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摘要：目前，国内有许多轻钢结构的工业厂房，但是在住宅方面却十分稀少。钢结构是未来必然的发展趋势，以后在我国会有更加多元化的发展。因此，本文主要对钢结构房屋结构设计中常见问题进行研究分析。
关键词：钢结构；房屋结构；设计；问题
一、钢结构概述
钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢，在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如 ：锰、镍、钒等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。
钢结构自身的优异性能决定了其在房建领域得以大力推广。（1）在受力相同的情况下，钢结构体积小、自重轻、运输便捷，不管是安装还是拆卸都十分简便，且材料可多次利用，符合当前节能环保的要求。（2）钢结构组织均匀，性质稳定，在空气中不易氧化，可靠性高。（3）钢结构材料具有良好的塑性与韧性，可承受变形空间大，具有相当程度的抗震性及抗冲击性。（4）钢结构构件精度高且生产周期短，易于批量生产。另外，工地组装速度快，吊装简便易行。（5）钢结构耐热程度高，耐火性能及耐腐蚀性能均较差。
房建钢结构基本类型：
根据钢结构中合金元素的含量多少可将钢结构分成两种类型，一是低合金高强度钢，这种钢材以碳素钢结构为基础，在其中混入少许的合金元素如硅、锰等制成。其韧性、塑性、刚度、强度及焊接性能均十分优异。在钢结构房屋建筑施工中，如果工程对跨度及承重力要求都较高，则适宜使用低合金高强度钢。二是碳素钢。碳素钢结构因其含碳量较少的缘故，使得其在刚度、强度、承重力等方面均表现平平。在如今主要应用于跨度及负荷适中偏小的建筑工程。
二、钢结构房屋结构设计中常见问题分析
2.1 钢结构运用到建筑材料中的前期问题
一个房屋、一个建筑在建立之初都是要考察附近土地的土质情况和地下结构的，没有一座建筑是设计师随心所欲的建造，当然，肆意妄为的建造根本不可能立世。在这一部分容易出现的问题是，真正的设计者不能够在施工之前确定大范围的土地基础，对地质勘察不够仔细，使得地基及基础设置出现不和谐、不贴合的问题，这样不仅对于房屋本身的安全性造成影响，还使整体建筑所带来的效益极大的降低。现在我国的大部分建筑都为独立地基，如果对建筑的地基认识考察不准确，就会使整个房屋结构变得不稳固。
2.2建筑的框架结构存在问题
框架建筑是指由框架、墙板、楼板组成的建筑。它的基本特征是由柱、梁和楼板承重，墙板仅作为围护和分隔空间的构件。框架之间的墙叫填充墙，不承重。由轻型墙板作为围护与分隔构件的叫框架轻板建筑。在一个房屋的建造过程中，框架结构就好比一个人的骨架，如果骨架坚挺硬朗，那么整个人都是神清气爽、蓬勃生辉 ；倘若一个人没有稳固的骨架作为承载肉体的筋骨，那么他也不能成为一个人。用在房屋建造当中最恰当不过，现在的房屋结构中，许多人不能把纵向框架和横向框架合理的一起关注和保障，导致配筋配置不均，更有的时候，承重柱截面高度设计不合理，使得框架横纵贴合度低，使得整个房屋结构存在严重的质量问题。
2.3钢结构的稳定性问题
虽然钢的耐火性和耐热性良好，但是它仍存在一定的稳定性问题。在房屋结构的设计和建造过程中，房屋设计结构的负荷程度和其是否因外力而变形成为建筑工程师重点所关注的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在普通的房屋建造过程中，工程师应该多注意钢结构的稳定性问题，因为一旦在此过程中出现了因没有关注到钢的切合度而导致的不稳定的问题，那么不仅仅会造成一个建筑工程财产的损失，严重时还会造成大量的工人和从业人员失去生命。
三、加强钢结构房屋结构设计的优化措施
3.1合理选用钢材的材质
在钢结构设计时，相应的文件中都要标注所用的材料以及焊接材料的质量等级。规范要求钢结构房屋的钢材都应该有合格的屈服强度、抗拉强度、冷弯性能、伸长量以及硫含量的合格的保证。对于地震区还应特别强调钢材的屈强比≥ 1.2%，伸长率＞ 20%，钢材应有明显的屈服台阶，除此之外还有很好的冲击韧性及可焊性，主要是要求结构应当有足够的塑性变形能力和必需的安全储备，都应该在文件中标注。笔者认为一般的钢结构使用Q235B或Q345B及以上的碳素钢就能满足要求，不宜选用 C 级钢或Ｚ级以上的钢材，这样会造成经济上的浪费。
3.2注重钢结构的抗震性设计
对于不同的地区来说，其地壳的活跃程度也存在着很大的区别，有些地区的地壳波动程度非常的剧烈，而有的地区其波动程度是比较小的，因而发生地震的时候其地震强度也有着一定的差异。在传统的导屋建设过程中，混凝土结构的房屋为了尽可能的降低地震所带来的破坏，对于地震较为活跃的地区和较为稳定的地区的房屋结构设置了非常明确的杭震等级。但是对于钢结构来说，由于其硬度高的特点，自身就具备一定的杭震能力，因而运用钢结构的房屋并没有明显的等级区别。钢结构在房屋结构设计的应用过程中，需要全面考虑钢结构材料自身的结构形式、能够承受的地震强度以及房屋的特点等重要影响因素。同时将这些因素之间的区别作为设计的重要依据，通过设计不同的钢结构类型来达到不同程度的杭震效果。
3.3钢结构稳定设计
我国这些年在钢结构稳定设计中已经取得了很多进展，但是仍然有许多的问题有待改善，笔者总结有以下的几点：现在的钢结构网壳模型中，梁、柱的单元已成为主流的研究工具。但是许多专家对此还是存在怀疑的态度，因为没法确认单元能否真实反映网壳的受力状态，目前最大的问题就是不知道如何反映弯矩和轴力的耦合效应；目前建筑界还没有一个很完善的理论能够分析预张拉体系，这方面的理论一直欠缺；大跨结构设计如何分析局部稳定和整体稳定之间的关系也是一大难题，尽管现在建筑界已经在大跨结构去了一个相对保守的稳定系数，但不能真实反映局部与整体之间的关系；钢结构系统稳定性研究有很多不确定的因素，现在的学术界随机影响分析基本局限在随机荷载以及结构参数这个小范围内，实际上，因为结构参数随机性，结构响应也会有很大的变化，因此应着眼随机参数的干扰性屈曲、结构失稳、跳跃型失稳等研究。
3.4加强钢结构的防护设计
在钢材料的防护过程中，防腐蚀和隔热是其中非常重要的两个方面。但是建筑工程师在应用钢结构的过程中只注重对钢材硬度和杭压力度的强化，忽略了防腐蚀和隔热的重要性。在相关的文件和制度中对钢结构的杭腐蚀和隔热并没有明确的标准，这些情况就导致房屋建设完成后由于外部环境的侵蚀和影响，在一定程度上减少房屋的使用寿命。因而面对这样的情况，相关部门需要制定和出台相关的文件明确钢材的杭腐蚀度，同时钢结构中埋入地下的部分需要进行一定的包装，提高钢材的杭腐蚀性。除此之外，钢材料在生产的时候要进行相应的耐欠测试，以此有效防护措施的重要依据。
结束语：
我国的钢结构有很大的发展空间，本文只是部分叙述了目前国内钢结构设计中常见的误区以及难题进行了探讨，因此笔者认为目前我国应该大力提高及加强设计人员的设计水平，并将理论应用到实际中去，尽可能关注行业新动向、新的设计理念及方法，促进钢结构的发展。
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[3] 刘勇.钢结构设计中常见问题与措施探究[J].门窗，2015（4）：159，161.
论文作者:李晓峰,张彦辉,陈国惠
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/22
标签：钢结构论文; 房屋论文; 钢材论文; 建筑论文; 稳定论文; 结构论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年第3期论文;