建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨赵洪北

建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨赵洪北

赵洪北许丽

山东天元安装工程有限公司山东临沂276000

摘要：与混凝土及砖石结构相比，钢结构在材料性能、力学性能等方面的往往更具优势等方面的往往更具优势，因此其在建筑工程中的应用开始越来越广泛。只有通过对钢结构进行科学合理的设计，才能使其更好的发挥自身优势。但是根据相关研究表明，现阶段我国钢结构的设计还存在诸多问题。

关键词：建筑结构设计；钢结构设计；重要性；策略

引言

钢结构拥有着砖混结构和混凝土结构在建筑上的应用优势，这主要和上文所描述的它独特的特征决定的。钢结构的较轻的自重，良好的延性使得建筑物拥有着良好的抗震性，这是因为地震力效应在建筑质量较小的情况下会变得相应小一些，地震效应还会因为延性的良好性一定程度上收到缓冲。除此之外，在传统的建造中想要建造较大开间就需要较为大跨度和复杂的结构，而如今有了轻质高强的钢结构，在创造开放式住宅的时候就更为方便了。

1建筑结构设计中钢结构设计的重要性

建筑行业中，钢结构指的是通过对钢板进行焊接、热轧、冷弯等加工使钢板形成需要的钢型。钢结构可以分为轻钢、重钢两种类型，轻钢自重与占用的面积都比较小，广泛应用于跨度小的建筑项目中；重钢的自重比轻钢肯定要重，但与钢筋混凝土比，优势还是很明显的，广泛应用于跨度较大的建筑物中。

建筑结构设计的重要组成之一就是钢结构设计。钢结构设计包括将设计规划：钢结构设计蓝图变成实体：钢结构产品的整个演变过程。钢结构设计一方面影响着建筑物的整体质量，进而影响建筑业的发展；另一方面钢结构设计还影响着现代钢结构制造业的发展，所以钢结构设计至关重要。从建筑结构设计性质的角度分析的话，钢结构设计的过程除了对几何成分有很高的要求外，还对专业技术水平有一定的要求，所以进行钢结构设计的设计人员专业技能、工作经验各方面的综合素质都必须好。钢结构设计的难度很大，在进行钢结构的设计时，设计人员必须严格按照设计规划进行，结合建筑项目的施工性质与工程图纸，准确把握钢结构设计的要点，在自己的脑海中形成清晰的立体结构并通过设计图展现出来，保证钢结构设计的质量。

钢结构设计的关联性很大，必须重视各个环节以及构件的设计质量，否则一个设计环节出现差错就会在很大程度上影响构件的安装质量，进而影响建筑工程后期施工的质量，出现安全事故。钢结构设计过程中设计师必须严格遵守相关的设计规范与原则，充分了解掌握设计对构造、结构受力特点等方面的要求，在满足国家的规定标准前提下合理设计。同时，还要结合建筑工程的施工诉求，对钢结构的关键部位进行设计优化，提高建筑结构设计中钢结构设计的质量，这样就能保证建筑项目的施工顺利进行、建筑物的质量，以提高建筑企业在市场的竞争力。

2建筑结构设计中钢结构设计要点

2.1注重稳定性设计

要想提升钢结构设计的稳定性，首先要做的就是明确其整体与局部稳定性之间的联系，并且对这种联系要高度重视。特别是对安全系数的确定，不能依据以往经验随意断定，这样只会导致误差的加大，从而对精度的结构设计产生不利影响。其次，由于诸多不确定因素会对钢结构的稳定性造成影响，因此设计人员在对钢结构进行设计时，需要充分分析力学及其他性能，有效避免不确定因素对钢结构稳定性产生干扰。只有在进行反复试验之后，才能确定最科学、最合理的程序，以此来满足钢结构稳定性设计的相关技术要求。

2.2静力平衡法（欧拉方法）

静力平衡法或中性平衡法，简称平衡法，是求解钢结构稳定性极限荷载最基本的方法。对于有平衡分岔点的弹性稳定问题，在分岔点存在两个相似的平衡状态。即原结构平衡状态和已发生微笑变形结构的平衡状态。平衡法就是以微笑变形后结构的受力状态为条件建立平衡方程求解分岔屈曲荷载，大多数情况下可以得到多个解，取其中的最小解为分岔屈曲荷载。但是实际工程结构中，往往只需要得到结构的屈曲荷载。虽然不能判断钢结构平衡状态的稳定性，但平衡法可以确定外力荷载达到多少时，弹性结构系统平衡路径的分支点所对应的临界荷载。

2.3梁柱连接节点

门式刚架斜梁与柱的连接，可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。端板竖放适用于局部等截面柱。当竖向荷载起控制作用时，将端板横放可减少节点的设计剪力，同时充分利用柱的压力对节点受力的有力作用。如果节点弯矩很大，可采用端板斜放形式，加长抗弯连接的力臂，有利于布置螺栓。端板拼接连接形式有外伸式和平齐式两种情况，端板外伸式节点受力合理，承载力高于平齐式节点，因此应尽量采取外伸式端板连接，同时应在结点板外伸部分设置加劲肋，使靠近受拉翼缘两侧的螺栓受力均匀，接近一致，提高节点的抗剪能力，有效减少节点板的变形。

2.4针对钢结构腐蚀问题的策略

设计工作人员在进行钢结构设计时要全面的考虑钢材的防腐蚀性能。在建筑物的施工过程中，为了保证建筑物外观上的美感，施工人员会对钢结构进行喷铝或者是喷锌，但铝和锌作为化学物质，容易发生化学反应，腐蚀性是很强的，所以在喷抹的过程中会对钢结构造成加速腐蚀的问题。为了避免这一腐蚀问题，应该先对钢结构涂抹一层防腐蚀的保护结构，保护涂料由于电阻大、附着力好，而且致密疏水性强，可以有效的避免腐蚀问题造成的安全事故。

结束语

随着钢结构的不断发展，结构工程师对于钢结构设计方面的经验也逐渐丰富，但在当今复杂项目设计过程中，需要对规范条文有更充分的理解，切不可盲目追求结构设计的经济性，牺牲结构最基本的稳定性要求。对结构进行屈曲分析，已成为结构稳定性计算中一项非常重要的内容。钢结构既有“强大的”一面，也有“脆弱的”一面，只有保证了结构自身的稳定性，才能尽可能避免因失稳引起的重大工程事故。

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