曹云清
滨海金地矿业工程技术（北京）有限公司 100027
摘要：随着经济的发展，城市化进程加快。建筑方面也取得了越来越高的成就，建造了大量的厂房，由于钢结构具有强度高、制作相对简单、工期短等优势，被建筑行业广泛使用。其中钢结构设计的专业水平会直接影响建筑主体结构的稳定性。从而对结构设计质量和安全稳定性上提出了更高要求。这就需要设计人员不断的改进、完善钢结构设计。本文从钢结构设计的重要性着手，分析了目前钢结构设计策略，以期能够为钢结构设计的优化提供一些参考。
关键词：建筑结构；结构设计；设计要点；重要作用
前言
当前我国的经济得到了快速的发展，全社会所有行业中发展最快的就是建筑行业。建筑行业直接关系着人们的生活环境，为了保证人们生存环境的平稳健康，我们需要提高建筑设计的质量。其中，钢结构因具有优质而稳定的性能、制造简单、结构牢固以及预期寿命长等特点而受到了建筑行业的广泛应用，并成为现阶段我国建筑工程中普遍使用的结构形式之一。但是，钢结构在增强建筑工程质量的同时也存在着不足之处，尤其是稳定性与易腐蚀等，因此，我们需要加大对钢结构设计的研究，在根本上保证钢结构设计工作的质量，一次来保证建筑的质量。
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。
2.钢结构设计思路和步骤
2.1强化结构布置的合理性
在实际的设计工作中，强调结构布置的合理性，是建筑钢结构设计要点分析中相对重要的内容之一。强调结构布置的合理性，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，通过强调结构布置的工作措施的方式，促进建筑钢结构设计目标获得实现。此外，在强调结构布置的合理性的同时，优化建筑钢结构设计流程，可以有效的完善建筑钢结构设计方案，促使建筑钢结构的稳定性得到保障。因此，在进行建筑钢结构设计要点分析的环节，进一步强调结构布置的合理性也很重要。
2.2稳定性设计
在具体设计时，要考虑的首要问题是，注意局部与整体的关联。除满足强度要求，还要满足结构体系及结构构件的稳定性。结合以往的设计经验，必须有合理的结构体系，且要注意局部与整体关联的紧密性。要做好这方面的工作，就需要在结构设计过程中，有效规避使结构不稳定的因素，合理选择结构构件的几何形状及尺寸，以满足强度及稳定要求。除此以外，在设计时，还应考虑施工的可实施性，既要满足结构受力及稳定性要求，又要考虑便于施工、安装，并在此基础上考虑其经济性，尽量减少材料用量。
2.3结构分析
在钢结构设计过程中，通常有利用有限元软件可以对几何非线性及钢材的弹塑性能进行考虑，可以为精确分析结构奠定良好的基础。但在钢结构设计过程中，当结构较为复杂时，则需要建模运行程度，同时还要进一步对结构进行详细的分析。当结构较为简单时，可以利用手算来对其进行分析。典型结构在对其内力和变形进行确定时，可以直接通过工具书来获得。在对钢结构进行分析时，需要充分的对建筑物的稳定性和安全性进行考虑，特别是对于多层建筑钢结构，需要布置一定数量的支撑，从而有效的减少建筑物层间位移的发生。
2.4构件设计
在构件设计时，需要合理进行材料的选择，通常会采用Q235和Q345钢结构材料。为了确保构件设计能够具有较好的经济性，则需要选择不同强度钢材的截面组合。当前在钢结构钢件设计时，多会采用单一的钢种作为主结构。而且结构软件的应用可以对设计中的结构进行全面的优化，并能够对优化后的截面进行调整，确保其能够达到要求的标准。另外在构件设计时还需要重视模型建立和部分计算参数。
2.5抗震性能设计
钢结构有一个突出的优势，就是建设适应性非常强，这就能够让钢结构适用于很多的高层建筑物中。但是尽管如此，钢结构设计时，还是存在很多需要优化的方面，比如抗震性能就是优化环节中要考虑的一个问题。要提升钢结构抗震性能，就要求设计人员在设计的过程中，了解建筑的抗震需求，考虑结构体系的抗震能力。结合实际情况，选择合理的结构体系，准确选取计算参数，合理设计，以确保提升钢结构的受力性能。设计时将地震作用下的影响因素考虑周全，将建筑物整体变形及构件的局部变形控制在规范规定的范围内。
可结合当地以往的经验，对钢结构的抗震性能进行优化，提高建筑物的抗震性能。为降低造价，应对钢结构的抗震性能进行优化，尽量减少用钢量。
3.目前钢结构设计中存在的问题
钢结构起着支撑作用，决定着建筑的稳固性，直接影响人们的居住安全。虽然钢结构在当下的建筑行业中被广泛应用，但还是会不可避免地有疑难旧症或新问题出现。但是这些小问题往往会被设计人员忽略，导致难以保证钢结构设计的质量。因此，应针对钢结构设计中可能存在的安全隐患和问题进行研究和分析，并找出引发这些问题的原因，早发现、早解决，实现有效控制钢结构设计的质量。
在建筑中，设计人员必须要意识到问题的严重性，即使钢结构设计简单，用料易得，在设计过程中也会不可避免地耗费大量的财力、人力和物力。现今，由于自身缺少专业的设计人员，专业知识缺乏，导致个别建筑企业会将钢结构设计进行外包，这样在钢结构设计的过程中不仅会增加费用，而且会出现很多隐藏的风险。同时，直接由承接单位或设计单位接手的钢结构设计，因不了解资金方对其设计的思路和特点，很难知道设计是否满足建筑的要求。此类现象导致了钢结构质量的大幅降低，直接影响到了整体建筑的稳固和安全性。
4.建筑结构设计中钢结构设计问题的解决办法
4.1加大对设计过程的监督力度
钢结构设计质量不合格的很大一部分原因是设计者自身不够严谨，没有对钢结构的质量问题有足够的重视。所以加强对设计人员的监管是很有必要的，可以使其意识到自己工作的重要性，保证设计更加合理，结构更加稳固。随着建筑业的发展，不同功能的建筑所需要的钢结构也愈发复杂，设计难度也逐渐加大。为了保证能设计出更加科学合理的钢结构，设计师就要以建筑的特点为基础，在原有的框架上不断地优化完善，再预先列出设计中可能出现的各种问题，准备好应急方案。
钢结构设计人员方面，在设计过程中需加强与建筑设计师的沟通，了解建筑的基本要求与结构，根据建筑的特点来优化钢结构框架，进行科学合理的改良，两者相互结合以达到提高建筑质量的目的。除了企业自身，国家也应该出台相关政策，加强对建筑行业的监管力度，适当地增加考试难度或考核流程，保证设计人员全方面的综合素质。
随着我国人民需求的提高，建筑行业也在逐渐的壮大，同时对设计人员的要求也越来越高，为了保证建筑质量，钢结构设计师的责任十分重大，所以建筑单位在进行钢结构设计人员的挑选时，不仅要专业知识丰富，还要有一定的建筑设计经验，才能保证在有优秀设计的同时可以应对一些突发问题。
4.2加强钢结构的稳定性
钢结构是建筑的骨架，只有足够稳定的钢结构才能保证建筑的平衡。要设计出稳定又不失美观的钢结构，就要求设计师对几何的知识有深入了解，什么样的几何结构最稳定且符合建筑的设计，钢结构的设计图还要与建筑图纸保持一致，这就要求对设计参数有精密的计算和掌握。
4.3避免钢材腐蚀
钢材最容易接触到水汽、空气，其中的化学反应容易引起钢材的腐蚀，导致钢材表面脱落而引起安全事故。不少事故建筑就是因为年久失修加上钢结构腐蚀导致的墙体脱落甚至倾斜、塌陷。所以在设计中应该考虑到钢材的腐蚀问题。尤其一部分建筑为了美观需求，要在钢材上喷涂铝层、锌层或其他活跃金属，使腐蚀速度加快。使用不锈钢造价高昂，不切实际，更加经济实惠的方法就是在钢结构上面喷涂防腐蚀的保护涂层，在不易与氧气发生反应的同时也隔绝了水汽，大幅降低了锈蚀概率，能够有效避免钢结构因生锈腐蚀导致的安全问题。
4.4增强防火性能
建筑的安全不仅表现在抗震、坚固等方面，在面对火灾时，也应该有一定的保护能力。钢材在高温时容易发生变形以致结构扭曲，承重能力下降，有导致房屋坍塌的危险。所以在对建筑进行设计规划时，应考虑钢结构的所处位置，结构的重量与占用大小等方面，继而考虑施工难易度和造价的多少，列出多种方案后进行比较，选出最经济的方案。根据适合的防火方案进行设计，最后进行防火材料的填充和铺盖，以便在突发火灾时在保护居民的同时，避免架构脱落给消防营救增加不必要的负担。
结束语：
钢结构具有的多种优点使其成为了建筑设计中不可或缺的一员，除了对建筑框架的坚固程度、安全性有着直接的影响，许多大型建筑物因美观需要特殊设计时也会用到，在这种情况下，就需要设计师将两者相结合，利用钢结构设计出质量美观两者兼顾的建筑，为住户安全提供保障的同时提供效果保障，为我国未来的建筑设计提供更加广阔的发展空间。
参考文献
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