摘要：综合国力的不断增强和建筑行业的快速发展相辅相成，随着国家和人民对建筑行业的要求进一步提高，钢结构作为科学技术水平发展的产物，越来越受到重视。因此需要相关的设计人员一步一个脚印，不断学习和总结相应的设计经验，以确保我国建筑钢结构工程的设计具有更高的水平，进而促进我国建筑钢结构工程的进一步发展。
关键词：建筑钢结构；工程设计；注意事项；探微
1建筑钢结构设计
1.1钢结构的详图设计
由于建筑钢结构的施工主要是根据钢结构的详图设计来进行的，因此为保证建筑钢结构工程的质量，首先就需要做好钢结构的详图设计工作。为了保证详图设计的质量，需要设计人员充分了解和掌握钢结构的组成、所采用的焊接技术，并且对于资深的设计人员进行沟通，从而确保将钢结构的详图设计工作做得更好。
1.2建筑钢结构工程的稳定性设计
做好钢结构的详图设计之后，还需要保证建筑钢结构工程设计的稳定性。而要想实现这一设计目标，需要保证钢结构整体的设计质量，只有钢结构整体具有足够的刚度和强度，才能保证建筑钢结构工程具有更高的稳定性。因此，在实际的设计过程中，需要对建筑钢结构工程的整体刚度以及稳定性方面的系数进行准确地计算，目前在实际的计算过程中常采用的方法主要有折减系数法和临界压力求解法这两种方法。在得出钢结构的刚度和强度系数之后，将其应用到建筑工程中的时候需要努力寻找最佳的平衡状体，从而能够使得建筑钢结构工程整体具有更好的稳定性。
1.3钢结构设计中不同软件对比
建筑钢结构设计领域较为推崇的代表软件有上海同济大学土木工程学院开发的空间钢结构杆系系统3D3S软件及中国建筑科学研究院开发的钢结构设计软件STS.国外软件较为著名的是美国BENTLEY公司的钢结构设计软件STAAD/CHINA及SSDD.其中SSDD可按中国现行规范进行设计。3D3S及STS软件作为结构力学精确计算程序，建模时没有较多的条件限制，能真实反映实际结构力学模型。而STAAD/CHINA及SSDD软件除进行结构分析外，还能对结构分析进行优化设计，做到工程智能化设计。STAAD可选择国内外不同规范对结构设计，可进行涉外工程设计，应用范围广。几款软件各有特点。3D3S优点是与AUTOCAD完全接口，许多命令与AUTOCAD类似，简单明确易于掌握。同时后处理功能比较完善，可生成一系列施工图、节点图、材料表等。STS优点为操作简单、界面友好，是PKPM系列软件的一个模块。对如门式钢架、多高层钢框架、排架及支架结构等常用结构建模方便，常用结构后处理功能强大。节点设计后进行梁、柱节点并归，并绘制梁、柱及节点大样图。STAAD特点为国际国内知名度高，拥有20万用户。分析功能强大，可采用线性、非线性、动力分析等多种方法。软件精确度高，通用性、适应性强，是中国轻钢设计领域的优秀软件。设计师在使用软件时要了解程序中的理论和假定，同时应具有知识、经验、洞察力这样的才能。不能完全依赖软件，要在保证结构安全的同时，能采用更为合理的结构方案。
2钢结构设计中存在的问题
在过去，建筑行业常使用的是钢筋混凝土结构，而在这一基础上，又出现了以钢板或者型钢为主的钢结构。这种新型的建筑体系相比以往传统的混凝土建筑，有着更高的强度、更好的抗震性以及更大的安全性、稳固性。与此同时，建筑钢结构还可以完全实现工厂化设计与制作，可以在很大程度上缩短施工工期，提高施工技术人员的工作效率。除此之外，由于建筑钢结构的材料可以重复利用，使得工程建设的投资可以尽快回拢，并且不会产生过多难以处理的建筑垃圾，维护了自然生态环境，而这也与我们提倡的绿色、环保建筑理念相向而行。基于此，在世界上的很多国家，都会自然而然的将建筑钢结构作为建筑建设的首选结构体系，并已成为未来建筑业发展的必然趋势［2］。在这样一个大背景下，我国建筑领域的众多设计师也提高了对建筑钢结构设计的重视，并取得了一定成果。然而，尽管我国的设计师们投入了大量精力在建筑钢结构的设计上，但是由于建筑钢结构设计的起步较晚，其在市场上的认知度还不够高，尤其是与其他发达国家相比，更是存在很大差距，使得很多设计师在设计建筑钢结构时，难免会遇到各种各样的问题，这些问题有大有小，有时还可能会严重危害到施工现场人员的人身安全，造成不可挽回的安全生产事故。所以，为了切实提高自身建筑钢结构设计水平，加强对这方面问题的研究就显得尤为重要，这也是保证建筑工程整体质量以及功能的重要前提。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3建筑钢结构工程设计的分析
3.1建筑钢结构详图设计的步骤分析。建筑钢结构详图的绘制，首先在做详图之前，我们应了解钢结构的组成，构件的表示方法、焊缝的表示方法等，深化设计的步骤：第一步：熟悉钢结构设计详图；第二步：与相关专业沟通；第三步：建模型、绘制详图。详图设计一般采用CAD或TEK-LA软件建模，另外，中国建研院的PKPM软件也可以做一些详图深化。
3.2建筑钢结构工程的稳定性设计。建筑钢结构工程设计稳定性特点分析。首先从建筑钢结构工程整体稳定性来分析，如要保持钢结构的稳定性，需要从结构的整体出发来分析其稳定性。其次，从钢结构的整体刚度和失稳方面来看，应采用现行较为规范的折减系数法和临界压力求解法来进行稳定计算，对于轴心压杆的稳定计算通常用这两种方法。再次，在弹性稳定计算的过程中，不只考虑结构整体性特点，还应考虑到二阶分析，这主要是由于结构内力会受到柔性构建大变形量的一定影响。在设计建筑钢结构的过程中，需遵循其结构的设计原则，在了解钢结构的设计原则时，要能区别其强度和稳定问题，强度关键取决于材料特征，而稳定问题在解决强度问题时，需找出其不稳定的平衡状态，这种不稳定状态存在内部抵抗力与外部荷载之间。
3.3建筑钢结构工程设计中的不同软件之间对比。建筑钢结构详图设计时要编制构件表和材料表，包括从最初的提材料计划开始，拿到图纸分析完成后首先进行材料计划。首先介绍一下深化设计的手段。采用的都是软件，各种软件有各自的优缺点，平时的普通门式钢架类轻钢厂房，要求速度快、工期紧的情况下采用CAD比较快捷方便，CAD强大的图形编辑功能，可以采用多种方式进行二次开发，可进行多种图形格式的转换，比如EXCEL表能方便的运算，之后加载导入到CAD，以方便材料表的绘制。CAD最大的缺点是不能准确直观地看到3D模型，从而会出现一些不必要的错误，导致工地安装困难。而TEKLA和PKPM（STXT）可以直观地看到模型，三维建模软件能自动产生2D加工详图，提供完整的2D图画编辑功能及构件碰撞校核功能，但也存在着缺点，生成的图纸标注不够清晰，不适于车间工人快速视图，所以调图的时间很多。建模出图很快，时间都费在了调图上。鉴于TEKLA出错率低，一般大型的多高层建筑均采用三维建模的深化设计。
4建筑钢结构工程设计的注意事项
4.1建筑钢结构工程设计过程中的钢材选择。建筑钢结构工程设计过程中的选材非常重要，主要是因为：（1）我国钢铁工业迅速发展，钢材的种类繁多，要从众多的钢材种类中选出适合某种建筑工程的钢材是有难度的；（2）目前钢结构建筑的种类也在不断增加，不同建筑物对钢结构的强度、变形度、疲劳应力等方面的要求也不一致，因此选择合适的钢材显得至关重要，否则就不能发挥出钢结构建筑的功用。
4.2判断建筑钢结构的适用性。当前钢结构主要用于跨度和荷载较大、体型复杂的高层建筑中。要求其能够承受较高的温度、方便拆卸、能够承受大幅度的振动、密封严实，因此在钢结构设计之前必须要对这些方面进行全面的分析，考虑所设计的钢结构是否适用、能否满足要求。
4.3加强对建筑钢结构受力体系以及细部节点的设计。建筑钢结构工程设计方案确定后，需要立即对钢结构的受力体系以及细部节点进行具体的计算和完善。首先基于钢结构受力体系设计而言，当前很多钢结构都是采用的杆系结构，这种结构要求钢材强度大、截面尺寸小；在生产的时候可以在现场组装、构件之间的约束作用小。因此其设计的重点是保证构件节点之间的连接稳固性。其次对于钢结构建筑的细部节点设计来说，钢结构建筑的设计要求细致且设计内容复杂，都需要对细部节点进行严格的设计。
结束语
综上所述，建筑钢结构作为当前建筑行业结构设计的主流趋势。提高建筑钢结构设计的科学性以及可操作性，不仅对于建筑工程本身，同时还能大大提高建筑施工企业的设计建造水准，进而促进其稳定发展。所以，相关企业及设计人员应该加强对钢材防腐、节点设计以及稳定性设计等方面的研究摸索，并采取有效措施予以应对，从而为今后建筑钢结构设计提供参考依据。
参考文献
[1]邢立涛.浅谈钢结构设计中的稳定性分析[J].科技传播,2010(16).
[2]常凤杰.钢结构设计简单步骤与设计思路[J].黑龙江科技信息,2011(02).
[3]张展飞.建筑钢结构工程设计及质量安全策略分析[J].建筑工程技术与设计,2015(15).
论文作者:李鑫鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/11
标签：钢结构论文; 建筑论文; 详图论文; 结构论文; 稳定性论文; 节点论文; 工程设计论文; 《基层建设》2017年第26期论文;