钢结构设计在房屋设计中的重要性与策略探讨

钢结构设计在房屋设计中的重要性与策略探讨

赵赛鹏

中国建筑第二工程局有限公司 河北省保定市 071000

摘要：目前，我国建筑行业发展迅速，在建筑工程施工中，钢结构施工非常重要，钢结构设计与传统的土木结构、砖混结构房屋建筑设计相比优势日益凸显，因其在材料环保性、建筑安全性等方面的优异表现，受到越来越多用户的青睐。基于此，从阐述钢结构房屋设计的内涵和应用现状入手，查找现存的问题原因，提出发挥钢结构设计在房屋建设中重要作用的途径和策略，供建筑设计同仁参考借鉴。

关键词：钢结构设计；房屋建筑；建筑材料

引言

在钢结构设计过程中，良好的稳定性设计是保障钢结构应用性能，提升整体工程质量与安全的关键。因此，设计人员一定要对钢结构的设计做到足够重视，并根据建筑工程需求，结合实际情况，采取科学合理的策略来进行钢结构设计。这样才可以显著提升钢结构的稳定性，满足建筑工程的实际应用需求。

1钢结构设计在房屋设计中的重要性

其一，有利于优化建筑结构。钢结构设计在房屋建设中的应用，使得建筑结构外观设计更加丰富多样，造型更能体现出设计思想与用户诉求达到完美统一。钢结构设计更有利于实现布置设计形式，使设计形式和内容更能体现出时代特点和使用者的个性化需求。其二，有利于环保施工。钢结构设计可以根据材料的特殊性，结合现代绿色环郑超毅同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司工程师保施工工艺的运用减少对环境的污染。节能环保材料的应用可以延长建筑房屋的使用寿命，实现材料回收与再利用，节约能源，降低成本，发挥出传统建筑材料不能比拟的优势。

2建筑工程中钢结构设计存在的问题

2.1防火设计的问题

钢材虽然具有强度高、整体刚度好、韧性好等特点，但耐高温性能较差。当环境温度大于钢材耐热极限后，钢材就会发生严重的形变甚至断裂。在进行钢结构设计时，部分设计人员没有对结构的耐火承载力极限状态进行验算，没有科学设定防火涂层厚度,导致钢结构整体防火性能不足，留下了严重的安全隐患。

2.2钢结构耐腐蚀性差

在实际建设活动中，建筑物免不了风吹日晒，遭受风雨侵袭，而这种情景显然不适合运用钢结构建筑，钢材耐腐蚀性较差，在长期的露天环境中，很容易导致钢材的腐朽，从而导致钢材的承重力降低，影响钢结构建筑的使用寿命，造成不必要的经济损失，这就需要对钢材进行特殊的处理，例如，除锈或者涂料，但是会加大建筑成本，所以，在建筑表层并不适合运用钢材料。

3发挥钢结构设计在房屋设计中的策略

3.1使用节能型材料

在钢结构建筑建设过程中，由于钢材制作简便、施工日期短，使得钢结构建筑住宅形式灵活，可以根据现实需要进行设计，所以在实际施工过程中，多使用节能型材料，例如节能板、复合型楼板等，材质轻、污染低，在促进节能环保方面具有极大的优势，最大程度上减少建筑污染，同时也可以减少建筑物的质量，能够实现对建筑面积的有效分割，扩大使用面积，获得一定的经济效益。所以，钢结构建筑事业的发展能够推动我国环保节能事业的发展，钢结构建筑在建设过程中与多项环保技术相融合，在促进科学技术发展的同时，实现了节能减排。

3.2防火设计

温度变化对钢结构稳定性的影响主要表现为：（1）弹性变形，在温度升高后，钢结构构件产生膨胀，在温度降低之后，能恢复到原状。（2）塑性变形，在温度变化之后，钢材产生变形不能恢复到原状，产生了永久变形。防火设计同样是钢结构设计中不容忽视的问题，在挑选防火材料和防火涂料时要对建筑工程的防火等级予以明确，一切都要从建筑工程的实际情况出发，确保这些施工材料能够真正满足建筑施工所需，达到建筑的防火标准，对火灾进行有力防控。如板材、钢材都要质地坚硬，强度够高，防火材料除个别节点外，所有构件均需涂抹，以进一步增强材料的防火性能，促使整个钢结构的防火水平迈上一个新台阶。

3.3防腐安全设计

（1）选用耐候钢为主要材料，并要求材料厂家对钢材进行热浸镀锌处理，涂抹必要的防锈底漆；（2）由于本项工程具有一定美观度要求，因此，在钢结构中，使用部分铝制或锌质材料，这些活泼性金属容易与周围物质发生缓慢的化学反应并表现出腐蚀性，因此，施工单位决定通过“涂层法”进一步提升钢结构的耐腐蚀性，即在材料表面均匀涂抹粘性好、电阻大、疏水性好的防腐材料；（3）针对钢结构主体的地下部分，施工单位采用了“阴极保护法”提升防腐性能，即在地下结构表面附加较活泼的金属材料，从而取代钢材进行化学反应，达到防腐的效果。

3.4强化钢结构设计中的绿色环保及安全建设设计

强化钢结构设计中绿色环保施工及安全性建设问题。针对钢材受自然环境和温度湿度变化影响大的特点，针对钢材长期暴露在室外环境下容易生锈腐蚀的情况，需加强对钢结构所用材料防潮、防淋等设施建设和防护技术研究，确保使用质量。要加强钢材防腐加工管理过程中不同材料的结构特点研究，采用有效的防腐材料涂抹方式，满足材料基础性和保障性要求。要加强钢结构施工中噪音、光、电污染防治，针对施工材料切割、焊接产生声光、噪音污染严重等现象，施工单位要采取设置隔声门、隔声窗、遮盖帐篷等防护措施减少污染。另外，还要加强钢结构施工安全作业管理。针对钢结构施工跨度大、空间高，交叉作业、高空作业及吊装作业安全风险比较大的特点，制定周密的安全施工保障措施，制定安全事故的应急预案，加强施工人员的安全意识，明确安全隐患和防范重点。

3.5注重钢结构的加固设计

（1）应做好钢结构构件截面位置的加固设计。设计中可以让一个杆件受弯变成多个受弯，这样便可将荷载分散开，避免集中荷载对钢结构所产生的不利影响，以此来实现钢结构顶端位置支撑力的良好改善。对于筒支和支座相互连接的位置，应借助于撑杆结构来起到支撑作用，并对钢结构内的连续结构位置加以适当调整，让应力拉杆可以有效满足其分布截面中的实际内力条件。（2）应做好衔接位置的加固设计。设计中应对钢结构具体的施工要求、施工条件及受力情况等各个方面进行准确分析，并以此为依据通过螺栓、焊接以及铆钉等的方式来做好钢结构衔接位置的加固处理。比如，在对某大桥中的楔形钢结构连接进行设计的过程中，设计者将其底板设计为9.6m，顶板设计为12m，界面高度设计为37.95m，高度设计为11.4m，然后通过倒直角梯形的形式来进行对称结构施工，去钢筋混凝土结构设计为三明治形式。这种设计不仅为该桥梁建筑工程的钢结构施工提供了一个全新的思路，同时也使其整体结构的稳定性得到了良好保障。

结语

钢结构设计中的房屋结构设计是钢结构“大家族”的重要组成部分，在钢结构房屋设计中树立超前意识，提升建筑钢结构房屋精细化设计水平，加强对重点部位和关键环节的设计研究。施工单位要加强钢结构房屋设计过程的质量管理，注重钢结构设计中的绿色环保及安全建设设计，对钢结构的强度、刚度、稳定性及耐久性进行充分考虑，确保钢结构房屋使用功能的稳定和安全。

参考文献

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