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摘要：钢结构与混凝土及砖石结构相比，其自身的主要优势在于，材料性能和力学性能都非常稳定。但是在钢结构设计中还存在着一些问题：钢结构设计任务重，成本高；国内的钢结构设计方案还存在合理性欠缺等，这些问题的存在都严重制约了钢结构的发展和应用。通过建筑结构的合理设计就能够使钢结构的自身优势得到充分的发挥，从而实现整体建筑质量的保障。所以，加强钢结构设计的研究力度对于建筑结构提升来说具有很重要的现实意义。
关键词：钢结构；建筑结构；设计；问题分析
由于世界科技的革新，钢结构在建筑领域中的应用日益广泛。然而，钢结构设计中却存在很多问题，主要有结构设计的创新、深度极度缺乏，并且质量不高，在一定程度上阻碍了钢结构在建筑领域中的发展和应用。本文主要对钢结构进行概述，分析了建筑结构设计中钢结构设计存在的问题，并且提出几点改进措施。
1 建筑结构设计中钢结构设计的特征
在实际的建筑工程施工中加强对于钢结构的有效应用能够提升建筑的质量，特别是在当前的城市化发展进程中，需要加强对于施工当中每一个环节的重视。在建筑工程施工当中对钢结构的设计有着非常多的特点，从钢结构的设计方面来讲，其往往和混凝土以及砖石结构有着一定的区别，对于钢结构的设计主要就是体现了一种柔性设计的理念，在实际的设计中对钢结构能够允许其产生少量的变形，并且这也是钢结构最为重要的一个特点。然后，在建筑结构当中相对于钢结构的设计来讲对于荷载的敏感性也是非常高，因此这就需要在实际的设计中加强对于材料的重视，在对材料的选择中选择强度高以及轻量的材料，能够在一定程度上减轻建筑的质量。在对建筑材料的强度进行选择过程中，钢结构的强度要比混凝土的大，并且在相同截面中钢结构所能够承载的荷载要高。
2 钢结构在建筑结构设计中的问题
2.1 质量较差
在建筑结构设计中，钢结构的设计较为复杂，设计任务较重，并且设计的设计费用非常高，在很大程度上提高了钢结构的设计难度，因此，很多专业建筑设计人员一般不会接钢结构设计的工作。另外，有很多设计单位对于钢结构的设计缺乏相应的经验，因此，大多都是将钢结构设计分包出去，而很多分包单位无法保证钢结构设计的质量。除此之外，没有相关法律对我国钢结构设计的市场进行约束，并且也没有相应的市场监督机制，这些问题容易导致工程事故的发生。
2.2 缺乏设计深度
由于承接单位将设计项目分包给设计单位，而这些设计单位缺乏相应的设计资质，使得钢结构的设计方案缺乏深度，更加严重点的是设计的方案不能满足设计要求，比如钢结构柱脚的设计错误。一般柱脚设计的主要类型有三种，分别是外露式、外包式、埋入式，在民宅建筑钢结构设计中柱脚设计通常运用外露式，柱脚的刚度由底板的塑性和弹性共同决定，因此当地板发生变形时，钢结构就会变形，因此在设计人员进行钢结构设计的过程中，必须注意该注意的问题。
2.3 稳定性设计不合理
在钢结构设计过程中，稳定性尤为重要。目前，导致钢结构出现失稳的主要原因是因为设计人员没有足够的工作经验，最终对建筑工程的整体性能造成影响。再加上随着各种新型材料的不断涌现，将其使用到钢结构设计中去，大大增加了钢结构的设计难度，这也会导致设计人员不能有效控制钢结构的稳定性能，最终引发各种问题的出现。
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3 关于优化钢结构在建筑结构设计中的改进措施
3.1 以实际为基础进行钢结构设计
对于钢结构的设计方案，不能盲目的模仿国外的，必须以我国建筑结构实际的安全性及实用性需求为基础进行设计。比如，对于钢结构受热情况的考虑，在低于250℃的情况下，钢结构塑性较强但抗拉强度较低，在高于250℃的情况下塑性降低，但抗拉强度提升而出现蓝脆现象。温度在于500℃时，钢结构强度降低到可能出现塌落现象，会导致很严重的事故和损失。为此，设计人员要特别重视钢结构的防火和隔热设计，充分结合建筑防火等级和规范要求进行防火设计，来提升钢结构的防火能力。在设计中普遍采用涂防火材料的形式进行钢结构表面保护，同时设计中还要考虑火灾疏散需求，确保安全出口和疏散通道的设计合理性。
3.2 钢结构抗震设计
明确钢结构整体、局部之间的稳定性关系，以保证钢结构的设计稳定性，因此，对钢结构的抗震设计必须重视。在钢结构的设计中，必须保证钢结构的简洁、匀称、规正，并且在进行钢结构构件连接时，必须根据实际情况采用相应的的施工技术。必须保证屋架和屋面板以及屋架和柱子之间的连接牢固，以确保钢结构的抗震性能，增强建筑的安全性。除此之外，钢结构的抗震能力一般会受到选用的支撑形式以及选择的位置的合理性的影响，为此，专业人员在进行钢结构设计时必须考虑这些问题，采取相应的抗震措施。另外，必须加强柱和墙之间的连接，并合理的调整柱墙的高宽比，以提高钢结构建筑的抗震性能，在进行钢结构设计时，必须注意铆钉的连接强度，根据相应的钢材构件使用相应的铆钉型号进行连接。
3.3 结构节点的设计
在钢结构的整体设计当中，对于节点的设计一般主要有三种情况，分别是铰接、半刚接以及刚接。在实际的建筑设计当中采用对于节点设计的应用，在一定意义上能够将建筑结构改变。通过对建筑的实际应用状况进行了解，就能够了解到对钢结构的节点产生影响的因素主要就是焊接问题，所以，就需要加强对于焊接形式以及焊接尺寸进行严格控制，使得其能够满足相应的要求，以此来有效的满足节点设计的作用。
3.4 稳定性设计
首先，需要明确整体与局部稳定性之间的联系，为了提升钢结构设计的稳定性，必须要对两者之间的联系引起强烈的重视。简单地根据以前的经验对安全系数进行了确定，这样的相关问题在分析中可能会导致较大误差，从而影响精度的结构设计，不能满足稳定性要求，因此两者之间的距离应给予充分重视。其次，需要避免由于不确定性因素而导致失稳现象。在对钢结构进行稳定性设计的时候，会出现诸多的不确定因素。面对这种情况，设计人员需要对力学以及其他性能进行仔细分析，最大程度上防止不确定因素的出现。经过多次试验之后，选取科学有效的程序，从而满足设计的相关要求。
3.5 钢结构的防腐设计考虑
长期暴露在空气中的钢结构会比较容易受到潮湿环境的侵蚀而发生腐蚀。一旦钢结构被腐蚀，不但会出现钢结构构建截面缩小，还会使得钢结构表面有锈坑，从而降低了钢结构的耐用性。为此，设计人员必须结合实际情况进行钢结构的防腐设计考虑。钢结构的防腐设计主要是在表面进行防腐防锈材料的涂抹，所用材料具备电阻大，附着力强，致密疏水性强的特点，能够有效的阻碍氯离子、氧气及水分的腐蚀而进行防腐保护。室内部分的钢结构防腐涂料层厚度在100μm，室内裸露部分的钢结构防腐层涂料厚度在150μm-200μm，地面及以下部分的钢柱柱脚以C20混凝土包裹，同时涂料层控制在50μm以上。特别注意的是，处在酸性环境的钢结构，必须以特殊的氯磺化防酸漆来进行保护。
总而言之，在进行建筑结构的设计中，钢结构的设计部分占到了很大的比例。作为整体建筑结构的关键部分，在实际的设计过程中，必须对其加以足够的重视，能够在设计过程中针对各种问题进行详细的分析，然后制定合理的解决措施。只有这样才能够确保整体钢结构的安全性能和稳定性能得到有效的提升。从而使得整体建筑的质量得到有效的保障。
参考文献
[1]代丽霞，田利君，李银标.浅谈钢结构在建筑结构设计中存在的问题[J].房地产导刊，2015（10）：78.
[2]姚乐.钢结构设计在现代建筑中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2016(04) .
论文作者:张志兴
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/22
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 中钢论文; 设计人员论文; 稳定性论文; 《基层建设》2017年第15期论文;