荆门市俊丰钢构股份有限公司 湖北荆门 448000
摘要：目前，建筑行业快速发展，建筑结构趋于复杂，钢结构在近些年来得到了广泛的运用，例如大型体育场馆、机场、会展中心、住宅、超高层建筑等。由于关系到建筑物整体的可靠性、安全性及经济性，工程在展开施工之前，钢结构设计是否合理成为工程成败的关键因素。
关键词：建筑钢结构；设计；选型；要点
引言
随着对地震地质灾害的重视，建筑行业开始研究房屋的抗震性，通过提高建筑质量的方式减少地震地质灾害中人员的伤亡以及财产的损失。因为高层建筑存在体积大、工程大等特点，所以对高层钢结构建筑进行抗震设计需要考虑很多因素，需要设计师的专业技能和建筑物团队的实践经验。
1建筑钢结构节点分类
1.1建筑钢结构的刚性节点
建筑结构的刚性节点，也就是梁柱构件夹角在结构受力变形的过程中可以保持不变。刚节点能够对剪力以及弯矩进行有效地传递。常见的刚性节点包括框架梁柱连接的节点。
1.2建筑钢结构的半刚性节点
半刚性节点介于刚性节点和铰接节点之间的节点类型，可以承受弯矩，但是又没有刚性节点那样完全没有弯曲变形。我国《钢结构设计规范》未给出计算方法及设计方案，节点转动刚度很难确定，因此这种节点很少被设计使用。
1.3建筑钢结构的铰接节点
建筑结构的铰接节点，结构承受荷载时，主梁和柱之间只传递垂直剪力，不传递弯矩。这种连接可以不受约束的转动。铰接构造简单，现场安装程序简化，安装速度快。
2建筑钢结构
建筑钢结构和其它建筑结构进行比较，其有着自身独特的优势，钢结构的强度要高一些，韧性要好一些，成本也要低一些。目前，国内建筑设计过程中，钢结构的占比是每年不断增涨的，已经是建筑物结构形式中最常用的一种。所以，在设计过程中，要对钢结构进行合理的选用，从稳定性、效益性等视角出发，对钢结构的设计要点进行关注。
3钢结构设计原则
（1）除疲劳强度计算使用容许应力法，其它的设计计算使用极限状态设计法进行，其设计基础是概率论。（2）全部的承载结构要结合两个状态进行设计计算，一个是承载能力极限状态，另一个是正常使用极限状态。（3）设计过程中要结合不同建筑特点，来对安全等级要求进行考虑，同时利用相关系数，将其在荷载效应计算进行体现。（4）在结合承载能力极限状态，设计结构构件或连接过程中，通常来说，要以适用条件为依托，考虑载荷效应的基本组合。（5）在正常使用极限状态时，要结合设计要求的不同，将不同的荷载组合进行应用。（6）疲劳强度验算过程中，要将容许应力法进行应用。（7）选择钢材时，要结合结构的受荷载情况、环境位置以及工艺等。（8）钢种选择时，要对一系列指标进行关注，比如抗拉强度、屈服点、Z项性能以及碳含量等。
4建筑钢结构设计要点
4.1分析钢结构的适用性
在设计建筑结构前要充分分析工程项目的实际情况以及周边情况，以确定该建筑工程是否适合应用钢结构，保证钢结构的适用性，在一些规模较大的车间厂房，以及对于抗震性能的要求比较高的建筑中比较适合适用钢结构。同时设计方案要具有较好的可操作性，并充分考虑施工的成本，为施工单位创造更高的经济利润。
4.2钢结构的选型
现阶段，建筑钢结构的类型有六类：①塔桅；②桁架；③索膜；④框架；⑤网架网壳；⑥轻钢。在选择类型的过程中，要结合建筑工程的具体施工情况而定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如，对于网架结构来说，通常建筑物的跨度大、荷载轻时进行使用。对于巨型SRC柱以及钢筋混凝土混合结构来说，主要在建筑物的抗震条件较高时进行应用。钢结构设计过程中，要掌握当地的天气情况，倘若在冬季，要结合雪对建筑物的荷载，使建筑的屋顶载荷和重力坠落曲线与要求相一致。对于跨度大一些的建筑工程，钢结构设计过程中，要对建筑物的拉索、支撑物的设置进行考虑，使建筑物坍塌得以避免。不仅如此，钢结构选型过程中，还要对受力路线的清晰性进行结合，使受力分布均匀得以保证。
4.3控制建筑钢结构的截面
建筑钢结构的设计中，除了需要选择钢结构的类型以及体系外，还需要估算构件截面，主要包括对建筑物的梁、柱以及支撑的尺寸以及形状等进行估算。对建筑结构构件的截面进行估算时要重点注意几个要点，即设置并估算钢结构的梁，柱形状、翼缘的大小和宽度，以及支撑的大小。同时应确定建筑构件的截面高度，并估算板件的合理厚度。
4.4选择结构体系
倘若建筑层数不足6层的话，可以将框架体系进行选择，对于建筑层数高于6层时，可以将框架———混凝土剪力墙支撑体系进行选择，也可以将框架支撑体系进行应用。一般来说，建筑物的层数高一些，都会将双重结构体系进行应用。现阶段，框架柱的类型有三种：①钢骨混凝土柱；②H型钢柱；③钢骨混凝土柱以及钢管混凝土柱，其中第三种是组合型的，但是这种组合柱通常对于规模不大的多层、高层建筑特别适合，能够使材料的使用减少，从而使利润增加。在地震出现时，延展性好一些，地震力就要大一些，相反，地震力就要小一些。因为剪力墙的延展性与钢支撑进行比较，前者低一些，所以从抗震性来看，钢支撑结构要好一些。在实际使用时，要结合建筑特点，对结构体系进行选择。
4.5设计钢结构的构件
在设计钢结构的过程中，最关键的一个内容就是设计构件。主要从三个方面入手：①选择构件材料，使得构件在挠度、变形满足规范要求的条件下，充分发挥钢材的强度优势。②构件本身的承载力计算，承载力分为构件强度计算以及构件稳定性验算。对于大跨度的构件一定要花大精力去研究构件的稳定性，确保构件在施工和施工过程中不会由于侧向失稳或局部板件屈曲造成的设计事故。③对钢结构的焊接进行控制。钢结构的焊接质量严重影响到钢结构整体的质量效果，设计说明要明确不同位置的焊缝质量要求及焊接工艺要求，使得节点部位确保与构件之间的等强连络。倘若钢结构的材质是特殊的，板材比较厚，同时屈服强度在420MPa以上时，想要使钢结构质量得以控制，就要结合接头形式，对焊接参数、坡口尺寸等进行设置，对接头焊接试件等进行检验、测试。想要使由于焊接热量过大使得钢结构变形得以避免，在钢结构焊接时，可以将CO2气体保护焊进行应用。在对工型、箱型杆件进行焊接时，可以使用埋弧自动焊，这样能使工作效率提升，保证焊缝质量。
4.6钢结构节点设计
钢结构设计中最重要的就是设计其节点。钢结构节点有三类：①刚性连接节点；②半刚性连接节点；③铰接连接节点。在设计节点的过程中，主要有四个方面的内容：①在焊接过程中，必须使焊缝尺寸、形式与相关标准相符合；②在对焊条进行选择是，一定要对它和金属材料的匹配性进行考虑；③一般来说，对于楼层高一些的建筑结构来说，连接传力螺栓就是高强螺栓，在连接高强螺栓时，要对孔壁的承载力进行全面的验算；④在施工过程中，要将施工顺序进行严格遵守。
结束语
随着我国经济的快速发展和社会的进步，在现代建筑工程的设计和施工中都将更加广泛地应用钢结构。钢结构具有良好的强度和性能，其在建筑施工中的应用不仅能够有效的提高施工的效率，而且能够提高建筑工程的防震性能，另外其回收也十分便捷，具有良好的环保性。因此钢结构的进一步推广和应用不仅是建筑行业的重要发展方向，也将极大地推动我国建筑行业在设计以及施工方面整体水平的提高。因此建筑行业的设计人员以及施工单位要充分掌握钢结构节点分类，并在设计中充分结合建筑的实际情况和设计要点，合理进行结构设计，并保证施工质量，从而充分发挥钢结构在建筑中的作用，全面推动我国建筑行业的发展。
参考文献：
[1]崔佳.建筑钢结构节点主要分类及设计要点[J].江西建材，2015（20）：30.
[2]张娥.建筑钢结构涂料防腐设计要点分析[J].山西建筑，2015，41（24）：109-110.
[3]孙超.高层建筑钢结构设计中应注意的问题分析[J].黑龙江科技信息，2014（32）：247.
论文作者:李小杰
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/13
标签：钢结构论文; 节点论文; 建筑论文; 构件论文; 过程中论文; 刚性论文; 建筑物论文; 《建筑模拟》2018年第27期论文;