建筑结构设计中钢结构设计与发展

建筑结构设计中钢结构设计与发展

李乾

国源设计院有限公司山东济南250000

摘要：建筑钢结构作为一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一。钢结构以其独有的稳定好、使用寿命长以及内部结构牢固等特点成为现阶段建筑发展的新的方向。钢结构的设计质量会对建筑整体的质量和稳定性产生非常重要的影响，在钢结构设计的过程中还有很多地方需要不断的改进和完善，为提升建筑钢结构的质量，必须注重提高建筑钢结构设计水平。

关键词：钢结构设计重要性分析优化设计发展前景

前言

建筑钢结构能够把设计、生产、施工和安装整合为一体，进而使建筑产业化水平得以提高。钢结构体系是一种抗震性能极佳、安装周期较短，绿色环保的建筑体系，被广泛应用在建筑结构中。钢结构建筑具有良好的应用空间与发展前景，对于建筑钢结构设计来讲，是一个既系统又全面的工作，需要建筑设计人员严格、认真按照要求去设计。

一、建筑结构设计中钢结构设计分析

在建筑结构设计时，钢结构设计质量对整个建筑结构的设计质量有着十分重要的影响。钢结构设计过程中对设计人员的专业技能和工作经验有着非常高的要求，设计必须要严格按照设计规划来进行，同时还要充分考虑到工程项目的具体情况。在建筑结构设计过程中，钢结构设计是重要的组成部分，其主要是将钢结构设计成果运用变成到钢结构产品的过程。设计时要充分掌握工程设计要点，使设计效果得到充分的展现，只有这样才能不断的提升钢结构设计的水平，实现设计的效果和目标。设计人员在对建筑结构设计中钢结构进行设计时，必须严格遵守相应的设计要求，掌握工程图纸中的设计要点，以此来保障钢结构设计的高水平、高质量。只有这样才能不断的提升钢结构设计的水平，实现设计的效果。树立质量意识，设计人员要充分认识到任何一个设计环节出现错误，都会严重影响到构件的安装质量，危及到建筑整体结构的稳定性、安全性，容易引发重大的安全事故，造成财产损失，人员的伤亡。因此，设计人员在设计的过程中要严格执行设计的规范和原则，对结构设计的要求予以充分的了解和掌握，设计人员还要针对不同的部位，采取不同的设计措施进行优化设计，保证钢结构工程设计质量，为工程顺利进行奠定良好的基础。

二、建筑结构设计中钢结构设计概述

建筑钢结构形式与结构布置在钢结构的设计过程主打“概念设计”牌，概念设计在钢结构的整个过程中是非常重要的,它确定了整个建筑形态的方向。钢结构布置的依据是设计应该从经济和物理两个角度进行判断：一方面，钢结构在施工建设过程运用时一定要确保其安全可靠，经济成本比较低，能够容易让业主认知、接受；另一方面，为了确保钢结构的设计质量和施工质量，要提升钢结构的物理承受能力，通过力学关系的对比、钢材结构的优缺点整合和细节上的实际考量来达到钢结构前期设计的方案比较和选择。设计中应综合考虑其体系特征、荷载的性质以及分布情况，力学模型要清晰、刚度要均匀，要尽量限制荷载影响，应使结构的受力路线清晰，使它能够把荷载直接传递到基础。在钢结构设计技术中尤其要注意的是，柱间抗侧支撑一定要分布均匀，其形心要尽可能地向风震的作用线靠近，否则就必须考虑整体结构的扭转以及结构抗侧的多道防线。建筑钢结构通常分为框架、平面(桁)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等几种结构。在对项目钢结构进行选型确定时，一定要根据项目特点的不同，分析实际情况进行设计。钢结构有两种不同的类型，一种是轻钢结构，另外一种是重钢结构。在跨度较小的建筑结构中一般使用的是轻钢结构，轻钢结构的占用面积相对较小，自重比较轻。在跨度较大的建筑结构中使用的钢结构是重钢结构。现在的设计工作一般都是通过计算机软件系统的结构分析技术进行，提高了分析工作的效率，也提高了分析数据的准确性。但设计人员应意识到，工程在实际建设中会出现很多突发性状况，还有其它因素的影响，所以必须要结合相应的人工实地考察来分析并进行钢结构设计，只有这样才能使钢结构施工更具有可操作性。

三、提高建筑结构设计中钢结构设计的策略

3.1加强钢结构的优化设计

建筑结构设计中钢结构设计对建筑工程质量有着重要的作用，在进行设计工作时，要根据工程的实际情况来进行钢结构设计。钢结构设计要重视技术标准和规范在钢结构的设计中的应用，做到利用先进的技术，确保其质量以及经济的合理性，只有保证建筑物结构的稳定性以及建筑的使用性能，才能说明这个钢结构设计的成功。设计人员应重视学习技术标准和规范，深入理解、贯彻，形成认真、严谨的工作习惯。在设计时要充分考虑到钢结构在建筑物的作用和载重性能，遵循规律和原则进行设计工作。钢结构设计中应注意钢材、连接材料和焊接材料、应用标准。要了解相关规定，合理选用材料和质量要求，并根据环境状况来设计钢结构的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。进行钢结构设计时不能只追求表面功能，要将其功能深入化，提高其设计深度，切实做好钢结构的设计工作。

3.2认真对待钢结构稳定性的计算分析

钢结构设计中需要对结构各部位的稳定性、承受压力、荷载进行计算分析，以保证使用安全。在现行的钢结构计算规范中，一般采用的是轴心压杆稳定计算方法，其主要是折减系数方法和临界压力求解法。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的影响较大，各构件的稳定性能，是确保钢结构整体稳定性的重要条件。所以，应对其整体稳定性进行认真分析。钢结构的构件分为两大类，弹性构件和柔性构件，由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，并对钢结构整体稳定性产生严重的影响，因此，在进行钢结构稳定性计算分析工作时应重视这一特点。

3.3做好钢结构的防火设计

钢材虽然是非燃烧材料但耐热不耐高温，不耐火，这也是其致命的弱点，钢结构的防火能力、抗拉强度会随温度升高而逐渐降低。因此，在进行钢结构设计时，要严格按照防火规范，选择耐火极限符合要求标准的建筑钢材。钢结构的防火措施有多种方法，主要有：钢结构防火涂料保护、防火板保护、混凝土防火保护、柔性卷材防火保护、耐火钢、结构内通水冷却等。设计人员需要根据各个钢结构构件的耐火极限与耐火等级的要求开展钢结构防火设计，同时制定相应的隔热防护办法，以提高钢结构建筑的防火性能。现应用最有效的一种防火方式就是在钢结构表面涂抹一层防火涂料，以此提高钢材的耐火极限，当火灾发生时，防火涂料可以起到隔热作用。

四、钢结构设计的发展前景

我国有发展钢结构所需的物质基础，钢材的质量和产量都在逐渐地提高，钢结构的成本相应地也会下降。新型的建材类型、诸多类型的钢结构新技术也被开发出来，钢结构的设计与施工操作规程也不断地被完善，钢结构设计以及其运用日益变得专业化。人们更加注重环保，提倡绿色建筑和减少污染。钢材作为一种可以回收加以重复利用的环保建筑材料，无论与传统的木材及砖石，还是钢筋混凝土材料相比都有很大的优势，其能在全周期内很好的满足绿色建筑的要求，为人们提供健康、适用的使用空间，未来钢结构的发展肯定有着广阔的前景。

结束语

钢结构设计应该选择最佳的设计方案，才能确保设计的合理性。设计人员在进行钢结构设计时要认识到建筑设计的重要性，设计人员要不断学习专业知识，提高自身的专业技能，提高钢结构设计水平质，保证建筑结构设计的整体效果。

参考文献

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[3]常凤杰.钢结构设计简单步骤与设计思路[J].黑龙江科技信息.2011(02)：22.