摘要：本文对建筑工程中钢结构设计中存在的问题以及解决方法进行了分析，也对钢结构设计的稳定性的要点与方法进行了探究。
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性
一、引言
作为绿色环保性建筑的钢结构工程，可实现重复利用，再次回收，符合可持续发展的战略。因此钢结构体系的发展，必将极大促进钢结构工程的产业化，深层次的影响中国建筑体系的发展水平和前景。将成为建筑现代化发展的一个重要标志，也必将成为建筑结构体系的主流。
二、建筑钢结构的特点
因钢结构不仅具备强度高、抗震好、自身重量轻，还具备安装速度快和环保等优势，从而被广泛用在建筑行业中，并被我国纳入主要推广的一个关键项目。在钢结构的制作、安装、施工过程中，我们应该注重对其质量的保证。由高层钢结构构建的建筑，其操作过程十分的复杂，而施工技术又是施工过程中极为重要的一环。
1、钢结构材质均匀
在钢材的内部，其结构可看成同向，所以在被外界环境影响时，受到的波动也比较小，除非它承受的应力超过其可承受范围，不然不会影响他的弹性性能。另外，钢结构的实际受力状态与使用工程力学得到的数据非常接近，在选材方面也更加的方便。站在机械功能的角度来看，钢材也符合力学的假定条件，因此相比于其他材料，钢材更合理。
2、钢材的韧性和塑性相对较好
钢材作为建筑材料，在遇到承受荷载过大的情况时，由于它有非常好的塑性和韧性，所以它能将作用力及时的分散，使整个建筑物达到平衡状态，从而减轻建筑自身的损害。
3、钢材自重轻且强度高
与一般的建筑材料钢筋混凝土结构作比较，在施工造价成本上，钢结构材料远远低于前者，并且钢结构建筑在竖向的构建截面积也比前者小，使建筑的空间更开阔，能使用的范围更广。
如果做一栋同样高度的建筑，由于钢结构本身重量轻的特点，其同高度钢结构建筑的重量仅为钢筋混泥土建筑的一半。而质量轻，即设计内力小，这就又使钢结构建筑具备了良好的抗震稳定性。
三、建筑工程钢结构设计中存在问题及对策
1、钢结构设计防火方面的问题及对策
钢结构建筑主要采用的建筑材料为钢材，属于不易燃材料，但是钢材又具有不耐高温的特点，一旦温度达到相应程度，钢材会出现断裂情况，从而对整个钢结构建筑产生巨大的安全隐患，所以对钢结构建筑产生最大威胁的就是火灾，若是在进行钢结构设计时没有充分考虑这一因素，导致防火方面存在缺陷，那么必将造成严重的后果。钢结构建筑发生火灾而造成巨大的经济损失和人员伤亡例子也很多，因此，在钢结构建筑设计时必须充分考虑其防火问题。钢结构建筑在防火性能上要弱于钢筋混凝土结构建筑，通常在钢结构建筑设计中采用的防火措施有以下两种：第一种，采用保全板，将其合理设置在钢结构建筑中，以此起到防火作用；第二种，在钢结构的不同部位涂抹厚薄不均的防火涂料，并采用装饰漆涂抹露明部位。当然这只是常规的方法，为了更好地确保钢结构防火性能的提升，就必须加强防火墙、防火门的设置，并配备自动喷水灭火系统和独立的水幕以及防火带等进行防火分区的设置，并在此基础上加强防火涂料的应用，以达到对钢材进行防火保护的目的，且在火灾探测报警技术和烟气控制技术的帮助下及时的发现和处理可能出现的火灾，确保其防火性能得到有效的提升。
2、钢结构设计防腐方面的问题及对策
钢材受自然因素影响较大，一旦长时间暴露在室外环境中，就极易被锈蚀，不仅钢材的外观会深受影响，钢材的质量也会大打折扣。因此，在钢结构建筑设计中钢材防腐问题也是必须引起高度重视。当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。此外，对于钢结构构件也有不同的要求，例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。
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但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层，达到保护钢结构不被腐蚀，尤其是应加强有机涂料配套技术的应用，以及阴极保护技术的应用，才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。
3、钢结构设计在物理方面的问题及对策
3.1 噪声问题及对策
噪声问题是现代建筑中最为常见的问题之一，且一直没有得到彻底的解决。怎样有效降低噪声已经成为当前建筑学中的重要研究课题之一。人类耳朵能够听到许多种声音，而这些声音又大致能够分为两类，一类是无害悦耳的声音，例如音乐声、鸟鸣声等；另一类则是有害的噪声，例如各种机械发出的轰鸣声，刺耳的喇叭声等。一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低；寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。在钢结构建筑设计中所采用的隔音措施主要有：使用隔声门、隔声窗，并在建筑或需隔音的房间外墙上使用隔声性能较好的材料。根据建筑使用功能的不同，其对吸音的效果要求也不相同。例如音乐厅类型的建筑，其主要使用功能就是让人类的耳朵吸收发出的音乐声，所以在音乐厅类型的建筑中通常会在顶棚增加反射板用来反射声音，若是音乐厅中的声音无法反射，那么人类的耳朵所听到的声音就会有缺失，甚至是听不到声音。当前，解决吸音问题的主要措施有两种：第一种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。
四、钢结构稳定性设计的具体特点
1.失稳与整体刚度
由于钢结构的稳定承载能力主要与它的刚度有着密切联系，而钢结构是否具有较好的刚度取决于它的整体构成。因此，稳定是关于结构整体的重要问题。
2.钢结构稳定性的整体分析
由于钢结构的各个组成部分能够保证稳定性对于整个结构整体产生影响，因此在实际生活中，具体进行稳定问题处理时，要坚持整体观点。钢结构内部构建出现了细部的变形，也会对整个内力的分布带来影响，从而使局部发生弱化，而受到弱化的局部又反过来影响整体的承载能力。
3.钢结构稳定具有相关性这主要是由于在对钢结构整体进行布置的过程中，需要考虑整个体系和其组成部分的具体稳定性。
五、钢结构稳定性的具体分析方法
由于研究钢结构稳定性问题的分析均是在外荷载作用的前提下进行的，因此关于这种变形的研究应该与结构或者构件的失稳性保持同步，我们可以采用以下两种方法进行有效研究。
1.静力法
所谓的静力法，具体而言是指静力平衡方法，主要结合已经发生了微小变形之后的钢结构受力条件，从而建立平衡微分方程，之后再得出临界荷载。
2.动力法
这主要是因为处于平衡状态的结构体系，若在其上施加微小的干扰，从而使其发生振动，在这种条件下的结构变形以及振动的加速度都与结构荷载有着密切关系。当荷载低于稳定的极限荷载值时，则加速度同变形的方向相反。因此，当除去干扰后，会使运动达到静止，从而保证结构的平衡状态。临界的状态荷载主要为钢结构的屈曲荷载，在钢结构振动频率为零的前提下获得。
结束语
在对建筑工程进行建设中，运用钢结构工程进行设计，不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间，同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势，因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。随着我国城市化进程的进一步发展，高层建筑的数量将会急剧增多，这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。作为相关的设计人员，需要掌握钢结构工程设计工作中的要点，从而保证我国的建筑钢结构工程设计工作能够做得更好，最终促进我国建筑行业更好的发展。
参考文献：
［1］唐文智． 建筑工程中钢结构设计的稳定性分析［J］． 城市建筑，2013，16：186．
［2］陈飞． 浅谈钢结构厂房设计现状及优化对策［J］． 城市建筑，2014，01：44．
论文作者:黄智鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/9
标签：钢结构论文; 建筑论文; 钢材论文; 荷载论文; 稳定性论文; 建筑工程论文; 结构论文; 《基层建设》2017年第19期论文;