刘窕玲
广州科图数码影像设计有限公司 广东省广州市 511496
摘要：现今，我国工业施工水平及工业设计水平都得到显著提高，带动了建筑施工及设计水平的提高。随着经济的不断发展，社会上建筑的数量也越来越多，且在建筑中钢结构的使用尤为广泛。甚至在一些大跨度场馆中使用的也都是钢结构，由此可见，钢结构的特性是非常明显的，它在建筑中所起的作用也是十分明显的。文章主要分析了建筑钢结构设计的相关问题，以期为今后的建筑钢结构设计工作提供借鉴与指导。
关键词：建筑工程；钢结构；设计方法；分析
1导言
钢材是一种具备优质性能的结构材料，强度较高，且材料可靠均匀。钢结构具备轻质、高强度、可靠性等特点，加上它的延性、抗震性较好，工业化程度较高，施工速度较快等特点，使得其在大跨度、大空间以及超建筑中成为结构型式成为施工设计的首选结构。另外，作为建筑主体结构可以对结构自重进行降低，直接对地震抗震作用变大及工程造价进行了降低。另外，钢结构构件截面较小可使得建筑有效空间及面积大大增加，经济效果十分显著。
2建筑与经济效益之间的关系
2.1层数与用地面积之间的关系
仅仅从表面上来看，不管是多层或者单层，随着建筑层数的不断增加，建筑工程单位总建筑面所使用度土地面积就会减少。但是，实际的情况却不是这样的，由于建筑工程层数的增加，建筑工程的高度也会随时增加，这样就会增加相邻建筑工程之间的距离，从而增加建筑工程单位总建筑面积所使用的土地面积。由此来看，建筑工程层数与用地面积之间有着某种必然的联系，也就是说土地面积的减少，与层数的增加可以有效的降低工程施工的成本，保证了良好的经济效益。因此，在建筑结构设计优化的过程中，应当对该方面作为重点考虑的对象。
2.2体型与经济之间的关系
在建筑工程面积相同的前提下，平面形状、方形或者圆形的周长也会相对较长，前提投入墙体消耗的面积也会相对较少，成本投入也会相对较低。同时，不断的比对可以发现，不管是平面形状、方形或者圆形的内部构件相对较为稳定，并且具有相对良好的受力性，这在很大程度上降低了辅助材料和设备的使用，节省了工程的施工成本。
2.3结构与建筑设备之间的关系
在建筑结构设计的过程中，包含着很多的电气设备材料和给排水管道材料等方面。同时，随着建筑工程层数的不断增多，高度不断的提升，所需要的电气设备安装材料和给排水管道材料使用数量也会逐渐增多，这样工程的设计成本，也会随之增加。因此，在建筑结构设计优化的过程中，应当对该方面作为重点的考虑，通过有效的设计优化方式，可以在质量保证的前提下，选择一些相对较为便宜的施工材料，对其结构进行从新的布局和优化，从而建筑结构设计成本，进行良好的控制，避免发生资金超支的现象，影响了建筑结构设计的经济效益。
3建筑钢结构设计中应注意的问题
3.1结构设计参数
钢结构性能的优质导致了前期设计工作的复杂度是很高的，需要设计师有限利用专业统计数据对结构各项指标进行精密测试。只有通过质量检测的钢结构才能真正投入至生产中，而后再用于施工中。具体的参数指标有水平荷载系数、结构阻尼比等。若建筑处于理想条件下，以水平荷载为例，水平荷载为0，只有竖向荷载。
3.2强柱弱梁的设计
在设计钢结构时，需要对柱和梁的整体性进行充分考虑。要想实现钢结构设计的合理与安全，需要在水平荷载较大时，钢结构中塑性铰会出现在梁上，从而保证钢结构整体性。这样的方法可以使得钢结构的抗压性较好，且容易恢复成为初始形态。根据国家相关标准，在进行强柱弱梁设计时，只有分析结果显示塑性铰在梁上，才能对设计要求进行满足。
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3.3钢结构建筑抗震设计
我国属于地震多发国家，在我国地震区常采用的是钢筋混凝土结构。而在国外地区，钢筋混凝土结构则较少应用。钢材是监护抗震结构的有效材料，所以钢材应在建筑中广泛使用。但如果钢结构建筑设计与制造不太适应，则可能会导致钢结构出现失稳或破坏钢结构，导致出现灾难性后果。因此，建筑钢结构抗震设计是十分重要的工作。在钢结构的抗震设计中，需要根据设防强度、高度以及结构类型选择符合的抗震结构。首先，钢结构刚柔度选择。应在结合结构具体高度、体系及场地等条件基础上进行综合判断，使得钢结构既满足变形要求，也满足强度要求。受弯钢构件的板件局部稳定需要通过对构件宽厚比进行限制，从而实现受弯极限能力，之后再利用受弯极限能力实现构件的承载能力；其次，钢结构应采用全钢框架，当结构刚度出现不足时，就可采用中心支撑框架或钢框筒等；最后，设计人员需要加强各构件连接，保证结构整体性，也保证了钢结构的稳定性。
4建筑钢结构设计方法
4.1合理选取钢材
钢结构设计时，需要对钢结构的适用材料进行标准。钢结构建筑要选取强度较高，且伸长率达到要求的钢材。焊接结构则应该选取含硫量合格的钢材。而在地震区，钢结构有其特殊要求，屈服应至少缩小1.2%。且需要有明显的屈服台阶，伸长率应达到其五分之一，还需要有很好的可焊接性与冲击韧性，这主要是为了对结构进行保障，从而使得塑性变形能力与安全储备足够。
4.2加强稳定设计
现今关于钢结构基本构件理论研究已经较为成熟，各数值稳定性也十分成熟。但是对构件局部稳定与整体稳定影响理论与设计还应该进行进一步探讨。由于一些设计人员缺少工作经验，对构件结构稳定性了解不够深入，就会导致设计工程钢结构失稳，导致结构稳定性不能得到保证。加上新材料的出现，对新材料的性能设计未进行全面了解。只有这样，才能更好地对钢结构稳定问题进行处理。
4.3注重耐火性
钢结构构件需要有防水材料保护，在设计防火材料时，应根据建筑的防火等级展开设计，对可能受到高温影响的构件，应使用隔热防护对其进行保护。而防火处理主要是为改善钢材料耐火性不足的缺点，防止钢结构因火灾迅速升温导致出现变形的情况，对于钢结构防火方法是多样的，但不论使用哪种方法，设计都应该符合工程施工的要求，且每种方法的使用原理都是大同小异的。
4.4注意防腐蚀设计
由于钢结构多在大气环境中暴露，导致结构很容易受到空气腐蚀。钢结构腐蚀会导致钢结构整体截面被缩减，同时还会导致钢结构表层出现秀坑，导致钢结构被破坏。为了防止钢结构出现腐蚀，可在钢体表面涂抹防腐蚀剂，以此为防腐层。这种防腐层的致密性及疏水性较好，且电阻与附着力较大，可对大气中的水蒸气、氯离子等有效隔绝，腐蚀作用良好，可有效保护钢结构。
4.5注意节点设计
连接节点是钢结构中的重要部分，在分析钢结构前，就应该充分思考节点形式。但常出现的形式是最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不一样。如果不能对不一致导致的偏差进行确定，就应该避免出现这种偏差。
5结论
目前，建筑的钢结构发展还较为稳定，但还有很多方面依赖国外较多。为了使得我国钢结构设计水平得以提高，就需要从设计人员入手，对专业素质进行不断提高，加强设计人员的理论与实践能力学习。
参考文献：
[1]刘丽辉,庞国璐.建筑钢结构设计与安装研究[J].江西建材,2017(07):30+34.
[2]王威.我国建筑钢结构设计发展现状及趋势研究[J].建材与装饰,2016(51):127-128.
[3]刘新其.浅谈建筑钢结构设计现状及存在的问题[J].低碳世界,2016(29):148-149.
[4]薛登斌.建筑钢结构设计中应注意的问题及相关技术[J].江西建材,2016(12):39+44.
[5]王渊.建筑钢结构设计的要点分析[J].建材与装饰,2016(25):70-71.
[6]李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题[J].建筑结构学报,1998(01):24-32.
论文作者:刘窕玲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/20
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