摘要：钢结构是目前建筑结构设计的常用形式，对建筑结构整体设计水平有重要影响。文章将结合某工业厂房建筑结构设计案例，探讨钢结构设计的重要作用。首先介绍钢结构的自身性能优势，进而从防火设计、荷载和抗震设计、防腐设计等角度展开分析，以期促进钢结构在建筑结构设计中的合理运用。
关键词：建筑结构设计；钢结构设计；钢结构作用
前言：随着建筑施工技术的快速发展，在实际工程中采用的建筑结构形式也越来越多样化。其中，钢结构由于具有质轻、布置灵活、施工方便等优点，已经在建筑工程中得到了较为广泛的应用。对钢结构设计的重要作用进行具体分析，可以刚好的把握钢结构设计要点，从而提升建筑结构设计质量。
一、工程案例
某工业厂房建筑工程的建筑总面积为9400㎡，平面设计为矩形形状，长为98m，宽为95m，网架底部标高11.9m，整体跨度24m。建筑檐口高度为15.5m，内部设置1台桥式起重机，轨顶的高度为9m。考虑到该工业厂房的实际用途，其工艺流程较为复杂，室内温度高，而且受酸性气体影响严重，对建筑结构设计提出了更高要求。综合施工工艺、流程配置等方面的要求，自重确定选择钢柱网架结构，将顶部设计为正方四角锥型焊接网架，将中柱界面设计为H型钢结构，并采用钢板焊制。此外，厂房周围设计有抗风柱，作为垂直支撑，布置在设备管道外部。采用高强度螺栓衔接钢结构体，保证钢结构的抗侧弯强度和稳定性能够符合设计要求。在具体的设计过程中，需要关注于钢结构应用的各方面影响因素，为建筑结构设计的整体质量提供保障[1]。
二、建筑结构设计中钢结构设计的重要作用分析
（一）钢结构的自身性能优势
钢结构在建筑结构设计中有非常重要的作用，这首先体现在钢结构自身的性能优势方面。类似于上述的工业厂房设计，建筑规模较大，钢结构是一种符合大跨度设计要求的结构设计方案。最大跨度可达到48m左右，相比于混凝土结构，在同等梁高的条件下，开间比混凝土大50%以上，能够有效提升柱网布置的灵活性。同时也可保证300m左右的纵向温度区段和150m左右的横向温度区段，从而满足工业厂房变形设计方面的要求。钢结构自身质量轻，这是其主要应用优势之一，能够减轻建筑基础的承载力负荷，提升建筑的抗震性能。通过选择腐蚀性较强的钢材，还能够提升钢结构使用耐久性。此外，钢结构施工也较为方便，钢结构部件在生产基底完成生产加工，运输到现场后只需要进行吊装和螺栓加固操作，可以有效缩短大体量建筑工程的施工周期。由于钢结构设计具有这些方面的优势，在建筑结构设计中的应用，可以有效提升建筑结构设计水平，并为实际施工提供方便，帮助工程提升综合建设效益[2]。
（二）对于荷载和抗震设计的重要作用
荷载设计是建筑工程结构设计中的一个重点内容，在钢结构设计过程中，也需要保证荷载设计的准确性。在设计过程中，需要遵循精细化设计原则，通过全面掌握工程资料，按照相关结构设计标准中的计算公式，对建筑荷载进行分析计算，确定钢结构设计形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后根据荷载计算结果，确定钢结构材料质量的具体要求，避免使用劣质钢材，引发结构变形等问题。钢结构荷载设计与建筑抗震设计也有密切的联系，提高建筑荷载水平，有利于提升抗震能力。同时，应按照建筑抗震设防标准，对钢结构进行合理布置。特别是对于工业厂房而言，通常对建筑抗震性能有较高要求，如果在地震中出现结构坍塌等严重问题，会导致厂房内部工艺设备受到损坏，进而带来沉重的经济损失。一般可采取均匀、对称的钢结构布置方式，优化结构传力方式，减少地震作用力对建筑主体结构产生的破坏。同时应保证钢结构节点连接的牢固性，并根据工程实际情况，采用合适的抗震减振措施，进一步提升建筑抗震性能。这对建筑使用安全有直接影响，是钢结构设计的重点内容。
（三）对于防火设计的重要作用
建筑防火设计也是其使用安全的重要决定性因素，在此方面，需要注意钢结构设计的影响。由于钢结构自身防火性能较差，当钢材料处于100℃以上高温环境中，其抗拉强度会随着温度的上升出现明显下降。当温度超过250℃以后，钢结构的塑性也会出现明显下降，并出现蓝脆现象，脆性显著增加，引发钢结构徐变问题。如果温度达到500℃以上，钢结构强度将会快速下降，容易出现大面积的结构垮塌，严重威胁建筑的使用安全。因此，在建筑结构设计过程中，必须做好钢结构防火设计工作，提升钢材料的防火性能及防高温能力。在钢结构设计中，首先应通过采取有效的防火形式，对钢结构进行保护，提升钢结构的耐高温极限值。比如在钢结构表面涂防火材料，起到阻燃和隔热的作用，提升钢结构的防火性能。此外，还要与建筑消防设计联系起来，做好消防通道等方面的设计工作，将火灾造成的损失降至最低。防火性能较差是钢结构的主要缺陷，在建筑设计过程中，必须提高对钢结构防火设计的重视，从而克服这一缺点，最大化的发挥钢结构的应用优势。
（四）对于防腐设计的重要作用
在建筑结构设计中，钢结构防腐设计主要影响建筑的使用寿命，钢材料本身属于易腐蚀材料，如果建筑内部环境中的酸性气体含量较高，容易加剧钢结构腐蚀，更需要做好防腐设计。像上述工业厂房，由于投入使用后，许多生产工艺环节会产生酸性气体，导致钢结构工况较为恶劣。如果没有做好防护措施，容易加速钢结构的损坏。在潮湿的环境中，钢结构也容易发生腐蚀，导致钢结构界面缩减，并在表面出现锈斑。在此情况下，钢结构局部会产生应力集中的现象，影响钢结构使用寿命。在钢结构设计过程中，也需要提前制定防腐防护方案，一般采取在钢结构表面涂刷防腐涂料的办法，对钢结构材料进行保护。需要根据工程实际情况确定不同部位的涂料厚度。通过涂刷防腐剂，形成致密的防腐层，可以有效提升钢结构的疏水性，隔绝空气中的水蒸气和酸性气体，从而达到对钢结构本体的保护作用。目前市面上有许多优质的钢材防腐材料，具有附着力强、电阻大等特点，能够改善钢结构材料的使用性能。总体而言，钢结构设计对建筑结构设计有重要影响，在设计过程中，应注意发挥钢结构的自身优势，弥补其不足之处，从而提升建筑结构的整体质量。
结束语：综上所述，建筑钢结构设计可以通过发挥钢结构的自身性能优势，减轻建筑上部结构质量，提高建筑承载力及抗震能力。合理开展钢结构设计，做好防火、防腐等方面的设计工作，采取有效的防护措施，能够最大化的发挥钢结构应用优势，为建筑的使用安全提供保障。
参考文献：
[1]聂世杰.分析建筑结构设计中钢结构设计的重要作用[J].建材与装饰，2018（22）：98-99.
[2]董佳洛.核心筒结构设计在超高层建筑混凝土框架中的重要作用[J].民营科技，2014（06）：177.
论文作者:周莲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/18
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 荷载论文; 重要作用论文; 性能论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第8期论文;