摘要：钢结构具备质量轻、强度高、延性好等特点，并且其使用寿命较长，应用范围特别广泛。最近几年以来，由于人们对建筑工程的要求逐渐提高，如何才能够满足现代人们的生活与生产需求，已经成为施工单位与设计单位面临的主要问题。为了能够提升现代人们的生活与生产水平，本文深入分析建筑结构设计中钢结构设计中存在的几个核心问题与对策。
关键词：建筑结构设计；钢结构设计；重要作用
引言
在当今建筑中，钢结构建筑形式成为了人们关注的焦点，被运用于我国许多的行业中。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。
1建筑结构设计中钢结构设计的重要性分析
建筑钢结构主要分为2种，分别是轻钢与重钢，其中，轻钢的自重小，占地面积也特别小，主要应用在跨度比较小的建筑工程当中。与轻钢相比，重钢自重较大，虽然重钢自重比轻钢大，但是，和常规的钢筋混凝土结构相比较来说，其优势特别显著，重点被应用在跨度特别大的建筑工程项目当中。钢结构设计作为建筑结构设计的重中之重，不仅对建筑项目的质量有影响，而且影响着我国建筑行业的发展方向。钢结构设计与钢结构制造业紧密相连，故加强建筑结构设计钢结构设计特别关键。从建筑结构设计角度来考虑，该类设计不仅需要设计人员具备良好的空间想象能力，而且其专业技能要过关。与混凝土结构设计相比，钢结构设计难度比较大，设计者要具备多年工作经验，遵守国家设计规范进行设计，并结合建筑工程项目的具体施工工况，明确钢结构设计重点，在提升钢结构设计质量的同时，减少钢材损耗。
2钢结构在房屋结构设计中的常见问题分析
2.1钢结构的稳定性问题
钢结构的稳定性缺陷问题主要分为两大类，一是几何缺陷；二是力学缺陷。几何缺陷主要包括：钢结构构件的初始弯曲、初始偏心及板件的初始不平度等，几何缺陷主要是以附加应力的形式影响钢结构的力学性能，使其刚度降低，承载力减弱。力学缺陷通常是指：初始应力和力学参数的不均匀性，其中残余应力是影响最大的力学缺陷，残余应力在构建截面是自相平衡的，但是残余应力的存在会导致部分构件截面直接进入屈服，失去刚度，导致钢结构整体稳定性降低。
2.2钢结构腐蚀问题
因为钢材料容易发生腐蚀，在具体的使用过程当中，钢结构经常被腐蚀，在湿度较大的施工环境之中，钢结构腐蚀现象会特别的严重，一旦钢结构发生腐蚀，结构内部的各个构件承载力明显下降，发生大规模安全事故的发生增加。针对钢结构混凝土屋架结构特点能够得出，因为钢结构腐蚀出现的倒塌事故发生概率能够达到40%。
2.3钢结构规范化和标准化问题
在我国建筑体系内，尚未形成相对全面、稳定的行业技术标准。在钢结构体系使用过程中，由于企业差异与地域性差异的存在，导致很难使用建立的规范化和标准化的结构体系。除此之外，由于有些强制性的行业行文导致钢结构体系的使用比较勉强。在使用钢结构时，没有严格的遵守相关的技术标准，致使目前的钢结构建筑发展体系比较混乱。
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3钢结构房屋结构设计的具体措施
3.1设计阶段对整体结构作弹塑性二阶分析钢结构的稳定性
结构的稳定承载能力本身属于一种非线性问题，设计阶段需要进行弹塑性二阶分析，通常是采用数值方法进行求解，常用的有数值积分法、有限单元法等进行求解，本文主要介绍假想荷载法。假想荷载法是利用较多的稳定性计算方法，简单来说就是根据构建理论初始的倾斜率作用转化为等效水平力对初始无倾斜初始框架的作用，得出的力即为假想水平力。同时假想水平力必须要通过精确的二阶弹塑性分析结果校准确定，目前假想水平力法已经通过了一系列的基准校核。基本可以运用于设计阶段的精确分析。通过放大系数的二阶弹塑性分析可以简化为由一阶分析结果得到近似解，利用钢结构的内力用于校核平面的稳定性方程式，得到相关的承载力参数校核，现阶段可以在设计阶段用于初步的校核适用。
3.2综合考虑钢结构腐蚀问题
在建筑结构设计钢结构设计过程之中，设计者要综合考虑到钢结构腐蚀问题，钢结构的抗腐蚀性能差，设计者需要真正认识到这一问题的严重性。想要进一步提升建筑项目外观质量，一般对外部的钢结构采取喷锌处理，也可以采用喷铝处理方法。但是，因为锌和铝比较容易与外界空气发生氧化反应，对钢结构产生较大的腐蚀，因此，在实际喷抹的过程当中，施工人员需要提前在钢结构表层涂抹防腐蚀保护层，避免钢结构被腐蚀。通过综合考虑钢结构腐蚀问题，能够降低钢结构出现腐蚀的概率。
3.3防火设计要点
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。钢结构设计要以稳定的对称布置为好，减少结构扭转，以上下贯通方式保证钢结构设计中的刚度连贯性和稳定性。L型或T型的钢结构设计是保证钢结构有效发挥作用的两种形式，钢结构最好位置是处于结构外围，这样能更好地增强建筑构造的抗扭曲和变形效果。
3.4重视钢结构构件的设计
在钢结构建筑设计中，构件设计是设计重点，要确保钢材的合理性，基于施工的技术标准，选择合适的材料，为了使施工顺利进行，在设计钢结构主体部分时，通常选取一种材质的材料。除此之外，为了节约施工成本，也可以综合选择施工材料，只要施工材料符合相关的技术标准就行。在选择材料时，必须保证钢材的强度大于Q345的标准。现阶段，在施工过程中，钢结构设计软件的功能得到优化和升级，可以对截面进行处理和验算，整体优化钢结构截面，对设计过程进行了简化处理，因此，设计人员只需要在软件处理的基础上进行微调就行。
3.5科学选择焊缝等级，加强施工节点工艺设计
在钢结构建筑的结构设计中，根据结构设计方案与建筑工程项目施工建设要求，进行建筑结构材料的科学选择，确保材料质量、性能能够满足实际需求。并在此基础上，根据钢材性能进行焊缝等级的科学选择，从而确定焊缝施工标准，进行焊缝工艺技术的优化，以提升焊缝质量。与此同时，根据钢结构体系、钢结构布局情况，做好施工节点设计工作，确保节点位置、节点连接方式的科学与合理。此外，在钢结构建筑的结构设计中，也应注重其他因素，如结构锈蚀、材料腐蚀等对建筑整体稳定性、安全性、耐久性的影响。加强钢结构防腐、防火设计，通过科学选用防腐材料与方法，提升结构设计质量。
结语
综上所述，钢结构在房屋结构中时，对其的结构设计要充分考虑到它的各项性能，和结构稳定性合理化分析，不仅仅关注到它强度高的优势，还要考虑到钢结构的耐热性能不强的特点，以及其它问题，找出相应的解决办法，使得钢结构的应用更充分，使得建筑行业能向更环保节能、科学美观的方向发展。
参考文献
[1]王艳.钢结构房屋结构设计中常见问题的分析[J].智能城市，2017（12）.
[2]许春龙.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题[J].科技风，2017（14）.
论文作者:赵凯
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 材料论文; 结构论文; 稳定性论文; 中钢论文; 《防护工程》2019年第6期论文;