建筑結構設計中鋼結構設計的重要性與方法

崔松亭

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

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。

1 建筑結構設計中鋼結構設計的重要性

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及大型荷載的建構筑物之中。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。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，任何一個環節的偏差將會影響整體效果和質量。

2 建筑結構設計中鋼結構設計的方法

2.1 基于鋼結構火災問題的探討

針對鋼結構的防火災問題，結構設計人員在設計之初便要慎重對待這一問題。應對鋼結構防火災問題的措施有很多，如涂抹防火涂層、使用防火板、結構內同冷卻水等。結構設計人員在進行防火設計時需要明確鋼結構所處的位置，選擇性能良好的防護材料。增加防護措施后的鋼結構會增加重量和所占空間，結構設計人員要根據具體情況制定適宜的解決措施，并將施工難度以及經濟因素納入考慮范圍內，將每一個細節落實到位，做好鋼結構的防護措施，優化和完善鋼結構的防火設計。

2.2 注重穩定性設計

要達到提高鋼結構設計的穩定性的目的，第一要做的就是確定其整體與局部穩定性之間的聯系，并且對這種聯系要高度重視。特別是對安全系數的確定，不能依據以往經驗隨意斷定，這樣只會導致誤差的加大，從而對精度的結構設計產生不利影響。其次，由于諸多不確定因素會對鋼結構的穩定性造成影響，因此設計人員在對鋼結構進行設計時，需要充分分析力學及其它性能，有效避免不確定因素對鋼結構穩定性產生干擾。只有在進行反復試驗之后，才能確定最科學、最合理的程序，以此來滿足鋼結構穩定性設計的相關技術要求。

2.3 做好鋼結構抗震設計工作

在進行鋼結構抗震設計時，設計人員要根據鋼結構的可靠性，有效提升鋼結構完整性與安全性。鋼結構設計人員可以按照以下流程進行抗震設計：①明確鋼結構抗震設計流程，鋼結構設計人員要結合建筑屋面板與屋架之間的聯系，將屋架與屋面板進行有效連接；②結合鋼結構的抗震能力，不斷優化鋼結構抗震設計方案，并選擇合理的鋼結構支撐方式；③運用科學的抗震措施，保證鋼結構設計方案實施過程中出現的問題得到有效解決。通過對鋼結構進行科學的抗震設計，不僅能夠有效提升鋼結構的抗震能力，而且保證鋼結構設計方案更加合理。由于建筑工程的建設規模比較大，在一定程度上增加鋼結構設計難度，設計人員要不斷提升自身的鋼結構設計能力，從根本上保證鋼結構抗震性能得到有效提升。

2.4 嚴控結構節點設計

鋼結構的節點設計工作主要涉及剛接、鉸接及半剛接這三個方面。通過合理使用這三種節點設計方法，可以實現改變建筑結構的目的。此外，焊接作為影響鋼結構節點設計的重要影響因素，需要相關工作人員對其尺寸大小及形式進行嚴格把控，只有保證其滿足相關規定，進而使得節點設計能夠很好的發揮作用。

2.5 預估截面的設計

預估截面設計開始前需要準確估算截面，包括支撐體系和梁柱的斷面大小等，在此基礎上才能進行預估截面的設計。（1） 鋼結構的梁可使用槽鋼或是H 型鋼的截面，在分析荷載和支座的基礎上可得出截面的大小應處于跨度的2%~5% 之間。根據梁的側向支撐點間距來確定翼緣的高度，當翼緣高度與截面大小都確定以后就能夠根據相關要求來對鋼結構板件的厚度進行整體性的預估了。（2） 根據長細比來預估鋼結構的柱截面，通常情況下其范圍應該在50~150 單位之間，初步選擇須控制在100 左右。結合截面的受力情況來決定柱的截面大小以及鋼結構的梁是槽鋼、H 型鋼還是其它類型。

2.6 防腐保護措施

防腐的問題一直以來都是鋼結構設計中的難題，隨著現代建筑的工程逐漸變大，工程的施工時間也越來越長，建筑中的材料在太陽下暴露的時間隨之也越來越長，在已結束的工程中，也會出現難以避免的鋼材暴露情況。這些暴露在外的鋼結構在經過長時間的風吹日曬后，必然會發生不同程度的生銹和老化，從而損壞建筑的美感，其次。人們對于建筑中的這一問題往往忽略，長時間的腐蝕現象對于建筑物來講，或多或少的都會造成一定程度上的危害，建筑物的穩定性和牢固性隨之就會產生一定程度的下降，為人們的居住安全帶來更多的隱患。

總之，鋼結構在建筑結構設計過程中具有非常重要的作用，能夠直接對建筑結構設計質量產生影響，同時還會對建筑物質量產生影響。