淺談鋼結構建筑的設計

孟先輝

摘? ? 要：本文首先闡述了建筑鋼結構設計概述，接著分析了當前建筑結構中鋼結構設計中存在的問題，最后對建筑結構設計中鋼結構的設計策略進行了探討。希望能夠為相關人員提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：鋼結構;建筑;設計

1? 引言

在建筑工程中鋼結構占有非常重要的位置，它的穩定性和強度直接關系著建筑項目的整體質量。因此，相關企業必須在建筑工程的建設中，不斷優化鋼結構的設計方案，并加大對鋼結構的設計力度，從而使得鋼結構設計的穩定性以及質量得到提高。

2? 建筑鋼結構設計概述

鋼結構的主要構成部分是鋼材，而鋼材結構組織比較均勻，在鋼結構受力和工程力學設計試驗結果一致的情況下，鋼結構計算理論就會得到有效應用和完善。鋼結構具有制造簡單、施工周期短、密封性強等特點，適用于氣密性及水密性要求嚴格的結構中。在社會經濟和科學技術水平快速提升的大背景下，鋼材耐腐蝕性差、耐熱不耐火等問題得到了有效完善，提高了鋼材的應用范圍?，F階段，我國鋼結構建筑細節設計的主要組成部分是桿件連接，其中的關鍵是應用力學原理科學地處理各個部件的力臂、力矩關系，合理地將各個節點進行有效連接，將其轉移到下一步的工程施工過程中。鋼結構施工質量在很大程度上體現了鋼結構設計的整體水平，設計人員需要根據建筑行業的相關要求和規定，樹立先進的鋼結構設計理念，制訂科學的設計方案。

3? 當前建筑結構中鋼結構設計中存在的問題

3.1? 穩定性問題

如果在建筑工程的施工中使用的鋼結構不穩定，則會造成施工項目倒塌，引起工程安全事故。導致這種事故的原因主要是由于設計鋼結構的人員，在設計鋼結構時沒有考慮到鋼結構實際能承受的負載，假如設計的鋼結構吊裝位置缺乏合理性，將導致網架與桁架每個桿的受力程度不一樣，容易導致結構嚴重不穩定。因此，在設計和使用鋼結構時，設計師必須和施工人員進行及時的協調溝通，并事先制定相應的對策，來防范鋼結構出現失衡問題，這樣才能確保鋼結構具備較強的安全系數。

3.2? 腐蝕問題

由于鋼材發生腐蝕的機率非常大，因此，在鋼結構的實際使用中，腐蝕問題時有發生，特別是外界環境的濕度特別大時，鋼結構腐蝕問題就會非常的嚴重，如果鋼結構被腐蝕，內部組件的承載能力就會大大降低，大規模安全事件的數量就會隨之增加。因此，像鋼結構混凝土性質的建筑物，由于鋼結構發生腐蝕而導致的安全事故發生率高達40%以上。

3.3? 防火問題

鋼結構的耐腐蝕性和耐熱性都比較差，當建筑物的外部或內部溫度在430℃以上時，鋼結構的負載能力會直線下降。此外，鋼結構的防火能力也普遍偏低，如果附近的建筑物發生大火，則會導致在建工程發生安全風險的機率直線增加，稍有不慎將會發生火災。

4? 建筑結構設計中鋼結構的設計策略

4.1? 對鋼結構進行加固設計

在對鋼結構進行加固設計時，必須將鋼結構的載荷、承載能力和節點性質都考慮在內，并不斷對其他鋼構件的承載能力進行調整改進。另外，有必要不斷加大整個鋼結構受力的最大值，同時將空間鋼結構的協同性質充分考慮在內，做好鋼結構的加固設計，增強整個鋼結構的強度，并按照規定對強度進行測試檢查。如果想要鋼結構的剛度得到增加，可以通過增加支撐點或自振頻率等，來提高整個鋼結構的剛度和負載能力，從而使得鋼結構的穩定性得到提升。而在排架結構中，可以通過加大特定列柱的剛度，來使整個鋼結構的水平抵抗力滿足實際需求，并提高鋼結構的總體剛度。

4.2? 構件及節點設計

為了優化鋼結構的設計，有必要優化構件的截面，以降低鋼結構的設計成本;對于復雜性較高的鋼結構，必須嚴格對每個組件的截面進行驗算，尤其是節點模塊的設計，這是鋼結構設計中非常重要的工作。在此過程中，需要分析等強設計和實際應力問題。在設計中做好焊接，梁腹板和翼緣等板塊的設計工作。在進行節點施工時，必須對焊接現場進行嚴格的檢查，并嚴格按照相關要求對螺栓進行安裝緊固，使得每項安裝工作可以有序進行。

4.3? 防腐設計

在鋼結構的設計中，耐腐蝕性是設計師關注的重點。因此，設計師在對鋼結構進行設計時，必須針對施工現場的環境采取相應的措施，防止鋼結構發生腐蝕。為了降低鋼結構發生腐蝕的機率，可以通過在鋼結構上施加耐腐蝕能力較強的材料或者涂層，從而提高鋼結構的防腐能力。目前，常用的防腐材料是防銹漆，而防銹漆具體的使用量是根據實際的建筑施工情況來定;另外，根據防腐設計的維保方式選擇半永久或者永久性的涂裝方式。

4.4? 防火設計要點

防火設計也是鋼結構建筑中的設計重點，因此，在材料的選擇上，必須使用防火耐火性較高的材料。目前，在建筑項目中，必須根據建筑的防火要求以及等級來選擇相應的防火材料。在選擇材料時，由于涂層較厚、粘性較高的材料，它的防火、耐火性能比較好，因此是非常不錯的選擇。但在鋼結構阻燃材料的選擇中，如果較厚的材料無法達到阻燃標準，則可以在此階段選擇相對薄一點的耐火材料，特別是要對吊頂材料做好阻燃和防銹處理。在鋼結構防火設計中，防火標準和防護等級作為重要的參考標準，它可以最大限度提高鋼結構的防火水平。另外，鋼結構的設計應以穩定對稱為主，盡量在設計中避免結構扭曲，通過上下貫通的方法使得鋼結構的穩定性和連貫性得到保障。在鋼結構設計中，使用L形或T形的設計方式，可以確保鋼結構的作用完全發揮出來，鋼結構的位置如果是在結構外圍，則可以使得建筑物的抗扭曲能力和抗變形能力達到最佳。

5? 結束語

在建筑行業的快速發展中，建筑鋼結構設計面臨著很大的機遇和挑戰，設計人員需要針對設計過程中出現的問題進行分析，采取合理的解決措施。另外，在現代化建筑鋼結構設計過程中，設計人員還應該提升自身的專業素質，不斷學習專業知識和理論知識，將理論知識和實踐結合起來，充分發揮出建筑鋼結構設計的優勢，提升建筑工程建設的整體質量，推動建筑行業的快速發展。

參考文獻：

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