现代钢结构建筑设计要点分析

［摘要］近几年以来，城市化进程越来越快，建筑行业得到前所未有的发展，各式各样的建筑物如雨后春笋般涌现。随着人们生活水平的提升，对建筑的实用性和安全性要求也越来越高。在现代建筑工程中，钢结构设计具有一定的优越性，其应用在建筑中的范围也越来越广。笔者结合多年工作经验，探讨了建筑工程中钢结构设计的应用情况，且分析了其未来的发展趋势。

［关键词］钢结构；结构设计；加固；设计要点

进入21世纪后，我国的工业发展速度越来越快，工业的发展需要大量的厂房，对建筑行业提出了更高的要求。在现代建筑中，钢结构建筑形式得到人们的认可和推崇，被应用于社会各行各业的发展领悟中。对比砖石结构和混凝土结构，钢结构具有其自身优势，其优势主要体现在力学性能和材料的性能等方面。基于当前钢结构设计的发展情况，钢结构建筑不仅仅是一类结构工具，而是转变为了一类中介，在特定的性能系数下，能够在建筑中发挥独特的功能，保证建筑的质量。所以，在建筑工程中，强化钢结构设计具有至关重要的作用。

1钢结构设计概论

一般而言，从经济性和物理性方面判断钢结构设计：针对物理特性，为了有效确保钢结构建筑的施工质量，必须提升钢结构建筑的物理承受力，综合考虑分布特征、体系特点和荷载性质等情况；针对经济方面，在建筑施工过程中，可以大大的节约施工成本。总体而言，在钢结构建筑施工中，不仅仅要确保刚度的均匀程度以及力学模型的清晰度，还要确保柱间扛侧支撑的分布均匀。在建材市场中，钢结构占据着很大的比例，受到施工单位的青睐，主要是因为：（1）其他的钢筋材料与钢材不同，钢材的可塑性非常强，一般不会由于载重问题而出现折断的情况，在受到外来作用力时，钢材内部会合理的平衡与分配外来作用力。（2）钢材质地均匀。基于特定的应力，钢结构因为受力作用，产生的实际弹性与力学计算中的理想数据比较接近，材质和内部结构都相当稳定。（3）钢材的强度相对较大。与一般建筑材料比较，钢材的强度很大，抗震性能良好，具体抗震等级如下表所示。除此之外，钢材的体积很小，在实际施工过程中，可使用的面积比较大。钢材的内部结构比较紧密，而自身的重量较小，一旦遇到突发自然灾害，可以有效减轻建筑物的重量，降低整个工程的造价水平。

2现代钢结构建筑的发展现状

2.1相关专业人员的知识欠缺。众所周知，我国对钢结构建筑的研究比较晚，和西方发达国家具有一定的差距。钢结构设计理念传入我国后，发展的速度非常快，目前已经具有一定的规模，然而由于其传入我国的时间比较短，因此尚未构建一套完善的行业知识体系。在钢结构建筑行业内，缺少实际施工经验，技术人员没有设计出科学、合理的施工方案。在实际施工过程中，施工人员没有精准的把握建筑市场行情，阻碍了后续施工的顺利进行。由于技术人员没有充分的调查和掌握建筑市场，无法保证建成的钢结构建筑的质量。2.2钢结构规范化和标准化问题。在我国建筑体系内，尚未形成相对全面、稳定的行业技术标准。在钢结构体系使用过程中，由于企业差异与地域性差异的存在，导致很难使用建立的规范化和标准化的结构体系。除此之外，由于有些强制性的行业行文导致钢结构体系的使用比较勉强。在使用钢结构时，没有严格的遵守相关的技术标准，致使目前的钢结构建筑发展体系比较混乱。

3现代钢结构建筑设计要遵循的原则

3.1控制建筑的高度。在设计钢结构建筑物时，对建筑物的高度有明确的要求，通常要控制建筑物高低于35m。一旦修建的建筑物过高，在地震来临时，钢结构建筑就容易受损，出现人员伤亡的状况。3.2体现出计算和构造的一致性。在设计钢结构建筑时，实际构造和计算数据要保持一致，基于建筑物的受力结构和载荷特点，对其进行综合分析。在施工过程中，尤其要重点设计钢结构的抗震性能，确保钢结构各方面性能都符合建筑的基本要求。3.3保证整体结构的稳定性。在钢结构建筑的整个设计过程中，稳定性是必须重点考虑的因素，无论采取何种设计方法，都必须将稳定性设计摆在首要位置。在钢结构建筑中，如若构件出现了稳定性问题，不仅仅会造成安全隐患，甚至还会造成严重的人员伤亡事故。在钢结构建筑设计过程中，必须努力提升设计人员的安全意识，采取科学、合理的设计方式，设计出更多优秀的钢结构建筑产品。近几年来，由于钢结构稳定性问题产生的安全事故有很多，出现这些问题的原因主要是没有重视钢结构建筑的稳定性设计。3.4明确构件受力情况。在钢结构建筑设计过程中，设计师必须明确构件上外力作用状况，确定作用点到基础的传递过程与传递路径中产生的力效应，在具体设计过程中，要综合考虑构件之间的协调与分工工作。

4现代钢结构建筑的设计要点分析

在钢结构建筑设计过程中，设计的程序比较复杂，需要设计者具有实际的施工经验，熟练掌握设计的关键点，保证钢结构设计符合相关的技术要求。所以，在钢结构建筑设计过程中，要把握好各个设计要点，提升钢结构建筑的整体质量。4.1科学选择钢材及焊缝质量。在设计钢结构建筑时，要注重选择质量好的钢材，选取适宜的焊缝等级，在正式施工开始前，必须制定科学、合理的设计方案，明确设计方案中焊缝质量和钢材质量的具体要求，保证选取合适的钢材。在选择钢材时，要选取那些屈服强度好、抗拉伸能力强的钢材，满足施工的具体要求，在处理焊缝时，也要明确施工的技术标准，选取高质量的的焊缝技术，确保施工质量。4.2重视钢结构的选型工作。在设计钢结构时，必须重点关注结构选型，其对施工目标与设计方案的实现具有直接影响。在结构选型过程中，必须设计具体的方案，基于整体的结构体系，充分考虑力学关系等，选取最适宜的结构选型，确保钢结构建筑的稳定性。4.3重视钢结构构件的设计。在钢结构建筑设计中，构件设计是设计重点，要确保钢材的合理性，基于施工的技术标准，选择合适的材料，为了使施工顺利进行，在设计钢结构主体部分时，通常选取一种材质的材料。除此之外，为了节约施工成本，也可以综合选择施工材料，只要施工材料符合相关的技术标准就行。在选择材料时，必须保证钢材的强度大于Q345的标准。现阶段，在施工过程中，钢结构设计软件的功能得到优化和升级，可以对截面进行处理和验算，整体优化钢结构截面，对设计过程进行了简化处理，因此，设计人员只需要在软件处理的基础上进行微调就行。4.4重视结构布局的科学性。在实际施工过程中，建筑结构设计的重点是结构布局的合理性。通常情况下，施工方案、施工工艺和施工技术会影响结构布置。在施工时，相关的设计人员必须依据钢结构工程的具体要求和设计方案，对结构布置的施工方式进行调整和优化，保证钢结构建筑的稳定性。4.5重视做好建筑钢结构防腐防火涂装。在钢结构防腐防火涂装施工时，目的是提升钢结构的使用寿命和耐久性，确保钢结构建筑具有防火性，抵抗火灾的干扰。在实际施工设计中，一般先涂抹防腐材料，然后在钢结构表面涂抹防火材料，通常融合防火相关涂料与防火底漆、面漆、中间漆中的关键成分，避免防火涂料之间发生化学反应。在涂装具体的防火涂料时，必须先使用机械除锈，清理钢材的表面，避免灰层、油污等现象的出现。4.6重视做好钢结构节点的施工设计。为了保证钢结构建筑的安全性与稳定性，必须加强对钢结构节点的施工管理，设立出科学、合理的节点，综合考虑整体钢结构施工的需求以及设计涉及的所有因素，制定一套合理的结构方案，设计出稳定的钢结构建筑。在设计钢结构节点时，必须参照具体的施工设计标准，选取合理的节点位置，掌握正确的施工方式，保证节点的设计符合相应的工程技术标准，提升整个钢结构建筑的安全性与稳定性。

5结语

总而言之，在我国建筑行业中，钢结构由于具有良好的特性，受到人们的认可和推崇。在建筑设计，科学、合理的使用钢结构材料，可以有效的降低施工成本、缩短建筑周期，提升建筑的抗震能力和环保水平，符合国家关于可持续发展的基本要求，提升了建筑整体的可靠性和安全性，实现建筑企业的快速发展和进步。在今后建筑行业的发展过程中，钢结构建筑将会占据大量市场份额，为了推动我国城市化进程，必须大力推动钢结构建筑的应用。