（陕西冶金设计研究院有限公司，陕西西安710032）
摘要：本文首先对建筑钢结构进行了概述，然后简要分析了建筑钢结构节点的分类，针对发现钢结构在建设工程中的问题，重点探讨了建筑钢结构设计的要点，希望能为建筑设计以及施工技术人员提供参考依据。
关键词：建筑工程；钢结构设计；节点；构件
前言
随着我国钢材产量的连年增加，钢结构在建筑结构的使用也日趋广泛，因为钢材具有延性好、轻质高强和安装方便等特点，建筑钢结构日益受到人们的青睐。虽然钢材有较好的延性性能，但材料的延性并不能保证结构的延性，钢结构良好的塑性变形能力还需要强大的节点来保证。
1建筑钢结构概述
所谓建筑钢结构简单来说就是一种利用先进的加工工艺及技术水平制作而成的建筑结构。钢结构具有其他建筑结构不可比拟的优势，例如：钢结构的强度较高、稳定程度好、成本较为低廉。目前，在我国为了充分发挥建筑物的功能、提高建筑物的整体质量，经常会选用钢结构作为建筑的主体结构。通过调查发现，当前在我国建筑设计领域中，钢结构所占的比例是逐年上升的，由此可知，钢结构已经发展成为提高建筑物质量的重要结构形式。因此，在实际建筑结构设计中，要合理选用钢结构作为建筑结构，同时要以稳定性、生态性、成本低廉的角度对钢结构进行选型、布置以及设置钢结构的节点。
2建筑钢结构节点分类
2.1刚性连接节点
只有在连接的节点处保证结构的完全连续性，才符合建筑结构的力学特征。在这种情况下，节点连接的各个构件所形成的角度不会在其最大承载力范围内产生变化。另外，刚性连接节点的强度大小应该超过被连接的构件所产生的屈服强度大小。
2.2半刚性连接节点
半刚性连接节点应该保障节点的承载能力不能低于其所连接的建筑构件的承载能力。但是半刚性连接节点在实际设计中一般不予运用，主要是因为半刚性连接节点选用的连接方式与建筑构造设计之间的关系导致建筑构件的弹性刚度要大于连接节点的弹性刚度。
2.3铰接连接节点
一般情况下，铰接连接节点是不可以用在连接建筑构件的，主要是因为其不能够承受弯矩。而通过实际工程分析发现，铰接连接节点一般都用于建筑构件端部的连接，举例来说，连接柱脚、桁架、梁体的端部。不过，经调研发现，铰接连接节点的方式不是实现完全铰接。
3建筑钢结构在建设工程中出现的问题
3.1在钢结构的受力系统考核中，对钢的性能的考核不够细化
不同的建筑楼层对于钢的结构框架支撑体系的要求是不一样的。但因为对选定何种体系的考核分析不够透彻，已经出现了钢材被大量浪费的情况。
3.2钢结构与其他建筑材料的衔接度往往不能得到重视
由于衔接度不能得到重视，这就将钢结构孤立与其他的建筑材料之外，从一定程度上对建筑物整体性能的提升产生了影响。若在施工流程中出现因衔接度不当而引起的问题，处理起来也是比较棘手。有时因为工序中的下料、涂装、焊接、装配就带来无穷的安全隐患，后果是不容小觑的。
3.3钢结构的抗震性能不强，仍有进一步提升的空间
在使用钢结构的住宅小区里，一些小高层建筑的结构布置规则性达不到，弹性设计间弹塑性层间位移结构验算不满足要求。在对钢结构的抗震计算中，验算条件和方法及节点和支撑点的选择都处于不成熟的阶段。这些都使得建筑物的抗震性能达不到标准。
4建筑钢结构设计要点分析
4.1判断建筑物采用钢结构的适用性
钢结构并不是可以适用在任何建筑工程中的。因此，在设计建筑工程结构之前，要结合建筑工程的实际情况以及建筑工程周遭的环境进行合理的判别，以防止由于钢结构不适用于建筑中而导致后期建筑设计方案与实际工程施工不符，从而增加了施工的成本，降低了施工单位的经济效益。通过实际研究发现，在比较大型的厂房车间、抗震要求较高的建筑中适用钢结构是合理的。
4.2钢结构的选型、布置
目前，可将钢结构的建筑划分为六大类型，即塔桅、桁架、索膜、框架、网壳以及轻钢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在对这六种结构进行选择的时候，要依据建筑工程的实际施工条件进行确定。举例来说，网架结构一般适用于高度比较高且其荷载较大的建筑物。巨型SRC柱与钢筋混凝土混合结构一般适用于抗震条件要求较为严格的建筑物。在进行钢结构设计时，要充分结合当地的天气状况，如果是冬天，要充分考虑到下雪天雪压对建筑物的荷载，保障建筑的屋顶荷载与重力坠落曲线的相关规范标准相符合。如果建筑工程的跨度相对较大，在进行钢结构设计的时候，要充分考虑设置建筑物的拉索或者是设置建筑物的支撑物，以防止出现建筑物坍塌事件。除此之外，在进行钢结构选型时都要考虑到建筑钢结构受力路线的清晰性，同时要保证其受力分布状况是均匀的。
4.3考虑钢结构的变形限值
一般情况下，如果抗侧力结构选用的是钢桁架制作组合而成的纯钢结构，需要遵循以下原则：（1）如果是在地震环境下，要保证其顶点位移在1/300，而其层间位移要保证在1/250；（2）如果是在风力作用的环境下，要保证其顶点位移在1/500，而其层间位移要保证在1/400。通过实际研究发展，抗侧力结构选用钢桁架制作组合而成的纯钢结构会大大提高刚性指标，进而增加工程成本。
4.4结构体系选择
当建筑层数小于六层时，可以选择框架体系或者框架－支撑体系；当建筑层数大于六层时，可以选择框架－混凝土剪力墙支撑体系或者是框架支撑体系。通常情况下，建筑物层数较高的时候，都会选用双重结构体系。目前，组成框架柱的主要有三种：即钢骨砼柱、H型钢柱、钢骨砼柱和钢管砼柱，钢骨砼柱和钢管砼柱是组合型的框架柱，而这种组合柱一般都适用于规模相对较小的多层、高层建筑中，以通过减少材料的使用而获取更多的经济利益。在发生地震时，延性低的话，地震力大，反之地震力小，由于剪力墙的延性比钢支撑要低，因此就抗震性能而言，钢支撑结构更好一点。而对于钢支撑－砼剪力墙结构而言，由于对其的抗震性能研究还不够成熟，所以其抗震能力还不能够确定。在实际应用的过程中，应当对建筑的特点进行分析，通过不断实验和筛选，选择合适的结构体系。
4.5控制钢结构界面
在选择完钢结构的类型及体系之后，要简单估算建筑物的构件截面。其估算与假定的主要是建筑物的梁体、柱体以及其支撑的尺寸大小以及形状。在选择钢结构的梁时，可以选择利用焊接方式、轧制方式或者是槽钢方式制作而成的H型钢结构截面。在对建筑物的构件截面进行估算时主要考虑以下方面：估算翼缘的宽度大小；估算并设置钢结构梁体、柱体以及支撑面的尺寸大小和形状；根据实际工程条件合理选择钢梁；合理确定建筑物构件截面的高度；合理估算建筑物板件的厚度。
4.6设计钢结构的构件
在对钢结构进行设计时，其中最为核心的要素就是构件的设计。在设计构件时主要考虑以下三个方面：（1）构件材料的选择。其选择是存在难度的，为了保障构件的质量，在建筑工程正式施工前要科学合理地创建出囊括采购材料、工程施工以及后期管理的监督制度，以此保证建筑构件的材料符合设计要求，也符合国家规定的标准；（2）施工质量与施工技术水平。为了保障施工的质量符合设计方案的要求，施工单位需要尽可能任用经验丰富、技术水平较高的人员进行工程施工，从而防止由于技术原因而导致的建筑物质量问题；（3）控制钢结构的焊接与变形情况。如果钢结构的材质较为特殊、板材较厚并且其屈服强度超过了420兆帕斯卡，为了保障钢结构的质量，应该依据不同的接头形式，合理设置焊接的参数以及坡口的尺寸大小，同时要严格检验、测试接头焊接试件。为了防止因为焊接热量过高而导致的钢结构变形，在焊接钢结构的时候尽可能采用CO2气体保护焊。利用埋弧自动焊技术焊接工型或者是箱型的杆件，可以有效地提高工作效率，降低劳动强度。如果因焊接热量过高而导致钢结构变形，需要对其进行矫正。矫正的主要方式就是热和机械相互作用的方式。
4.7设计钢结构的节点
由上文所述我们知道，在设计钢结构时最为关键的因素就是节点的设计。当前，钢结构节点可划分为三大类，即上文提到的刚性连接节点、半刚性连接节点以及铰接连接节点。在选择节点时要依据工程实际情况进行选择。在对节点进行设计时需要关注以下方面：（1）在焊接时要严格遵守规定，即焊缝的尺寸大小与形式都要符合国家标准；（2）在选择焊条时，要考虑到其与金属等材料的匹配性；（3）高强螺栓通常情况下作为楼层较高的建筑结构的连接传力螺栓，在对高强螺栓进行连接前要全面验算其孔壁的承载力；（4）严格遵循施工顺序进行施工。
4.8编制设计图纸
设计图纸的编制主要包括设计图的编制以及施工图的编制。设计图是编制施工图的基础。制造钢结构的厂商会依据设计图制造出符合设计标准的施工图。一般情况下，施工图都是较为详细的。
4结语
目前，钢结构在我国建筑行业的广泛应用推动了我国住宅产业化的发展。钢结构建筑已经成为了我国甚至是世界住宅建筑发展的主要趋向。
参考文献：
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[3]陆天天，赵昕，丁洁民，巢斯，何志军．上海中心大厦结构整体稳定性分析及巨型柱计算长度研究[J]．建筑结构学报，2011（07）
论文作者:党胜玻,沈铁成,陈凯
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年9月下
论文发表时间:2016/9/6
标签：钢结构论文; 节点论文; 建筑论文; 建筑物论文; 构件论文; 结构论文; 刚性论文; 《建筑建材装饰》2015年9月下论文;