黄伟彬
广州市番禺城市建筑设计院有限公司 511400
摘要：钢结构是建筑施工以及设计中比较常见的材料之一，具有很强的物理性能以及化学性能，对于提高建筑整体稳定性具有很强优势。随着钢结构在建筑结构设计中应用范围不断扩大，其问题也逐渐显现出来，就我国目前而言，钢结构设计质量还无法满足实际需求，本文针对我国钢结构在建筑结构设计中应用存在的问题进行了概述，并提出了相关解决措施，旨在提高我国建筑设计以及施工质量。
关键词：钢结构；建筑结构设计；存在问题；解决措施
1建筑结构设计应用钢结构优势
1.1生态性优势
钢结构设计具有很强的生态理念优势，符合我国资源以及能源可持续发展目标。钢结构在应用过程中由于其具备很强物理性能，不会因使用年限过久而导致其出现损坏，可以在相同的施工过程中进行多次回收以及反复利用，符合我国资源可持续发展理念。另外，钢材可以通过提炼以及锻造，对其外在结构进行改变，在不改变其化学分子基础上，改变其物理结构，具有很高的利用价值[1]。
1.2结构性能优势
相比较其它建筑材料而言，钢结构的结构优势十分明显。钢材具有很强负载能力，具有十分优越的物理性能。相比较混凝土材料而言，钢结构生产以及施工过程中具有很强的周期优势，另外，钢材结构质量比较轻，具有很强的抗震能力以及稳定性，在设计中应用不会造成断面，在社会效益以及经济效益上，具有明显优势。
1.3施工成本优势
钢结构与混凝土结构比较而言，钢结构具有很强的经济性特征，在应用过程中应用材料较少，成本投入也比较低廉。在设计应用中也具备灵活性特征，安装程序十分便捷。经过长期实践得出，钢结构施工时间与混凝土结构施工时间相比，只占其二分之一，在时间成本以及施工成本上，占据一定优势，其次在施工过程中，钢结构受外界因素影响较小，施工条件十分便利，如图1所示。
图1 钢结构别墅设计施工图
2建筑结构设计应用钢结构存在问题
2.1设计质量不足
钢结构在设计中存在明显复杂性特征，对设计人员素质要求比较高，需要在设计之前做好大量的实地考察以及准备工作。由于我国设计市场管理制度缺失，导致钢结构设计缺乏市场调查，很多设计缺乏专业性，导致设计标准过低，照本宣科式的结构设计极大程度地降低了钢结构设计以及施工质量，这是设计管理制度缺乏所引起的。
2.2设计缺乏创新
我国大多数钢结构设计存在内涵缺失、创新不足等情况。在建筑市场逐渐全球化背景下，很多国内设计师在钢结构设计中套用外国设计方法，缺乏自主创新能力，导致其设计方案无法满足中国建筑设计实际情况。另外，很多设计师在关键节点进行设计时，缺乏对结构节点设计的重视，导致设计深度不足，为后续施工留下了安全隐患。例如，在钢材柱脚设计中，其设计种类与样式十分多样，不同种类适用不同施工条件，需要设计人员加以重视。
2.3理论与实际脱轨
我国在钢结构设计中存在施工设计理论与施工实际不符情况，我国很多设计缺乏实地考察，在设计中对各项参数把握不明确，导致设计内容与实际施工相背离。缺乏实际应用性的设计方案会严重阻碍施工进度，并为后续钢材施工带来一定的质量影响[2]。
3建筑结构设计应用钢结构策略研究
3.1强化钢结构设计管理手段
钢结构设计中不仅需要涉及到建筑学知识、设计学理念，还需要设计人员具备很强的结构力学知识，由于钢结构设计环节十分复杂，想要保障整体施工质量，需要强化设计过程的监督以及管理，并对设计单位设计资质进行严格审核，保障其具备一定的设计能力，并可以满足具体的设计要求。在监督管理过程中，有关部门需要对其过程进行科学审查，避免出现套用其他设计方案情况，保障设计人员设计之前对施工环境以及施工条件等进行了全面、细致的了解，做好充足设计准备工作。
3.2明确钢结构设计关键环节
明确钢结构关键节点设计对于提高设计质量，提高设计深度具有重要意义。首先，设计人员需要重视钢结构防腐设计，刚结构在长期潮湿环境中，会受到外界环境影响而遭受腐蚀，甚至会导致其表面出现明显秀坑，对整体建筑结构稳定性以及使用寿命均会造成影响。防腐设计是指在设计中，明确材料表面防腐材料使用，选择具有很强附着力、防腐性能良好材料。以某钢结构设计为例，室内钢材涂抹防腐材料厚度为80μm，室外防腐材料厚度在150 μm。在设计中，利用混凝土材料作为钢柱柱脚包裹材料，在考察当地施工环境之后，发现此处为酸性环境，以氯磺化放酸漆作为防腐保护材料。其次，在钢结构防震性能设计上，需要保障整体结构受力均匀性，并保障钢结构设计中屋面、屋架的牢固以及稳定，对钢材墙体结构宽度以及高度进行控制，符合力学结构稳定的要求。最后，在钢结构噪音隔绝设计中，需要满足客户实际需求。在住宅建筑设计中，噪音隔绝功能是设计人员需要重点关注内容，而在大型商场以及音乐厅建筑钢结构设计中，可在建筑棚顶处安装反射板，可增加声音流通度，满足建筑功能具体应用。
3.3强化设计理论与实践统一
针对设计中村咋设计理念与施工实践不符情况，设计人员需要将理论与实际相结合，并制定完善的设计方案。首先，在钢结构设计之前，明确设计要求，针对体型较大、空间结构复杂建筑，可以采取高温密设计方法。在设计过程中，设计人员要多次反复进行实地勘察，考虑整体设计方案可行性。
3.4制定钢结构建筑设计规范
钢结构设计最重要莫过于建筑结构节点设计，在节点设计中，设计人员需要对钢结构节点形式、特征等进行明确，并对相同类型节点间分类，避免相同节点设计中存在差异性。节点设计可分为刚性节点设计、半刚性节点设计、铰节点设计，在具体设计中，需要严格按照以下规范进行。首先，焊接工艺设计中，需要保障焊条材料与需要施工金属材料相符，在设计中对焊接缝大小等参数进行控制，保障焊接重心与结构中心在水平结构中。在栓接设计中，可采取新型栓接方式，可以提高螺栓衔接性能。在连接板设计中，需要对其抗击能力以及抗压能力进行检验，保障其厚度科学性。在钢结构梁腹板设计中，需保障其满足其物理性功能，符合相关要求。在预估截面设计中，梁结构设计可使用H型截面钢，并保障钢结构当翼缘高度与截面大小均符合实际施工环境。在预估钢结构设计中，需要保障预估刚结构范围单位符合实际要求，并科学选择钢结构梁的类型，使其能够满足具体的施工规范。
结论
总而言之，钢结构在建筑结构设计中应用具有其他材料所不具备的优势，具有提高建筑结构稳定性功能，在造价成本上也比较低廉。我国目前还存在很多制约性因素，严重阻碍了钢结构在建筑结构设计中应用，设计人员需要结合实际施工准概况，采取全面设计方案，将理论与实际进行紧密结合，在满足建筑工程质量情况下，提高建筑企业收益。
参考文献：
[1]康健.钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施[J].甘肃科技纵横,2018,47(01):34-36.
[2]彭声美.标准化建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].中国标准化,2017(20):167-168.
论文作者:黄伟彬
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/13
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