建筑結構設計中的鋼結構設計策略分析

王瑞亮

摘要：隨著社會經濟的發展，我國建筑行業迅速崛起，結構設計成為項目管理的關鍵。其中鋼結構設計的專業水平會直接影響建筑主體結構的穩定性。進而影響整個建筑的質量。當前，鋼結構在建筑行業的應用非常廣泛，這是由于它強度高、制作相對簡單、工期短等優勢，但由于鋼結構設計的過程中仍有很多不足，需要不斷的改進、完善鋼結構設計。本文從鋼結構設計的重要性著手，分析了目前鋼結構設計策略，以期能夠為鋼結構設計的優化提供一些參考與借鑒。

關鍵詞：建筑結構設計；鋼結構設計；策略

引言

伴隨著社會經濟的不斷發展，建筑行業也處于蒸蒸日上的階段，建筑企業的市場競爭也變得愈發激烈，一些新的材料也出現在了建筑的施工過程中。其中鋼結構由于性能好且壽命長、施工速度較快得到了廣泛的應用。但由于鋼結構的設計存在問題造成鋼結構失穩，影響建筑的質量，甚至造成人員傷亡的事故越來越多，這不僅危害了大眾的生命安全，也在一定程度上給建筑行業帶來了挑戰。

1、鋼結構設計在建筑結構設計中的必要性

在建筑領域，鋼結構指的是利用焊接、熱軋、冷彎等加工技術處理鋼板，使其能夠成為建筑所需的鋼型。輕鋼和重鋼是鋼結構的兩種主要類型，兩者具有不同的優點，可結合實際情況應用在適宜的地方。輕鋼由于自重較輕、所占面積較小，在跨度較小的建筑項目中得到大力推廣。重鋼的自重雖然比輕鋼重，但比鋼筋混凝土輕，常常被用于具有較大跨度的建筑物之中。鋼結構設計作為建筑結構設計中至關重要的組成部分，對建筑的穩定性和安全性具有不可忽視的影響。鋼結構設計涉及到多個環節，任何一個環節的不當便會影響整體。鋼結構設計的好壞會直接影響到建筑物的質量和品質，甚至還會影響建筑行業的整體發展以及鋼結構制造業的發展。因此，結構設計人員要重視鋼結構設計，利用扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗完善和優化鋼結構設計。鋼結構設計涉及到幾何層面的知識，對工作人員的專業技能具有較高要求，在設計時具有一定的難度和挑戰。結構設計人員在設計鋼結構時，要嚴格遵守設計規劃，以建筑項目的施工性質以及工程圖紙為設計導向，將鋼結構的每一個設計要點落實到位，明確整個結構的立體形象，并繪制出相應的設計圖紙，將鋼結構設計的質量問題放在首位。高品質的鋼結構設計離不開具有扎實理論基礎與豐富工作經驗的專業人才。鋼結構設計涉及到多個環節，每一個環節環環緊扣，任何一個環節的偏差將會影響整體效果和質量。整體是由部分組成的，關鍵部分對整體具有決定性作用。結構設計人員在設計時要重視每一個環節以及每一個構建，將每一個細節落實到位，保證構件的安裝質量，避免在建筑工程后續施工環節出現安全事故或產生安全隱患。

2、前建筑結構中鋼結構方面存在的問題

2.1鋼結構的失穩問題

大量的調查數據顯示，造成目前建筑項目鋼結構安全事故的主要原因是鋼結構的失穩問題。首先鋼結構失穩包括局部失穩以及由局部失穩造成的間接整體失穩。失穩發生在受彎部位的尺寸大小超過承受范圍時。影響鋼結構失穩的因素中最突出的就是設計人員在進行建筑結構的鋼結構設計時，對支撐作用的重要性沒有進行充分考慮。這樣在鋼結構的吊裝位置出現差異的情況下，會使網架、桁架的桿件受力發生很大的變化，然后就會出現失穩問題。只要鋼結構存在，失穩就有可能發生，因此設計人員、施工人員都要對此進行重視，做好對應的防范措施，保障建筑工程的施工質量。

2.2構件設計方面的問題

鋼結構設計中需要確保構件材料的高質量。但在實際設計中，部分設計人員過于追求設計的高標性，一味地增加安全等級，這就導致在實際設計中結構構件主次不分，構件取值缺乏科學性，這就導致鋼結構整體質量降低。另外，還有一些設計人員在具體設計過程中，不對焊縫等級進行區分，全部采用一級全溶透焊縫，并全部選取最高級的鋼材，在沒有掌握焊接殘余應力分布規律的情況下提出消除焊接殘余應力，從而導致鋼結構構件設計缺乏合理性。

2.3防火防腐方面的問題

由于鋼結構自身不具有防腐性，在使用過程中，當外部環境具有侵蝕性時，鋼結構不僅會受到腐蝕，同時還要影響其耐久性，嚴重時甚至會引起倒塌。這就需要設計人員在設計時要重視鋼結構的防火和防腐問題的處理。當前對鋼結構進行涂料防腐時多以機械除銹和手工除銹為主，而且經過處理的構件表面要做到清潔無垢。鍍鋅構件需要利用酸洗方法來除銹，使其露出金屬色澤。具體防火防腐設計時需要嚴格按照相關規范要求進行，對于采用的防火防腐涂料要詳細說明。

3、優化現階段鋼結構建筑設計的策略

3.1基于鋼結構穩定性的探討

鋼結構的穩定性作為基本要素，相關工作人員要給予高度重視，明確鋼結構設計的相關原則和標準，全面系統的分析鋼結構的布置問題，將鋼結構設計放到建筑整體之中去考量，確保各個環節以及各個系統之間的穩定性。為了有效克服鋼結構出現平面外部失穩問題，結構設計人員要細致處理桁架與框架的平面體系設計問題，讓平面結構構建的平面穩定計算與結構布局協調一致，并適當增加支撐構建，從而有效控制鋼結構的穩定問題。結構設計人員在計算時所參考的簡圖要與結構計算簡圖一致，確保數據的真實性和準確性。設計人員在計算框架柱的穩定計算時，要確保所有條件都符合相關要求。

3.2針對鋼結構腐蝕問題的策略探討

設計工作人員在進行鋼結構設計時要全面的考慮鋼材的防腐蝕性能。在建筑物的施工過程中，為了保證建筑物外觀上的美感，施工人員會對鋼結構進行噴鋁或者是噴鋅，但鋁和鋅作為化學物質，容易發生化學反應，腐蝕性是很強的，所以在噴抹的過程中會對鋼結構造成加速腐蝕的問題。為了避免這一腐蝕問題，應該先對鋼結構涂抹一層防腐蝕的保護結構，保護涂料由于電阻大、附著力好，而且致密疏水性強，可以有效的避免腐蝕問題造成的安全事故。

3.3針對鋼結構火災問題的策略探討

鋼結構的防火災保護措施主要有：對鋼結構進行防火涂料保護、防火板保護、結構內通水冷卻、混凝土防火保護等等。為了避免火災問題，在進行鋼結構的設計時，要進行防火設計。而防火設計要綜合考慮鋼結構的所處部位、防護材料的可靠性、采取防護措施后鋼結構增加的重量以及占用的空間大小、施工的難易程度及經濟性。通過對這些因素的考慮，設計人員可以選擇合理的方法來進行鋼結構防火設計。

結語

當前鋼結構在現代建筑中得以廣泛應用，這就需要做好建筑鋼結構優化設計工作。建筑鋼結構設計具有復雜性和系統性，在具體設計過程中需要對設計要點進行準確把控，同時還要不斷對設計方法進行改進和創新，全面提高鋼結構設計的水平。另外，作為鋼結構設計人員，需要在實踐工作中不斷積累經驗，這樣才能提高鋼結構建筑設計的科學化、規范化和標準化程度，更好地推動鋼結構建筑行業的健康、持續發展。

參考文獻：

[1]張文娟，劉瀾.分析建筑鋼結構涂料防腐設計要點[J].祖國，2016（20）：103.

[2]陳婷，霍媛，陳玉紅.建筑結構設計中鋼結構設計的重要性與策略[J].工程技術（文摘版），2016（8）：50.