摘要：随着经济和建筑行业的快速发展，本文从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：建筑结构设计；钢结构；钢结构设计
引言
钢结构具备质量轻、强度高、延性好等特点，并且其使用寿命较长，应用范围特别广泛。最近几年以来，由于人们对建筑工程的要求逐渐提高，如何才能够满足现代人们的生活与生产需求，已经成为施工单位与设计单位面临的主要问题。为了能够提升现代人们的生活与生产水平，本文深入分析建筑结构设计中钢结构设计中存在的几个核心问题与对策。
1钢结构房屋发展的前景和优势
1.1发展前景
钢材具有延性好、可塑性好、强度大的特点，因此它作为建筑材料使用在房屋建筑中，将因其强度大而具有安全系数高、抗震的优点，对于日本、台湾地震较多发的地区，经过调查数据证明了钢结构建筑物在地震中的优良表现。使用钢材作为建筑材料，还可以满足在建筑上大开间、以及灵活分间的建筑需求。而且钢材与其它建筑材料相比强度要高，所以承受相同的荷载时，钢结构要比其它结构轻，便于运输和安装且节约建筑材料。
1.2优势
1.21绿色环保，效益高。
钢结构环保效果好。钢结构施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，可回收的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再生或降解，不会造成很多垃圾。施工速度快，工期比传统体系至少缩短三分之一，因而可降低综合造价，综合造价降低5%。加快资金周转，大大提高投资效益。
1.22延性好、塑性变形能力强
钢材塑性好，使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证。
2建筑结构设计中钢结构设计现状
2.1钢结构稳定性问题
若钢结构出现失稳现象，建筑工程项目会出现严重的坍塌，引发大规模的工程事故，究其原因，主要是因为钢结构设计者在实际的设计工作当中，没有充分考虑钢结构的支撑作用。如果钢结构吊装位置不合理，网架与桁架当中的各个杆件受力不均匀，特别容易引发严重的结构失稳现象。钢结构在设计、使用的过程当中，存在一定的稳定性问题，设计人员与钢结构施工者经过认真协调，并提前制定好针对性较强的失稳防范对策，能够保证建筑钢结构更为安全。
2.2钢结构腐蚀问题
因为钢材料容易发生腐蚀，在具体的使用过程当中，钢结构经常被腐蚀，在湿度较大的施工环境之中，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，发生大规模安全事故的发生增加。针对钢结构混凝土屋架结构特点能够得出，因为钢结构腐蚀出现的倒塌事故发生概率能够达到40%。
2.3钢结构防火问题
钢结构不仅抗腐蚀性能较差，其耐高温性能也特别差，当外界温度或者建筑内部温度达到430摄氏度至540摄氏度左右时，钢结构的承重能力不断下降。钢结构的防火性能差，如果建筑物周围出现较大的火灾，工程安全隐患发生概率增加，特别容易引发大规模的火灾安全事故。
3钢结构房屋结构设计的具体措施
3.1设计阶段对整体结构作弹塑性二阶分析钢结构的稳定性
结构的稳定承载能力本身属于一种非线性问题，设计阶段需要进行弹塑性二阶分析，通常是采用数值方法进行求解，常用的有数值积分法、有限单元法等进行求解，本文主要介绍假想荷载法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假想荷载法是利用较多的稳定性计算方法，简单来说就是根据构建理论初始的倾斜率作用转化为等效水平力对初始无倾斜初始框架的作用，得出的力即为假想水平力。同时假想水平力必须要通过精确的二阶弹塑性分析结果校准确定，目前假想水平力法已经通过了一系列的基准校核。基本可以运用于设计阶段的精确分析。通过放大系数的二阶弹塑性分析可以简化为由一阶分析结果得到近似解，利用钢结构的内力用于校核平面的稳定性方程式，得到相关的承载力参数校核，现阶段可以在设计阶段用于初步的校核适用。
3.2加强钢结构的防护性设计
钢结构的防护性设计主要根据腐蚀的原理进行防腐设计，刚结构的防腐蚀处理可以有以下两个方面进行设计：一是设计阶段的原材料选择直接选用耐候钢，这样可以在根源上加强钢结构的防护性能；二是在设计阶段明确钢结构表面要进行热镀锌、热喷铝（锌）复合涂层进行表面处理。同时在钢结构设计中可以增加缺陷责任期处理设计，要求在钢结构采用涂层法进行维护处理。对于明显环境恶劣暴露部位的钢结构，设计阶段可以进行极阴设计，使钢结构能够得到保护。这样可以在设计阶段就能够加强钢结构的防护性能。
3.3选择合理的结构模型
对钢结构性能有影响的因素不只是原材料的选择，还包括建筑模型的结构。纲结构在使用中，可以分为网状钢架、框状钢架、平面钢架，它们具有不同的使用作用。在实际的使用过程中，要根据建筑物的实际需求，来选用不同的模型，进行科学的设计。将钢结构的性能发挥到最大。
3.4钢结构的防火耐热性能
对于钢结构设计人员来讲，在进行设计时，还要考虑结构的防火性能，做好钢结构防火设计工作，特别注意以下问题：首先，明确钢结构的位置，并根据钢结构的具体分布位置，选择相应的防护材料。其次，对钢结构实施防护处理之后，钢结构重量会增加，占用空间也不断增加，故设计人员要对建筑工程进行全面的设计。最后，根据钢结构施工的难易情况，从经济角度进行考虑，现阶段，比较常用的钢结构防火措施主要为：在钢结构表层涂防火料，加强混凝土防火保护、在钢结构内部进行通水冷却等等。
3.5注重计算分析
在对建筑结构进行数据计算时候，要重视各个结构之间的协调性，并且将地震效应因素计算其中，结合具体的地形，对数据进行精密的计算，来减少模型与实际的误差。
3.6引进先进的建筑设备完善基础设施，对钢结构技术进行更新
房建工程中，好的机械设备对于建筑工程有着极其重要的作用，也是必不可少的。其中，吊装设备则具有很大的优势。吊装具体施工分为钢梁吊装和钢柱吊装两种方法，二者适用于不同的施工过程。例如：在进行钢梁吊装之前，要确定吊装方案的设计没有任何问题并且做好了相关的安全措施。而在进行钢柱吊装时，就必须首先要保护好钢柱不会受到损害，并且要保护好钢柱脚部位的螺栓不会被损坏。同时，地脚螺栓预埋的位置也影响着整个钢结构的具体定位。因此，在对地脚螺栓的位置进行确定时，要严格控制其误差范围。在一般情况下，地脚螺栓的预埋标高误差至多不可超过5毫米，而位移误差则不可超过2毫米，并且在顺利完成螺栓预埋之后还需要经过反复的测量，将其误差减至最小，切不可因为一个螺栓的位置而影响到整个结构的质量安全。
3.7建筑施工过程是复杂的，要加强监督管理
在建筑施工过程当中，施工人员因为没有受过专业指导，大都不具备较高的技术水平。所以在建设项目之前需要加强施工人员对钢结构技术的了解，具体对建筑施工时钢结构技术所要注意的施工事项进行详细讲解。同时，建筑团队在施工时要定期地组织员工参加安全教育工作，严格监管施工过程。必要时，可以设立一个监管小组，监督施工人员的安全操作问题，对于国家开展的相关施工监管工作要予以积极配合。
结语
综上所述，钢结构在房屋结构中时，对其的结构设计要充分考虑到它的各项性能，和结构稳定性合理化分析，不仅仅关注到它强度高的优势，还要考虑到钢结构的耐热性能不强的特点，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]张倩，余流，李娟，杜澎泉.入海口处无轴式摩天轮临时结构设计与风荷载分析[J].施工技术，2019，48（02）：47-49.
[2]赵亚男.新型建筑材料在建筑工程结构设计中的应用探讨[J].居舍，2019，（02）：34.
[3]王艳.钢结构房屋结构设计中常见问题的分析[J].智能城市，2017（12）.
[4]许春龙.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题[J].科技风，2017（14）.
论文作者:魏立源
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/28
标签：钢结构论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑论文; 性能论文; 中钢论文; 塑性论文; 《防护工程》2019年第7期论文;