摘要：随着经济的发展，工业发展有了长足的进步。工业的发展需要大量的厂房，对建筑行业提出了更高的要求。在现代建筑中，钢结构建筑形式得到人们的认可和推崇，被应用于社会各行各业的发展领悟中。对比砖石结构和混凝土结构，钢结构具有其自身优势，其优势主要体现在力学性能和材料的性能等方面。基于当前钢结构设计的发展情况，钢结构建筑不仅仅是一类结构工具，而是转变为了一类中介，在特定的性能系数下，能够在建筑中发挥独特的功能，保证建筑的质量。所以，在建筑工程中，强化钢结构设计具有至关重要的作用。
关键词：钢结构；结构设计；加固
引言
随着近些年我国建筑事业的高速发展，不仅建筑规模、建筑数量得到大幅度提升，建筑类型也呈现出多样化发展态势。钢结构建筑以其稳定性强、抗震性能好、经济效益高、可操作性强等特征得到广泛运用。随着钢结构建筑的增多，其结构设计问题愈发明显，急需加强结构设计及其相关问题的研究，进行处理，提升结构设计科学性、合理性，确保钢结构建筑优势的有效发挥。
1 钢结构的优势
现阶段我国经济发展迅速，城市化进程持续增快，建筑工程的结构形式也在不断优化，钢结构在建筑工程中得到了广泛使用。钢结构的主要优势体现在以下方面：（1）强度和柔韧性较高；（2）成本比较低，有着较高的性价比；（3）钢结构材料环保，不会影响建筑环境，不仅能节省资源，而且能再次循环使用；（4）有较强的抗震性能，稳定性较好；（5）自重较轻，可以减少下部结构承受的荷载，提高基础的稳定性。
2 结构设计概论
一般而言，从经济性和物理性方面判断钢结构设计：针对物理特性，为了有效确保钢结构建筑的施工质量，必须提升钢结构建筑的物理承受力，综合考虑分布特征、体系特点和荷载性质等情况；针对经济方面，在建筑施工过程中，可以大大的节约施工成本。总体而言，在钢结构建筑施工中，不仅仅要确保刚度的均匀程度以及力学模型的清晰度，还要确保柱间扛侧支撑的分布均匀。在建材市场中，钢结构占据着很大的比例，受到施工单位的青睐，主要是因为：（1）其他的钢筋材料与钢材不同，钢材的可塑性非常强，一般不会由于载重问题而出现折断的情况，在受到外来作用力时，钢材内部会合理的平衡与分配外来作用力。（2）钢材质地均匀。基于特定的应力，钢结构因为受力作用，产生的实际弹性与力学计算中的理想数据比较接近，材质和内部结构都相当稳定。（3）钢材的强度相对较大。与一般建筑材料比较，钢材的强度很大，抗震性能良好，具体抗震等级如下表所示。除此之外，钢材的体积很小，在实际施工过程中，可使用的面积比较大。钢材的内部结构比较紧密，而自身的重量较小，一旦遇到突发自然灾害，可以有效减轻建筑物的重量，降低整个工程的造价水平。
3 现代钢结构建筑的设计要点
3.1 钢结构自身参数
在钢结构的自身参数设计中，要从建筑的整体高度、重量等方面完成相应的设计工作，使钢结构能够发挥应有的承力性能。在钢结构的设计中，要从两个方面完成设计：（1）为钢结构的长度，在现代建筑中，建筑的高度、平面面积等方面都需要经过全面的设计和优化工作，尤其是对于主承力结构，要求钢结构在设计中，从该区域的整体高度和横跨面积等方面完成设计，另外为保证钢结构的整体性能，在具体的设计中需要留有余量，具体的余量要求，需要根据相关规定的要求完成设计，保证钢结构能够发挥应有作用。（2）为钢结构的横截面积，对于钢结构来说，横截面积越大则承力性能越好，要求设计人员从建筑的预期重量角度出发，合理确定钢结构的横截面积。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外在钢结构的设计中，需要考虑钢结构的横截面形状，常用的包括工字梁、方形梁等，需要根据钢结构的作用区域完成选用工作，保证钢结构能够发挥应有的支撑作用。
3.2 钢结构节点设计
在当前的钢结构中，通常会通过钢架的模式提高整体承力性能，所以在具体的设计工作中，需要通过对节点的合理设计，提高钢结构的整体性能。在当前的钢结构设计中，已经开发了多种节点加固措施，包括碗扣结构、盘扣结构等，要求设计人员从施工便利性角度、连接角度强度等多个方面出发，完成对整个系统的设计和应用工作，以提高钢结构的运行质量。另外在这类结构的应用中，要求钢结构中的相关参数满足整个钢结构的承力需求，所以在具体的研究和分析中，需要采取合理的设计措施，达成对这类结构的控制效果。例如对于钢结构中的横梁结构等，一个重要因素为保证横梁的水平性，在具体的研究和分析中，要从这一角度出发，落实钢结构中各个节点的高程测量与配置工作。
3.3 钢结构焊接设计
在钢结构的施工中，需要应用焊接技术完成对钢结构的连接，让钢结构能够发挥应有的承力性能，要求设计人员从钢结构本身性能、钢结构作用区域等多个角度出发，完成对钢结构焊接过程的合理设计[2]。在具体工作中，需要设计的内容包括焊接工艺选择、焊接质量的配置、焊接变形的控制等多个方面，通过对这种方法的应用，提高整个系统的性能。尤其是对于焊接变形控制方面，要建成相应的变形控制措施，在此基础上才可保证整个钢结构的承力均匀性，从而让整个钢结构能够发挥应有作用。
3.4 钢结构布局设计
在钢结构的布局设计中，要考虑两个因素：（1）为钢结构的主承力杆件，这类钢结构通常应用于钢结构建筑中的核心子系统上，包括框筒等结构。要求这类钢结构的强度能够满足要求，尤其是对于主承力结构来说，选用合理配置钢结构的间距、横梁安装位置等参数，通过对这类参数的合理配置，提高钢结构的运行质量。（2）为其余辅助系统的建设，包括钢结构的柱梁设计方法、柱梁连接方式等，尤其是对于一些隐蔽工程来说，在布局中要考虑各类钢结构的施工难度，并按照当前建筑的绘图要求，完成施工结构图的绘制工作。
3.5 防火设计要点
对于建筑工程中的钢结构防火设计而言，必然要选择耐火性和防火等级较高材料。在当前的建筑工程中，关于钢结构的防火设计要严格根据施工项目的防火等级、防护种类的要求以及防火的具体情况作出针对性的防火设计和材料选择。尤其对防火材料的选择，要求选择较涂层厚并且粘结强度较大的材料，进而确保钢结构的整体防火指数和防火功能。而在钢结构的防火材料选择中，如果厚型的材料仍然不能达到防火标准，此时可以选择薄型的耐火材料，尤其要做好吊顶设计中的压板材料的防火处理和防锈处理。防火标准和防护等级是确定钢结构防火设计方案的两大依据，能够确保钢结构设计中对防火水平的提高。
结语
总之，在我国建筑行业中，钢结构由于具有良好的特性，受到人们的认可和推崇。在建筑设计，科学、合理的使用钢结构材料，可以有效的降低施工成本、缩短建筑周期，提升建筑的抗震能力和环保水平，符合国家关于可持续发展的基本要求，提升了建筑整体的可靠性和安全性，实现建筑企业的快速发展和进步。在今后建筑行业的发展过程中，钢结构建筑将会占据大量市场份额，为了推动我国城市化进程，必须大力推动钢结构建筑的应用。
参考文献
[1]吴晟，刘磊，王福亮.多层民用钢结构建筑结构设计探讨[J].住宅与房地产，2018（31）：60.
[2]张永娜.绿色钢结构建筑全寿命周期管理研究[D].长春工程学院，2017.
[3]王敏，徐昌.浅析钢结构建筑中的设计要点及防护措施[J].四川水泥，2016（08）：84.
[4]李胜才.钢结构建筑中节点系统的解析与建构[D].同济大学，2007.
[5]蔡继伦.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].居舍，2019（04）：99.
论文作者:张志伟,姜玉广
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/25
标签：钢结构论文; 建筑论文; 性能论文; 结构论文; 材料论文; 结构设计论文; 钢材论文; 《建筑学研究前沿》2019年15期论文;