建筑钢结构设计中的问题及措施探讨

建筑钢结构设计中的问题及措施探讨

陈利萍

精工工业建筑系统有限公司浙江绍兴312030

摘要：随着我国建筑业的迅速发展，钢结构在建筑企业中应用广泛，通过分析钢结构在建筑结构设计中存在的问题，提出解决问题的优化措施，为提高钢结构设计水平和建筑结构稳定性提供一些借鉴和参考。

关键词：建筑钢结构；设计；问题；要点

1建筑钢结构概述

1.1建筑钢结构

建筑钢结构和其它建筑结构进行比较，其有着自身独特的优势，钢结构的强度要高一些，韧性要好一些，成本也要低一些。目前，国内建筑设计过程中，钢结构的占比是每年不断增涨的，已经是建筑物结构形式中最常用的一种。所以，在设计过程中，要对钢结构进行合理的选用，从稳定性、效益性等视角出发，对钢结构的设计要点进行关注。

1.2建筑钢结构节点分类

1.2.1刚性连接节点

（1）梁的拼接。通常来说，梁的拼接有两种：①螺栓连接；②焊接连接，从刚度上来看，前者比后者要小一些，然而前者的制作简单，质量能够得到保证，在现场拼接时使用这一方式。后者的刚度要大一些，一般在工厂拼接时使用。（2）梁与柱的连接。一般来说，柱与梁的连接使用的是端板连接。就是连接时利用2个建筑构件间的端板来完成，它通常在低层、高层框架结构中使用，其优点是质量好、抗震，不用在现场焊接。（3）柱和柱的连接。一般来说，结合柱截面的变化情况，它有两种连接：①变截面柱拼接；②等截面柱拼接。通常来说，柱和柱的连接使用第二种方式。

1.2.2半刚性连接节点

对于半刚性连接节点来说，使节点的承载能力与连接的建筑构件的承载能力进行比较，前者要大一些。然而在实际设计过程中，半刚性连接节点是不进行应用的，这是由于这种方式和建筑构造设计之间关系，会使得构件的弹性刚度与连接节点的弹性刚度相比，前者要大一些。

1.2.3铰接连接节点

主梁和次梁的连接。大多是以简支连接为主，然而倘若建筑要求高一些，可以将刚性连接进行使用，此方式要复杂一些，然而次梁不需要进行翼缘处理，所以，这种连接方式受到设计人员的喜爱。

2建筑钢结构设计现状及存在的问题

2.1设计项目管理不完善造成的问题

首先具有一定设计实力的知名设计单位因而钢结构部分是费工费时收费低，而不愿意接受设计项目任务；或者即使有的设计院即使接了工程整体设计业务而将钢结构部分转手包给其它设计单位；但是这些单位又存在对钢结构设计缺乏经验，与实际施工技术不完全相适应的问题；另有一些设计单位不具备资质，承接到设计后买图标搞设计，式设计产品存在诸多不安全因素。对建筑工程质量构成极大的技术问题。无法保证工程质量。

2.2对设计缺乏经验和对深度的研究

由于钢结构的应用属于新技术，所以很多设计院，对其研究合设计比较少，缺乏实际经验何必要的参考，项目工程的设计者多为参加工作不久的人员，更缺乏钢结构的设计知识，对关键技术研究的不够深入，在一定程度上照搬国外的图纸，顾步自封，不敢有半点突破；对所设计的成果心中评价标准没有底数，对关键的“节点设计”不分具体情况一律采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”进行标注，至于这些关键节点是否安全、构造是否合理、能不能做出来事实上无法保证。

2.3设计理念落后，没有创新

在我国钢结构设计缺少相应的设计参考和实际经验这是实际情况，但是由于设计人员缺乏信心和自信从而导致于设计的自主性不够，偏于固守传统的设计理念，尤其是遇到比较复杂新颖的建筑项目时很难有创新设计；对于结合实际情况增加建筑钢结构的相关系数，以增强安全性能更是难以做到。在设计工作中，为了赢取更多的经济利益，设计者只是在自己的办公室不断的研究设计图纸，和施工实际脱离，而他们要到工地去，做实际的调查，和施工技术人员共同切磋才可能做出合理可行符合现实的施工情况的设计图。还有一种情况是设计人员对复杂工程缺乏经验，盲目追求高标准，任意加大安全等级，对结构构件不分主次，重要性系数取值任意加大，杆件“应力比”取值太低；焊缝等级不分区别一律取一级全熔透焊缝；由于上述原因往往造成结构构件过大，投资大量增加，这都是设计方案过于传统不合理造成的。

3建筑工程钢结构设计要点

3.1重视结构选型

在建筑钢结构设计要点中，结构选型是其中的一个重点部分。在建筑钢结构设计要点中，结构选型对于最终能否达到预期目标有着巨大的影响，而且根据设计方案然后进行的结构选型工作也十分重要。在进行建筑钢结构设计时，从建筑工程的结构之间的力学关系、破坏机理等方面入手，将会提高结构选型的质量，从而提高工程质量，由此可见一个优秀的结构选型对建筑钢结构设计相当重要。

3.2强化结构布置的合理性

在具体的设计工作中，对结构布置的合理性进行强化，是建筑钢结构设计中较为关键的一步。强化结构布置的合理性，要求设计人员根据建筑钢结构设计的整体方案及工程的使用需求，通过强化结构布置的工作措施的方式，来促进建筑钢结构设计。在强化结构布置的合理性时，对建筑钢结构设计流程进行优化，能够对使建筑钢结构设计方案更加优异，使建筑钢结构的稳定性更高。所以在进行建筑钢结构设计要点分析的环节，需要进一步强化结构布置的合理性。

3.3钢结构抗震设计

仔细了解钢结构之间的稳定性关系，可以保证钢结构稳定性的设计，所以要对钢结构的抗震设计进行重视。在进行钢结构的设计时，要让钢结构尽可能的简洁化、规正化。在进行钢结构构件连接时，要根据实际情况进行具体操作。要让屋架和屋面板、屋架和柱子间连接足够稳定，从而提升钢结构的抗震能力，使得建筑的安全性能能够有所增加。此外钢结构的抗震能力还与选用的支撑形式以及选择的位置有关联，因此在进行设计时还要将这些因素纳入考虑范围，以减小这些因素的对于钢结构抗震能力的影响。在进行钢结构设计时，一些细小的零件也需要注意。就拿铆钉来说，铆钉的连接强度在建筑中相当重要，要由具体的钢材构件去选择符合要求的铆钉进行连接。

3.4梁柱连接节点

门式刚架斜梁与柱的连接，有端板竖放、端板横放以及端板斜放三种形式。端板竖放主要用于截面柱。当竖向的荷载起到控制作用时，将端板横放可减少节点的所受的力，与此同时还可以利用柱的压力对节点力的作用。在节点弯矩很大的情况下，可以采取端板斜放的方式，这样能够将抗弯连接的力臂进行适量的延伸，能够对布置螺栓有着一定的帮助。端板拼接连接有两种形式，分别是外伸式和平齐式。这两种方式比起来，端板外伸式节点受力比平齐式更加符合力学的原理，而且外伸式节点的承载力比起平齐式节点来说要高上许多，所以在实际应用时外伸式端板连接用到的更多。在结点板外伸部分设置加劲肋，可以使靠近受拉翼缘两侧的螺栓受力均匀，使得节点的抗剪能力有所提升，对于减少节点板的变形有着明显的作用。

结束语

由于国内钢材产量的不断上涨，人们对于建筑造型及规模不断的追求，结合钢材自身有很多优点，比如延展性好、抗震性能强、质量轻、强度高以及安装方便等，建筑钢结构得到越来越广泛的使用。尽管钢结构有很好的自身优势，但想要使钢结构在保证安全的前提下充分发挥并合理使用并不容易，对于设计人员来说，就要对其进行优化设计，对设计要点进行掌握。

参考文献：

[1]彭声美.建筑钢结构设计的相关技术标准[J].中国标准化，2017（24）：81-82.

[2]李秀霞.高层建筑钢结构设计的安全问题探微[J].建筑知识，2017，37（10）：57.