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摘要：随着我国国民经济的发展，基础建设规模越来越大，特别是伴随建筑行业钢结构建筑不断增多，我们在钢结构优化设计上要求越来越高，而近年来我们虽然有许多钢结构建筑建成，但是目前整体钢结构技术还不成熟，同时信息化迅速发现下，钢结构理论与建设水平需要不断加大研究力度，本文重点从钢结构设计方法入手，对其发展进展和未来展望进行初步研究。
关键词：钢结构；设计方法；进展与展望
前言
在我们钢结构设计方法中，最为重要的就是要搞好顶层设计，重点就是做到技术先进，同时经济合理，也要确保安全实用和建筑质量。对此，我们在实际方法设计中，必须做好结构设计和经济效益的测算，并在结构方法设计优化的基础上，最大限度满足建筑竣工后的实用性和经济性。由此来看，我们在设计中必须注重建筑施工中的钢结构合理性分析，同时加强可靠性检验，这是满足未来钢结构建筑发展要求的必要条件。
一、钢结构设计存在的主要问题
近年来，我国钢结构建筑增多，特别是在普通住宅建设的基础上，高层或者超高层建筑规模不断扩大，对此我们在预判未来钢结构设计方法之前，必须明确当前的现状和存在的主要问题，具体有：一是钢结构建筑的复杂性是首要因素。其复杂性主要表现在宏观方面监控难道较大，一般情况下，我们钢结构出现的问题虽然性质相近，但是所产生的问题以及环节的差异性非常大。以焊接裂缝为实例，焊接的裂缝情况问题有可能出现在其表面，也有可能出现在其内部，同时还有可能出现在裂缝的金属所在部分，也可能出现在受到高温情况下发生的开裂等等，因此在钢结构设计中，要充分考虑其复杂性，这是前提和根本。二是钢结构建筑的安全性。由于钢结构设计具有其特殊性，因此我们在设计中必须以安全和质量可靠为前提，只有这样才能确保竣工后的正常使用。三是钢结构设计具有其可变性。重点是细节上钢结构的小的裂缝会逐步转变为大的隐患，主要是基于应力作用，使得焊接的裂缝不断加大，从而带来严重的工程问题。因此，钢结构设计具有其坚固性，同时在高应力作用下，由于长期在高负荷的压力下，非常容易产生变形，这就需要我们在设计中，充分考虑钢结构的架构设计，从应力角度和建筑主体的稳定性角度去充分考虑。四是钢结构综合分析问题。在钢结构设计工程中，有时对几何线性以及材料的线性影响有所忽略，这种情况下会使钢结构构件的极限承载的能力以及非线性状态下的弹塑性所处的状态不能够同时达到极限，从而导致我们在钢结构设计中按照结构弹性的状态进行数据取值的状况，这样极易导致整体上的钢结构构件与非弹性设计不能够吻合的情况，给钢结构设计带来较大安全和质量问题。此外，在钢结构设计中，我们还有可能存在钢结构总体上失稳程度与实际的失稳情况不吻合的情况，这些问题都需要在钢结构设计中加以关注，也是我们现状中存在的主要实际。
基于钢结构设计的问题，我们从现状出发，需要进一步探讨钢结构设计新情况和新方法，常规设计下，我们目前主要有以下设计方式以及特征。一方面，失效性设计方法。重点根据建筑的失效性对钢结构进行测算，但是这种方法不能够进行非常复杂的精细测算和分析，也不能够完全与结构线性模式进行紧密综合分析，在设计过程中的局限性很大。另一方面，就是相应型的分析方法，在这种方法的实际运用中，一般就是将结构极限状态面在钢结构设计验算点之处进行一阶或者是二阶的近似分析，在这种要合理运用失效数据测算的方法，重点是对钢结构测算点处的曲率变化较大的极限状态面，分析其中的误差大小。这虽然能够提高钢结构设计的精准度，在近年来也得到了不断改进和提升，但是响应面的计算形势，主要是依据于测算结构在正常情况下的使用可靠度，综合分析度不够强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此基础上，在我们钢结构设计中还有常用的随机有限元的测算方法和模式。这是近年来新近使用的方式和方法，这种方法主要是以低阶或者高阶摄动理论为基础和依据，对钢结构建筑设计进行随机性质的有限元方程，这种数据测算需要运用结构功能函数的随机向量导数进行综合测算。在实际运用中，这种方式虽然计算速度快，但是理论上推导的严密性会限制其结构可靠度的分析。此外，还有MONTRCARLO计算方式，这种方法虽然在钢结构设计中计算非常简单，但是计算数据量非常大，也常常作为校对核算的主要标准。这种形式将随着降低取样方差方式的不断创新发展而得到普遍应用。总体来看，我们在钢结构设计方法上主要有以上一些形式，但是随着信息化社会建设的不断深化，我们在钢结构设计上不能拘泥于现状，要打破常规，创新方法，进一步明确未来发展趋势，从而更好地提高钢结构设计的科学性和规范性。
二、钢结构设计方法的发展前景分析
（一）钢结构设计方式的展望
基于钢结构设计的现状和问题，我们应该从设计方式上重点关注目前方法改进和提升，在问题导向面前我们应该在现有设计中充分考虑钢结构建筑框架柱的长度状况，因为其长度或大小直接造成弹性失稳，同时还要针对梁柱的半刚性处出现的链接影响以及钢结构件制造所带来的局限性和结构第二阶的主要影响要素进行综合考虑，不断提高钢结构设计的精准度和可靠度。一方面，要重点对计算长度进行改进提升，重点考虑框架柱在不同的弹性失稳条件下或者是弹塑性失稳的影响下，充分考虑中间的摇摆柱的不同性质或者应力程度下的影响。另一方面，在现代钢结构建筑设计中，我们还要运行好切线模量的概念，重点是以钢结构件的弹性分析进行综合分析，从而为钢结构设计稳定性提供数据依据。此外，还要加强综合性数据分析，尤其是特殊性质的拱形钢分析，主要是与梁柱等直构件相比,拱形钢结构的设计理论、特别是稳定设计方法更为复杂,其受力和工作原理及轴线形式、跨度、矢跨比、截面形式、荷载形式及组合、面外支撑条件等诸多因素影响。总的来看，拱形钢结构平面内失稳对荷载和变形的非对称初始缺陷较为敏感，但是我们在设计过程中，对于钢管桁架拱必须考虑弦杆局部失稳对整体稳定承载力的削弱作用;平面外弯扭失稳时,变形及受力复杂,其稳定承载力受拱脚、荷载条件及支撑布置影响显著;初步建立平面内稳定设计方法并在规程中予以体现,包括实腹式截面拱（含腹板开孔钢拱）、钢管桁架及钢管混凝土等结构形式;平面外稳定性及面外支撑设计是拱形钢结构设计理论的重要组成部分,在规程中还有待进一步补充和完善。
（二）钢结构设计方式的展望
近年来，随着计算机技术的不断运用，钢结构设计越发精细，尤为突出的就是高等分析方法，主要就是能够通过非常精准的跟踪钢结构件中的全过程和各个环节变化，特别是能够精准的测算出钢结构体系以及钢结构的组织破坏性模式以及极限承载系数，而且它的简便性和准确性还在于它并不需要我们按照规范性的公式去逐个对钢结构组件进行分析测算。其优势就是在钢结构分析中能够充分考虑到钢结构性能的各类非线性的主要因素，从而更好的测算建筑整体的极限承载能力，这样的新模式能够明显简化我们的设计过程，较好地提高了工程设计效率，而且精准度也非常。总体看，钢结构的设计方法和运算方式正在随着计算机发展而不断深化和演变，因此我们要不断强化学习提升，并搞好对标学习，积极引入新方法，以便提高设计的科学性和准确性。
三、结束语
总之，钢结构建筑工程建设是我们在工程建设中比较重要的环节，因此我们要加强建筑结构工程施工技术要点分析及质量控制的研究，不断提高工程质量和水平。
参考文献
[1] 建筑结构工程质量缺陷的原因与防治措施[J]. 王曦.建材与装饰. 2016(42).
论文作者:韩健
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/16
标签：钢结构论文; 方法论文; 建筑论文; 结构论文; 方式论文; 拱形论文; 裂缝论文; 《基层建设》2017年第30期论文;