探析建筑鋼結構工程設計的要求及其設計要點

韓彥彥

摘 要：隨著近些年我國建筑事業的高速發展，不僅建筑規模、建筑數量得到大幅度提升，建筑類型也呈現出多樣化發展態勢。鋼結構建筑以其穩定性強、抗震性能好、經濟效益高、可操作性強等特征得到廣泛運用。隨著鋼結構建筑的增多，其結構設計問題愈發明顯，急需加強結構設計及其相關問題的研究，進行處理，提升結構設計科學性、合理性，確保鋼結構建筑優勢的有效發揮。

關鍵詞：建筑鋼結構工程 設計要求 設計要點

1鋼結構在建筑結構設計中的應用優勢

1.1優化建筑結構。在進行鋼結構建筑設計過程中，設計人員應當對鋼結構的性能有一個充分了解，力求能夠將鋼結構與現代建筑設計工作有機集合在一起，力求能夠對建筑結構進行不斷優化。

1.2落實了環保主義。而鋼結構在建筑工程當中的應用，之所以能夠提高環保性能，最為主要的原因就是鋼結構構建能夠被反復和循環應用，強度也較為理想。

1.3優于鋼筋混凝土結構。鋼結構的優勢：首先，鋼結構建筑在實際施工過程中耗費的人力資源要明顯的少于鋼結構混凝土結構，這不但縮短了施工周期，同時對于降低成本也能夠起到幫助作用；其次，鋼結構自身質量比較輕，因此對于降低施工費用也有著積極幫助作用，整體穩定性比較理想，在實際使用過程中不會出現斷面現象，因此能夠更好的保證鋼結構質量滿足要求。

1.4提高了施工便捷程度。鋼結構自身的經濟性比較理想，因此，在實際施工過程中并不會消耗較多的建筑材料，各個構件之間的拼接也比較簡單，因此能夠不斷提升施工工作的效率。

2當前鋼結構設計中存在的問題

2.1鋼結構設計質量較低。進行鋼結構設計是一項極費時間和經歷的工作，此項工作回報較低，因此大部分正規設計機構不愿意單獨承接鋼結構的全部設計任務，而是將部分鋼結構設計任務轉交其他設計機構。這些機構大部分水平較低且未經國家認證。在鋼結構設計建模、鋼結構詳圖設計等方面存在很多的問題，由此造成建筑物建設過程中及建成后因結構問題發生倒塌和損壞等事故。

2.2鋼結構設計較為簡單。目前建筑物鋼結構設計大部分都比較簡單，在設計上缺乏深度。這一方面是因為部分設計機構在鋼結構設計上的專業水平較低，另一方面也是由于大多數設計院將鋼結構任務交給水平較低的設計，這些人員大多缺乏具體的項目經驗，只是依靠其所具備的專業知識，照搬規范程序進行設計。這樣設計出來的鋼結構工程可能與實際情況并不符合，會出現建筑節點中全部使用全焊接節點和全栓接節點，忽略了設計所造成的建筑結構不穩固等不安全因素。

2.3鋼結構設計方案不合理。我國鋼結構設計起步較晚，在很多時候使用的都是國外鋼結構設計方案，而沒有考慮到我國的現實實際，造成了鋼結構設計中很多不科學、不合理的地方，耗費了大量人力和財力。例如，在鋼結構設計中較為先進的美國就與我國國情不同，其鋼結構設計對于地震和風荷載的設計與我國規范不盡相同，如果照搬其方案，就會產生建筑物很多不合理問題，造成資源浪費。

2.4鋼結構設計未考慮施工難度。鋼結構設計不僅要考慮到現實的國情，還要考慮到鋼結構建筑物建造中的各種困難。大部分鋼結構設計人員都沒有進入過施工現場，其設計經常給安裝人員造成了很大的麻煩，浪費大量人力。例如，在建筑物設計的過程中目前大部分設計人員采取的都是全焊接結構，在現實安裝的過程中，這種結構非常復雜且構件形態特異，有很多桿件相較于節點，如果建筑物位置較高那么就會產生很大的安裝誤差。

3現代鋼結構建筑的設計要點

3.1鋼結構自身參數。在鋼結構的自身參數設計中，要從建筑的整體高度、重量等方面完成相應的設計工作，使鋼結構能夠發揮應有的承力性能。在鋼結構的設計中，要從兩個方面完成設計：第一，為鋼結構的長度，在現代建筑中，建筑的高度、平面面積等方面都需要經過全面的設計和優化工作，尤其是對于主承力結構，要求鋼結構在設計中，從該區域的整體高度和橫跨面積等方面完成設計，另外為保證鋼結構的整體性能，在具體的設計中需要留有余量，具體的余量要求，需要根據相關規定的要求完成設計，保證鋼結構能夠發揮應有作用。第二，為鋼結構的橫截面積，對于鋼結構來說，橫截面積越大則承力性能越好，要求設計人員從建筑的預期重量角度出發，合理確定鋼結構的橫截面積。另外在鋼結構的設計中，需要考慮鋼結構的橫截面形狀，常用的包括工字梁、方形梁等，需要根據鋼結構的作用區域完成選用工作，保證鋼結構能夠發揮應有的支撐作用。

3.2鋼結構節點設計。在當前的鋼結構中，通常會通過鋼架的模式提高整體承力性能，所以在具體的設計工作中，需要通過對節點的合理設計，提高鋼結構的整體性能。在當前的鋼結構設計中，已經開發了多種節點加固措施，包括碗扣結構、盤扣結構等，要求設計人員從施工便利性角度、連接角度強度等多個方面出發，完成對整個系統的設計和應用工作，以提高鋼結構的運行質量。另外在這類結構的應用中，要求鋼結構中的相關參數滿足整個鋼結構的承力需求，所以在具體的研究和分析中，需要采取合理的設計措施，達成對這類結構的控制效果。例如對于鋼結構中的橫梁結構等，一個重要因素為保證橫梁的水平性，在具體的研究和分析中，要從這一角度出發，落實鋼結構中各個節點的高程測量與配置工作。

3.3鋼結構焊接設計。在鋼結構的施工中，需要應用焊接技術完成對鋼結構的連接，讓鋼結構能夠發揮應有的承力性能，要求設計人員從鋼結構本身性能、鋼結構作用區域等多個角度出發，完成對鋼結構焊接過程的合理設計。在具體工作中，需要設計的內容包括焊接工藝選擇、焊接質量的配置、焊接變形的控制等多個方面，通過對這種方法的應用，提高整個系統的性能。尤其是對于焊接變形控制方面，要建成相應的變形控制措施，在此基礎上才可保證整個鋼結構的承力均勻性，從而讓整個鋼結構能夠發揮應有作用。

3.4鋼結構布局設計。在鋼結構的布局設計中，要考慮兩個因素：第一，為鋼結構的主承力桿件，這類鋼結構通常應用于鋼結構建筑中的核心子系統上，包括框筒等結構。要求這類鋼結構的強度能夠滿足要求，尤其是對于主承力結構來說，選用合理配置鋼結構的間距、橫梁安裝位置等參數，通過對這類參數的合理配置，提高鋼結構的運行質量。第二，為其余輔助系統的建設，包括鋼結構的柱梁設計方法、柱梁連接方式等，尤其是對于一些隱蔽工程來說，在布局中要考慮各類鋼結構的施工難度，并按照當前建筑的繪圖要求，完成施工結構圖的繪制工作。

結束語

總而言之，在進行鋼建筑設計的時候，必須要遵從設計原則，保證所設計的結構具有一定的規范性和合理性，既安全又可靠。另外所設計的結構設計需要滿足建筑的實際需求，必須有較強的強度、穩定性以及持久的耐性。在設計的過程中還要能夠保證材料的節約，減輕鋼結構的重量。設計過程中還要注意盡量減少制造以及安裝時間，減少不必要的成本。只有這樣才能夠保證整體的建筑質量。

參考文獻

[1] 林濤.鋼結構在建筑結構設計中存在的問題及其應對措施[J].工程建設與設計，2018（13）：67-68+75.

[2] 莫大霖.分析建筑結構設計中鋼結構存在的問題[J].建材與裝飾，2018（22）：99-100.

[3] 李斌.論建筑工程中鋼結構設計及安全施工對策[J].建材世界，2018，39（02）：59-61+72.

[4] 康健.鋼結構在建筑結構設計中存在的問題及解決措施[J].甘肅科技縱橫，2018，47（01）：34-36.

[5] 鄭廷銀.鋼結構設計方法的研究進展與展望[J].南京工業大學學報（自然科學版），2003（05）：101-106.