江苏南京
摘要：随着我国社会的不断发展，城市化进程在不断的加快，建筑物的建设无论是从规模还是从高度上都有很大程度的发展，也都变得越来越复杂。随着城市发展和高层建筑的不断建设，为了保证建筑结构的安全性和稳定性，保证住户的安全，对建筑物的设计也提出了更高的要求。钢结构是应用在高层建筑中比较常见的结构性设计，随着钢结构多样化的发展，也逐渐出现了一些设计上的问题。本文主要介绍和分析了高层建筑钢结构设计中需要注意的问题，通过本文的分析和研究可以为我国今后的高层建筑钢结构设计提供一定的参考。
关键词：高层建筑；钢结构设计；注意的问题
钢结构本身并不能够独立的存在，将其应用在建筑领域，首先需要将钢材经过特殊的工艺技术处理，得到一个能够受力的构配件，经过上述处理过程之后所得到的钢结构应用在建筑工程中，具有高强度和较好的抗震性能，可以提高整个建筑物的稳定性。相较于混凝土在建筑工程中的应用，钢结构的承载能力更高。在我国目前的建筑行业中，伴随着建筑工程规模和高度的不断增加，钢结构的应用也在大量的增长，钢结构的使用对于建筑工程的质量保证具有明显的效果。这也就要求钢结构设计师在其结构设计上更加的注重，提出一些富有创新性的应用方案。
一、钢结构概述
（一）钢结构的概念
以钢材为主要的制作材料进行钢结构的制作，钢结构是建筑工程中常见的建筑类型。其组成包含了钢板、型钢等制作而成的钢梁和钢柱，每个结构之间的连接是通过铆钉、螺栓以及焊接实现的，是高层建筑中的主要结构[1]。
（二）钢结构的发展
随着改革开放的进程，我国城市发展中不断出现各类高层建筑，我国的第一个采用钢结构的高层建筑是“深圳发展中心大厦”，建设于上个世纪八十年代。进而到21世纪之后，随着高层建筑的不断发展，钢结构的应用也十分普及了。随着技术研究水平的不断进步，我国高层建筑钢结构的设计、研究、施工水平和工艺等都得到了很大程度的提升。
（三）钢结构的优势
1、材质均匀
钢结构材质的性能较为稳定，波动小，其机械性能也符合建筑工程的需求。
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2、具有较强的韧性和可塑性
在通常情况下，不会因为结构超载而出现钢结构的断裂现象，在受到过重的压力之后，钢结构可以将某个部位的受力状态在整个结构中进行分配，增加应力值[2]。
3、自身的重要轻、具有较高的强度
相比混凝土结构的建筑，钢结构自身的柱面面积较小，可以增加建筑物中可以利用的面积。同混凝土结构相比，钢结构的自重只有混凝土结构的一半，所以其自振周期很低，具有较强的抗震性能。
二、高层建筑钢结构设计中应注意的问题
（一）结构设计参数
由于钢结构自身具有很多优质的性能，可以较好的应用在建筑工程中，因此其前期的设计过程和加工工艺都是十分复杂的。在加工之前，需要利用专业的统计软件，对钢结构自身的技术参数、指标系数等进行严格的测试，只有各项数据、参数都满足建筑要求、符合质量标准的钢结构才能进行后期加工和施工。具体的需要测量的数据参数包含了钢结构的抗震系数、水平荷载力等等。一般的理想状况下，钢结构的水平荷载都是零。但是在建筑物每天的使用过程中，会存在着一定的风荷载，钢结构的水平方向上也会发生一定的荷载，也就对建筑物整体的稳定性产生一定影响，所以设计师在进行结构设计的过程中，需要结构建筑物所在环境的气候、风力条件等设计水平荷载的系数，避免在施工完成之后由于受到风荷载的影响而减少钢结构水平荷载的能力，进而影响到建筑物的稳定性[3]。
另外，在进行钢材、焊接材料和连接材料的选择上要严把质量关。要对材料中的物质含量、延展强度、伸缩性等进行复检。
（二）强柱弱梁的设计
在对钢结构设计的过程中，需要对梁和柱的整体性进行综合考虑。具备安全性和合理性的钢结构，要保证在出现水平较大荷载或者强震情况时，其塑性铰是在梁上，只有这样才可以保证在出现紧急情况时钢结构的整体不会被破坏；可以保证钢结构的抗压性和抗震性，并在受到压力之后可以在最短的时间内恢复到原始结构和形态。根据我国建筑工程的建设标准：钢结构中进行梁和柱的设计时，需要分析和计算材料结构的弹塑性，在计算和分析之后得到的结果表示在梁上出现塑性铰，才能够满足钢结构应用到建筑设计中的需求。
（三）钢结构的选型和布置
应用在高层建筑中的钢结构体系根据侧力的不同可以划分为四类。在钢结构设计的实际工作中，主要是概念设计，设计过程需要综合考虑建筑物的外部环境条件和内部结构设计、荷载能力、选用的材料、制作安装过程等等，择优选择具有良好的抗震性能的、实用性强的结构体系。另外，钢结构的布置要根据受力情况和性质综合考虑。既要保证刚度，同时也要保证均匀性的受力状态，考虑到建筑物后期使用的特点，减少应用钢结构之后的建筑物扭转状态，保证建筑物每层的抵抗侧力的强度。在钢结构设计和施工过程中，要以满足建筑物的使用需求和功能为基础[4]。
结语：
总而言之，将钢结构应用到我国高程建筑施工中，给建筑行业的整体发展也带来了新的发展局面，在进行钢结构设计的过程中，从概念设计到结构制作和施工安装的全过程都要格外的重视。在今后的发展过程中，设计人员还需要不断的总结经验和创新，不断提高钢结构设计的标准，提高钢结构应用的质量和功能。
参考文献：
[1]任媛，杨国栋. 民用高层建筑钢结构设计中的常见问题分析[J]. 建筑设计管理，2014（9）：72-74..
[2]李秀霞. 高层建筑钢结构设计的安全问题探微[J]. 建筑知识，2017，37（09）：10.
[3]罗晓清. 高层建筑结构设计特点及常见问题分析[J]. 科技创新与应用，2015，（33）：249.
[4]吴萌. 高层建筑结构设计问题分析[J]. 工程建设与设计，2015，（09）：30-33.
论文作者:沈小冬
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第17期
论文发表时间:2018/1/19
标签：钢结构论文; 高层建筑论文; 荷载论文; 建筑物论文; 建筑工程论文; 结构论文; 结构设计论文; 《建筑科技》2017年第17期论文;