钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析张蜜子

钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析张蜜子

张蜜子

盛玖建设集团有限公司山西太原030000

摘要：结构设计质量是保证钢结构建筑质量与使用安全的前提与基础。面对日渐增多的钢结构建筑工程项目，建筑企业以及相关工作人员应不断提升钢结构建筑结构设计能力，掌握钢结构建筑结构设计中存在的问题，并遵循安全、合理、科学、经济等原则，采取行之有效的措施与方法进行结构优化，以提升结构设计质量，为钢结构建筑可持续竞争发展奠定良好基础。

关键词：建筑工程；钢结构设计；存在问题；完善策略

引言

钢结构建筑施工时，施工人员要熟练掌握钢结构施工技术，施工管理人员要加强施工过程的质量管理，从而保证钢结构建筑的施工质量。在设计钢结构时，结构设计人员要熟悉钢结构的相关规范条文，将安全性和稳定性放在设计的首位，万万不能为了追求经济效益的最大化而降低对质量和安全的要求。钢结构具有优点也具有缺点，结构设计人员要充分考虑防止钢结构的屈曲，确保建筑结构的稳定性。

1建筑结构设计中钢结构设计的重要性分析

在当今的建筑行业之中，所谓钢结构，通过将各类钢板进行科学焊接、热轧等加工，让钢板形成施工所需钢型。建筑钢结构主要分为2种，分别是轻钢与重钢，其中，轻钢的自重小，占地面积也特别小，主要应用在跨度比较小的建筑工程当中。与轻钢相比，重钢自重较大，虽然重钢自重比轻钢大，但是，和常规的钢筋混凝土结构相比较来说，其优势特别显著，重点被应用在跨度特别大的建筑工程项目当中。钢结构设计作为建筑结构设计的重中之重，不仅对建筑项目的质量有影响，而且影响着我国建筑行业的发展方向。钢结构设计与钢结构制造业紧密相连，故加强建筑结构设计钢结构设计特别关键。从建筑结构设计角度来考虑，该类设计不仅需要设计人员具备良好的空间想象能力，而且其专业技能要过关。与混凝土结构设计相比，钢结构设计难度比较大，设计者要具备多年工作经验，遵守国家设计规范进行设计，并结合建筑工程项目的具体施工工况，明确钢结构设计重点，在提升钢结构设计质量的同时，减少钢材损耗。

2钢结构建筑在结构设计中存在的问题

2.1结构节点设计问题

节点设计是钢结构建筑结构设计中的主要内容，节点设计的合理与科学，能够有效提升钢结构建筑结构稳定性、牢固性，确保钢结构建筑在抗震方面优势的有效发挥。但在实际设计过程中，节点设计不合理问题普遍存在。追其原因：（1）结构设计人员专业知识与经验不足，并未根据钢结构建筑实际要求与现场施工条件，进行综合分析，是结构分析模型中的阶段设计与实际不相符，影响结构整体稳定性、安全性。（2）在节点设计过程中，所设计的节点形式，所选用的节点连接方式不科学，无法达到结构稳定性、牢固性要求，影响结构整体质量。

2.2结构焊接设计问题

钢结构建筑施工建设过程中，涉及到焊接内容相对较多，因此焊接工艺选用的科学与合理，对钢结构建筑结构安全与可靠存在直接影响。这就需要相关工作人员能够立足实际情况，结合建筑结构受力情况、钢材焊接性能，确定焊接等级。并在设计中，明确焊接工序、焊接控制变量、焊接质量检验方法，为结构焊接施工提供有益指导，确保焊接质量符合建筑项目建设要求。但在结构设计中，由于存在图纸套用、设计审核形式化、设计程度不足等现象，易出现焊接等级选择不科学，焊接方案不合理问题，引发结构变形、坍塌等故障的产生。

2.3结构稳定加固问题

结构稳定与牢固是钢结构建筑结构设计的重要指标。随着近些年钢结构建筑结构设计理论与实践研究的不断完善，钢结构构件稳定性参数、钢结构稳定性设计规范等相对成熟。但由于影响结构稳定性的因素相对较多，包括施工因素、地质条件因素、气候条件因素、材料因素等，需工作人员注重实践经验积累，立足钢结构建筑建设要求，进行综合分析，并在不断创新与优化中，优化加固技术，提升钢结构局部与整体稳定性性。目前，部分工作人员由于工程经验有限，在结构设计中过度追求标准，存在设计保守（激进）现象，不利于结构稳定性的提升，且易增加钢结构建筑投资金额，不利于企业经济效益与社会效益的提升。

3完善建筑结构设计中钢结构的设计策略

3.1钢结构加固设计

在进行钢结构加固设计的时候需要合理考虑荷载、钢结构承受力以及节点性质，需要在这个基础上不断调整钢结构附加杆件的承受力。另外，还需要同时扩大钢结构整体受力的极限值，充分考虑空间钢结构协同工作的性质，做好加固设计，使其能够进一步增加整体的刚度，进行标准化验算。如果有需要增加刚度，目前主要是增加支撑点和结构刚度，或者进一步调整结构的自振频率等，从而能够改善钢结构整体的刚度和承载能力，进一步提高整体的稳定性。在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，确保钢结构整体的水平抗力达到要求，降低整体的负荷，增加整体的结构刚度。

3.2构件设计及节点设计

为实现钢结构设计的优化，必须针对构件截面优化及验算，以缩减钢结构成本，对比较复杂的钢结构，需要做好各构件截面的验算工作，特别是做好节点模块的设计工作，这是钢结构设计工作的关键点。在这个过程中，需要进行等强设计及实际受力状况的分析。在设计过程中，其主要的板块包括焊接、梁腹板及翼缘等。节点施工过程中，需要做好现场焊接的施工及检查工作，做好螺栓的安装紧固工作，实现各项安装程序的协调，严格按照设计图展开施工。

3.3钢结构腐蚀问题的探讨

钢结构的耐腐蚀问题是结构设计人员需要重点关注的。在设计钢结构时，设计人员要根据具体情况采用适宜的防腐蚀措施，增强钢结构的耐腐蚀能力。为了有效解决钢结构的腐蚀问题，可以在钢结构上涂抹具有防腐蚀能力的材料，给钢结构添加防腐蚀的防护层，增强钢结构的耐腐蚀能力。保护涂层具有良好的附着力，有利于解决钢结构的腐蚀问题。如今解决钢结构的腐蚀主要方式是涂装防锈漆，根据建筑工程的具体情况和施工要求进行，同时需要充分考虑防腐设计的保养以及维护方法，从而能够对涂装进行选择半永久性和永久性。

结束语

综上所述，通过对建筑结构设计之中的钢结构设计要点进行综合分析，能够保证建筑项目结构更为可靠，建筑结构设计更加合理。钢结构设计者在具体的设计工作当中，要不断创新，定期更新原有的结构设计理念，保证钢结构设计过程中的问题得到彻底解决，进一步提升建筑工程的美观性。

参考文献：

[1]张宏亮，孙耀胜.高层结构设计中存在的问题及设计方法[J].工程建设与设计，2019（05）：32-33+36.

[2]薛贺雷.钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析[J].四川建筑，2019，39（01）：42-43.

[3]蔡继伦.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].居舍，2019（04）：99.