就属于定值法的一种，其设计原则是：其结构计算应力应小于结构构件设计所规定的容许应力。对于结构构件的计算应力要按规定的标准荷载，计算是以一阶弹性理论而得到，是以一个去除材料并大于1的安全系数的极限应力或是屈服应力而确定的。容许应力主要存在的缺点在于：第一，不能合理的考虑到结构几何的非线性影响；第二，由于容许应力法采用的是单一安全系数，不能反映出荷载变异和抗力的独立性等。
2.2半概率法
随着工程技术的发展，定值法开始转向概率设计法，首先考虑荷载和材料强度的不确定性，用概率方法确定它们的取值，不过仍然没有将结构可靠度与概率联系起来，故称为半概率法，半概率法的设计表达式仍可采用容许应力法的设计式，但安全系数是多系数分析决定的。
2.3概率极限状态法
把结构可靠度和概率联系起来，克服了容许应力法和半概率法所存在的缺陷，这种方法主要是采用荷载分项系数和抗力来替代单一安全系数。目前，极限状态法以是我国最常用的设计方法，其结构由于荷载的作用，可在一定的周期内达到两种极限状态，第一种是正常使用极限状态，第二种是承载能力极限状态。承载能力极限状态所对应的是结构的安全性，主要是指构件的塑性变形、断裂等造成的结构破坏。
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3钢结构设计中存在的问题
钢结构设计运用中，主要存在的问题如下：①对于建筑钢结构工程设计过程中所使用到的钢材，有一部分由于生产工艺的问题导致钢材的质量达不到相应的施工标准；②在对钢结构进行设计的时候，一些设计人员往往忽视钢结构与建筑工程的整体性要求，经常使得钢结构的设计独立于整体建筑之外，这样导致了钢结构设计完工之后，出现与建筑物之间的衔接度不够的情况，这样势必导致建筑钢结构工程的建设质量大打折扣；③一些设计师盲目搬规范、套程序，只给出构件布置图。将应该设计的“节点构造”、“支座详图”等都交给加工企业。厂家若做出的图纸不符合原设计要求，存在质量隐患。
4建筑钢结构工程设计的注意事项
4.1保证钢材选择的质量
建筑钢结构工程设计过程中的选材非常重要，主要是因为钢材的质量好坏直接决定着整个建筑钢结构工程的建设成败。然而由于我国建筑行业的飞速发展，使得我国的建材行业也跟着不断的发展壮大，目前市场上充斥着各种不同种类的钢材，要从众多种类的钢材中选出最为合适的一种确实难度较大。由于钢材生产方面的问题，一些钢材的强度、硬度、形变等特性很难满足相应的施工要求，如果相应的采购人员不够专业，会导致一些不合适的钢材进场，以至于建筑钢结构的功能很难充分发挥出来。因此在实际的设计过程中，需要由资深的人员进行钢材的选购，以保证钢材选择的质量。
4.2判断建筑钢结构的适用性
随着建筑的建设规模不断扩大，现阶段的钢结构被越来越多的使用与高层建筑的建设过程中。因此相应的设计人员需要对钢结构是否具有足够的强度、足够的硬度、是否能承受较大的振动幅度以及拆卸方便的性能进行考虑，以保证钢结构的适用性。
4.3加强受力体系以及细部节点的设计
在对钢结构进行设计时，为避免最终出现的节点与结构分析模型中不完全一致的情况，需注重对钢材强度、截面尺寸等方面的考虑，并保证构件节点之间的连接稳固性。另外对于细部节点的设计，也需按照相应的规范和标准进行。
4.4建筑钢结构工程的稳定性设计
建筑钢结构工程设计稳定性特点分析。首先从建筑钢结构工程整体稳定性来分析，如要保持钢结构的稳定性，需要从结构的整体出发来分析其稳定性。其次，从钢结构的整体刚度和失稳方面来看，应采用现行较为规范的折减系数法和临界压力求解法来进行稳定计算，对于轴心压杆的稳定计算通常用这两种方法。再次，在弹性稳定计算的过程中，不只考虑结构整体性特点，还应考虑到二阶分析，这主要是由于结构内力会受到柔性构建大变形量的一定影响。在设计建筑钢结构的过程中，需遵循其结构的设计原则，在了解钢结构的设计原则时，要能区别其强度和稳定问题，强度关键取决于材料特征，而稳定问题在解决强度问题时，需找出其不稳定的平衡状态，这种不稳定状态存在内部抵抗力与外部荷载之间。
5结束语
在建筑工程的建设过程中，钢结构设计的要点分析，是非常重要的一项工作。在国内钢结构建筑工程数量快速增加的同时，钢结构设计优化水平，对于其整体的施工质量，发挥了一定的影响。如何根据钢结构建筑工程的实际施工情况，积极的探究钢结构设计的要点，确保钢结构建筑的施工质量符合相关建设标准，是建筑施工企业应关注的关键问题之一。因此，在实际工作中，进行钢结构设计工作，需要注重主体结构与细节部分之间存在的各个要点，并将其充分体现在施工方案中，才能更好的促进建筑工程施工工作的开展。
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论文作者:杨飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 应力论文; 钢材论文; 工程设计论文; 强度论文; 《防护工程》2018年第21期论文;