摘要：在建筑施工过程中，钢结构是最常见以及最普遍的建筑结构形式，建筑整体结构设计与钢结构是相辅相成的存在，所以无论是任何一方面出现问题都会影响整体建筑结构的稳定性以及不确定性。所以，钢结构设计是建筑行业工程施工过程中的重中之重，钢结构设计随着建筑行业迅速的发展优点与缺点都日益凸显，相互共生也并存，在建筑工程应用中，这种推进时代发展的大背景下，钢结构出现的问题从科技行业以及国家迅速发展的角度来分析是现如今我们需要重点研究的课题之一，建筑工程钢结构的施工方面的应用问题以及建筑工程质量方面的把控问题，都对我们进一步保证建筑工程质量有着重要的意义。
关键词：建筑钢结构；设计；现状；问题
一、钢结构特点
1、强度高，自重轻
在建筑工程整体实际施工过程中，钢材的广泛应用因为钢结构整体材料的综合性能以及实际应用方面都处于比较好的位置，钢材的整体建筑结构与传统钢筋混凝土相比，钢材的实际应用性以及建筑强度都要远远高于传统钢筋混凝土，而且建筑施工中钢结构的构件截面面积小，小截面却能承载传统钢筋混凝土结构的三倍负荷重量，所以在小截面的应用模式中，无形之中就增加了建筑的实际使用面积，尤其是这种钢结构与混凝土进行充分结合之下，也可以为建筑工程取得最好的质量保证。
2、材质足够均匀
建筑材料中钢材的内部结构以及材质波动范围都非常符合建筑施工要求，钢结构的实际受力状态在建筑施工测试中有着较好的弹性，并且能大大地缩短工期以及保证建筑结构的整体质量。
3、可塑性
钢结构的稳定性以及可塑性是非常高的，在建筑工程施工中，外压力的作用对钢结构的影响理论上是非常巨大的，但是钢结构不会因为外压性强而引起变形和断裂，只要控制在一定的数值内，钢结构是非常稳定的。其次，钢结构在强震作用下的实际功能比传统混凝土的抗震能力要强很多，也是对建筑工程整体质量的有利保障。
二、概述建筑钢结构工程设计的几种方法
1、关于容许应力法
容许应力法是钢结构设计定值法中的一种，主要以结构计算应力小于结构构建设计规定容许应力为原则。结构构件计算应力应该以标准荷载为依据，按照一阶弹性理论进行计算，同时以去材料大于1的安全系数极限应力来确定。容许应力存在的缺点有：其一，无法全面考量结构几何的非线性影响；其二，因容许应力以单一安全系数为基础，无法合理反映出荷载变异与抗力独立性。
2、关于极限状态法
极限状态法作为建筑钢结构设计中最为普遍应用的一种方法，主要以钢结构极限承载状态为基础展开分析，在掌握钢结构荷载基本要求的情况下，采取针对性的策略与方法进行应对，确保钢结构设计的稳定性。在过去的钢结构设计处理过程中，设计人员往往过于重视安全系数，导致设计结果虽然经过多次确定，但是仍然不可避免的出现安全事故，严重影响建筑钢结构的稳定性。故此，对于极限状态法的合理应用，可以极大的提升建筑钢结构的适应性，确保钢结构安全性能，进而提升钢结构的规避控制能力，使其能够承受住内部承载能力极限状态，确保钢结构的整体安全。
3、关于半概率法
工程技术不断创新，定值法逐渐朝向概率设计法发展。在应用概率设计法时，应该充分考虑到材料强度因素与荷载强度的不确定性，然后采取概率发进行取值。但是，在取值过程中并未将结构可靠度与概率进行合理联系，因此这一方法称为半概率法，主要借助于容许应力法的设计形式，但是安全系数取决于多系数分析。
4、关于塑性设计法
塑性设计法同样是建筑钢结构中较为常见的一种设计方法，主要是以钢结构材料的构成单元为核心展开分析，以便于保证钢结构的预设强度与塑性效果，预防钢结构在后期使用过程中出现缺损或者断裂的材料问题。在采用塑性设计法时，应该全面掌握钢结构工程内部作用力，对钢结构的分配效果进行综合考量，以便于确定钢结构的稳定效果，进而选择最佳的处理方法进行协调处理，有效避免因内部作用力混乱产生的结构问题。
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三、钢结构设计中需要注意的问题
1、钢结构的选型和布置
根据侧向力进行划分，高层建筑钢结构主要分成4类，各个类型都有所不同。在钢结构设计过程中，设计人员需要注重概念设计和施工条件，如负载能力、功能、制造、安全、施工材料和影响因素等内容，以此为基础合理地选择抗震性及耐火性强的钢结构，通过对细节进行研究，对比钢结构的优势。除此之外，相关人员需要根据系统配置的特点和使用情况，注重钢结构的性质，确保钢结构满足规范要求。
2、钢结构的抗火设计
钢主要是由非燃烧材料制成，在高温下热膨胀系数会不断增加，因而钢的热导率和电阻比较强，会引发火灾蔓延现象，部分钢在600℃的高温中会失去自身的强度，且在火灾中会很脆弱，在高层建筑中还会引发火灾，不易控制。因此，设计人员应该做好高层建筑耐火钢的设计工作。现阶段，我国高层建筑钢结构耐火设计相对落后，整体抗火设计应在组件级别和建筑防火设计的基础上确定。
3、钢结构设计的技术标准和规范
在钢结构设计过程中，设计人员需要引进先进的技术，加强对技术标准和规范的掌握，深入贯彻并理解这些标准和规范，形成遵循严格标准和规范的习惯，提升钢结构的整体质量。现阶段，在钢结构计算和绘图过程中，设计人员往往会借助电脑进行，不注重自身实践能力的提升。因此，设计人员需要做好钢结构设计中的各项工作，还要重视钢材、连接材料、焊接材料、应用标准等，合理地选择材料，以满足相关规范和质量要求。
四、提高建筑钢结构设计水平的措施
1、钢结构设计人员的专业性培养
建筑工程施工中，无论是建筑结构设计还是钢结构设计，它的实用性以及可施工性和整体质量都在很大程度上受设计专业人员技术综合水平的整体影响。所以对于钢结构设计人员的专业性技能的培养刻不容缓，无论是理论基础还是实践性应用，都应该结合我国国情以及建筑施工技术进行整体知识的培训和加强设计人员学习专业知识的培训力度，只有这种情况下才能迅速地提高设计人员的专业综合设计水平，才能在最短的时间内让我国建筑工程施工钢结构的应用发挥到极致以及钢结构工程质量的有力保证，既能不断减少专业设计人员整体水平参差不齐的问题，也不会对钢结构整体性能有太大的影响，所以我们只有不停地培训，不停的考核，才能使专业人员迅速成长起来，使钢结构的发展以及设计走向科学合理化。
2、加强钢结构设计管理
建筑工程钢结构的重要性不言而喻，而且钢结构的设计不仅要结合建筑工程施工的实际应用以及涉及的专业技能知识非常多，这其中的复杂程度是我们无法想象的，所以我国的相关部门一定要加强钢结构设计的管理以及对第三方承包商的监督力度，钢结构本身在建筑工程中就存在一定的特殊性，出于安全性考虑，我国一定要出台相应政策对承包商以及设计单位的资质进行严格筛选和审查，只有加强这方面的管理才不会造成钢材市场的混乱现象，也能最大程度地保证建筑工程施工中钢结构的整体设计质量和安全性。
3、提高钢结构设计深度
在建筑工程施工之前，也就是进行钢结构设计之前，需要设计人员针对设计方案以及工程施工资料是否满足建筑工程的施工要求为前提下进行整体性的判断。钢结构的整体在建筑工程施工中应用的层次比较广泛，跨度较大的结构设计中，既要保证质量也要保证温度，无论是何种设计行业都应该秉承着积极探索，精益求精的专业技能态度，才能更好的提高建筑工程的施工质量，才能保证建筑设计科学性，合理性，安全性以及稳定性的有效发挥。
结束语
在建筑行业的快速发展中，建筑钢结构设计面临着很大的机遇和挑战，设计人员需要针对设计过程中出现的问题进行分析，采取合理的解决措施。另外，在现代化建筑钢结构设计过程中，设计人员还应该提升自身的专业素质，不断学习专业知识和理论知识，将理论知识和实践结合起来，充分发挥出建筑钢结构设计的优势，提升建筑工程建设的整体质量，推动建筑行业的快速发展。
参考文献
[1]姬爽,王辰.探析建筑钢结构工程设计的要求及其设计要点[J].中国住宅设施,2019(5):6-7.
[2]张文元.高层建筑钢结构[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2017.
论文作者:肖天虎
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/13
标签：钢结构论文; 建筑论文; 设计人员论文; 过程中论文; 应力论文; 工程施工论文; 建筑工程论文; 《基层建设》2019年第28期论文;