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摘要：目前我国建筑业快速发展，建筑结构设计中钢结构设计尤为重要。针对建筑结构设计之中钢结构设计现状，如钢结构稳定性问题、钢结构腐蚀问题、钢结构防火问题等，进行全方位的分析，并重点介绍了加强建筑结构设计中钢结构设计的重要价值，提出建筑结构设计中钢结构设计策略，希望能够给相关设计人员提供更好的帮助。
关键词：建筑；钢结构设计；重要性
引言
进入21世纪后，我国的民用建筑及工业建筑发展速度越来越快，民用建筑出现了越来越多的超高层，工业建筑的发展也需要大量的钢结构厂房，由此对建筑行业提出了更高的要求。在现代建筑中，钢结构建筑形式得到人们的认可和推崇，被应用于社会各行各业的发展领悟中。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，在特定的性能要求下，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
在当今的建筑行业之中，所谓钢结构，通过将各类钢板进行科学焊接、热轧等加工，让钢板形成施工所需钢型。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大的建筑工程当中。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，强度高、自重轻，重点被应用在超高层建筑以及一般的钢框架结构工程项目中。
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建筑结构设计中钢结构设计现状
2.1钢结构的初始缺陷问题
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钢结构设计防火问题
在钢结构建筑中，使用的建材主要以钢材为主，钢材具有一定的耐燃性，但是钢材在温度达到一定数值时，便会失去其力学性能，将会影响到整个建筑结构的安全性能，存在极大的安全隐患。所以在钢结构设计中，防火措施很重要。针对不同的防火等级要求，采取一定的防火措施非常关键，
目前钢结构的防火措施一般为在钢构件表面刷防火涂料，根据防火等级要求的不同，刷取的不同厚度的防火材料。传统的钢结构防火设计使根据火灾性能确定耐火等级，同时根据耐火等级确定钢结构材料的耐火极限和燃烧性能，最终根据耐火试验确定参数，选择钢结构的防护材料和构造方法。目前根据最新的设计理念设计阶段可以采用TS-TC耐火设计方法按照耐火等级确定耐火极限t，求出构建临界温度Ts后，以t、Ts为控制条件求出构件保护层厚度，进行耐火涂料厚度设计。
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2.3钢结构腐蚀问题
钢材的耐腐蚀性能较差，一般热浸锌的钢构件在无后期维护使用年限能达到25年，热喷铝复合涂层25年，普通刷漆防腐蚀处理方法在5年左右，在具体的使用过程中，钢结构容易被腐蚀，特别是在湿度较大的环境之中（例如沿海地带），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，会增加安全事故的发生，钢结构腐蚀出现的倒塌事故发生概率能够达到40%。因此针对钢结构工程，设计、施工及后期维护的防腐工作都非常重要。应根据不同使用需要确定防腐措施。
3建筑结构设计中钢结构设计策略
3.1重视钢结构的选型工作
在设计钢结构时，必须重点关注结构选型，其对设计方案与施工措施的实现具有直接影响。在结构选型过程中，必须设计具体的方案，基于整体的结构体系，充分考虑力学关系等，选取最适宜的结构形式，确保钢结构的安全性、经济性及美观性。
3.2提升钢结构的稳定性
为了保证建筑钢结构的可靠性、稳定性得到提升，设计者要严格遵守有关规定与条例进行设计，避免钢结构出现失稳现象。例如，在进行二维平面结构计算中，设计人员要进行钢结构平面外稳定性计算，保证结构布置更为合理，并适当增加构件，对钢结构进行全面的稳定性控制，保证结构计算简图更为科学。在进行框架柱稳定性计算时，设计者需要选取合理的稳定参数。稳定参数选取完毕后，经过全面的计算，方可确定最终的钢结构设计方案。构件设计时应按规范要求的长细比、宽厚比、高厚比的构造措施，进行稳定性计算。钢结构整体设计要以稳定的对称布置为好，按规范执行高宽比，减少结构扭转，竖向构件上下贯通，保证钢结构设计中的刚度连贯性和稳定性。结构布置时宜适当加设柱间斜撑的，这样能更好地增强建筑构造的侧向刚度，增强结构整体稳定性。
3.3防火设计要点
对于建筑工程中的钢结构防火设计而言，要选择耐火性和防火等级较高材料。在当前的建筑工程中，关于钢结构的防火设计要严格根据项目的防火等级、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，如果薄型的材料仍然不能达到防火标准，此时可以选择厚型的耐火材料，另外要做好吊顶、墙体等辅助构件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，应严格按照规范及具体情况进行设计与施工，确保钢结构中钢构件的防火性能。
3.4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，并综合考虑，例如在腐蚀性环境中不能采用薄壁构件，构件壁厚考虑腐蚀余量。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，并应定期维护。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。
结语
综上所述，钢结构在建筑结构中，对其的结构设计要充分考虑到它的各项性能合理化分析，不仅仅关注到它强度高、环保、自重轻等的优势，还要考虑到钢结构的耐热性差、耐腐蚀性差等去缺点，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］陈婷，霍媛，陈玉红．建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略［J］．工程技术：文摘版，2016（8）：50．
［2］张莉，阮景，满敬涛．浅谈建筑结构设计中常见的问题及改进措施［J］．科技创新导报，2015（14）：49．
论文作者:王瑜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/10
标签：钢结构论文; 结构设计论文; 中钢论文; 建筑论文; 构件论文; 结构论文; 稳定性论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;