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探讨建筑结构的设计环节中钢结构涉及到的问题

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：范家鑫

[导读] 摘要：随着钢结构在建筑行业应用的逐渐推广，这种结构形式的优点越来越被认可。

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        摘要：随着钢结构在建筑行业应用的逐渐推广，这种结构形式的优点越来越被认可。对于传统建筑结构的安全稳定以及整体性能进行了较大程度的提升。但是相对来说，钢结构的设计环节却出现了一定的问题，比如：钢结构设计环节质量不高、任务相对繁重、设计费用超标等较为严重的问题，从而对建筑结构设计工作的开展造成了一定影响。此外，对钢结构体系的设计并不健全，也就是说在技术上仍旧存在着些许缺陷。或者设计者在对建筑钢结构设计时，无法准确的对建筑结构进行了解，而盲目的用其他钢结构工程的经验照搬，从而对建筑整体的设计及施工造成严重影响。所以在基于建筑钢结构体系存在的问题上进行分析，并制定对应的解决策略非常有必要。
        关键词：建筑结构；钢结构；设计环节
        引言
        随着建筑行业的持续发展，设计师不断地在安全、结构、稳定、可靠、设计等诸多环节进行着对应的优化工作。而钢结构便是在不断的追求优化中被逐渐推广的结构体系，不仅能够有效的提升建筑结构的稳定性，对其整体的承载能力方面也能够有效的进行提升。基于钢结构稳定性好、使用寿命长、内部结构牢靠等优势在建筑应用中快速普及，但往往有一些重要的设计问题容易被忽略。在建筑结构的设计环节，随着钢结构的推广应用，在对建筑整体结构进行提升的同时也带来了相应的问题。故此对现代建筑结构设计环节中钢结构涉及到的问题以及容易犯的错误进行分析，并根据其问题产生的原因提出对策，旨在实现钢结构应用中优势的最大化提供有效的帮助。
        1 钢结构概述
        钢结构主要是由钢制材料组成的结构类型，是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢、钢板等形式制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件之间通常采用焊接、螺栓、铆钉连接。钢结构包括轻钢结构和重钢结构两类。其中，仓库、办公楼等跨度较小的建筑中多采用轻钢结构，而大跨度建筑中多采用重钢结构。与钢筋混凝土不同的是，钢结构具有自重较轻的特点，在达到相同强度负载的情况下，钢结构的重量只有钢筋混凝土的1/3。且钢结构具有施工方便、建筑工期短、工业化程度高等优点，故在建筑领域中应用较多。特别是在2008年奥运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，钢结构被广泛应用于建筑、铁路、桥梁和住宅等方面，对建筑行业的发展起到了十分积极的影响。
        钢结构设计时主要需要进行结构的内力分析、安全评估及稳定性判断，设计人员通过掌握相关资料，判断钢结构应用的必要性，并模拟建筑的实际施工及使用情况进行力学分析，确定钢结构的参数，对钢结构的施工要求标准进行评估。
        2钢结构在建筑结构设计中存在的问题
        2.1钢结构设计质量不稳定
        由于部分设计人员对钢结构本身的性能做出错误的理解，认为钢结构本身就具备着一定的稳定性，导致在对钢结构进行设计时忽略相应的问题。其实，建筑钢结构的相对较高稳定性是在设计环节足够可靠的前提下实现的，若是设计环节本身就存在着问题，那么对钢结构整体造成的影响自然也显而易见。此外，由于钢结构在设计时需要在基于建筑结构整体分析的基础上进行延伸，增加了更多的节点及构件设计，从而增加了设计环节的工作量，所以造成部分设计人员对钢结构的深化设计产生了一定的思想负担和固定印象。这种现象的产生，一定程度上限制着钢结构设计的质量。
        2.2缺乏准确的设计技术
        在我国，钢结构在建筑结构中的应用与国外相比起步较晚，钢结构的设计技术并不完善。而且现行设计规范的更新往往跟不上技术及施工的进步，导致部分设计人员对钢结构建筑进行设计时，由于缺乏相对准确的设计技术，但是又迫于工作的需要，对现有的部分钢结构设计方法进行照搬，从而使设计工作不切实际而影响到工程施工的开展。其实，对于一些优秀的钢结构设计技术的经验进行吸取，这本身并没有问题，相反还会为钢结构设计技术带来提升。

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但是要将其他钢结构设计方案应用到具体工程中时，就需要根据项目的需求以及特点，对设计方案进行优化，使得该设计方案能够有效适用于具体的建筑项目中时，才能根据其开展对应的设计及后续工作。
        2.3钢结构设计方案缺乏准确性
        在钢结构的设计方案中，由于部分设计人员能力的不足，从而导致有些钢结构设计方案不能有效的满足建筑结构的施工需求。使施工人员在根据设计方案进行施工时，发生建筑整体方案与钢结构设计产生冲突的现象，从而严重的影响着施工的进度。此外，钢结构作为整个建筑工程核心的框架体系，其对应的设计工作必须对建筑整体进行考虑，在满足建筑结构整体需求的同时开展对应的设计工作。所以设计人员在进行钢结构设计的工作时，需要就建筑功能的需求进行考虑，才能有效的实现钢结构应用优势发挥最大化。
        3钢结构在建筑结构设计中存在问题的改进措施
        3.1提升钢结构设计工作的水平
        既然钢结构设计环节存在着这些相对的缺陷，那么就需要首先从设计工作的水平上进行提升。在具体的提升工作中，可以对一些优秀的设计实例进行参考，通过对自身设计工作中存在的缺陷以及不足进行分析，并将分析的结果以及对应的经验进行融合，从而有效的提升自身钢结构设计的水平。此外，建筑设计相关管理人员也有必要针对设计者的水平进行考察，谋求通过提升设计工作人员的水平，进而实现钢结构设计水平的提高。
        3.2以建筑结构为出发点对钢结构进行设计
        对于钢结构设计本身问题进行解决的方法众多，但是这些解决措施都只有一个目的，那就是实现建筑结构的稳定、安全以及性能等方面的提升，从而有效的使建筑的施工顺利进行，建筑的使用安全可靠。所以，在对钢结构设计环节进行的改进措施，也要基于这个出发点来正确提出。
        3.3严重威胁钢结构体系稳定的温度因素
        此外，在具体的设计工作中还需要考虑一个因素，那就是温度。不可否认，使用钢结构确实能够有效的对建筑结构的诸多性能进行提升，但是仍旧不能忽略钢结构本身材料所导致的缺陷。据相关数据指出，钢结构的受热范围在100~250℃时，当温度持续升高就会严重的影响钢材的内部结构以及降低钢结构整体的韧性强度。而当温度达到250℃时，会在一定的程度上提升钢结构本身的韧性强度，但是会导致钢结构出现变脆的现象，给建筑整体安全性带来严重的威胁。当温度超过 250℃甚至更高的情况时，就会导致钢结构整体承载能力发生急剧变化，从而引起建筑结构的坍塌，严重的有可能对社会以及群众的生命安全造成不可挽回的损失。所以在建筑结构的设计中，针对钢结构要充分的考虑防火的问题，应该对实际建筑场地进行考察，然后结合相关的规范及地方规程拟定出可靠的防火设计方案，才能有效的提升钢结构的防火性能。避免在火灾情况发生时，钢结构的可靠性失效过快造成的损失。
        4结束语
        总的来说，钢结构的应用确实能够有效提升建筑结构的综合性能，但是提升的前提必须是钢结构设计的可靠及完善。但是当下的现状是我国对钢结构设计在建筑结构中的应用，存在一些不足，较之于国外一些相对完善的钢结构设计施工体系还有一定差距。所以现阶段的钢结构设计环节仍需要进行不断的优化，着重解决设计及施工环节的矛盾问题，建筑功能及钢结构应用的矛盾问题，加强建筑数字化模拟的应用等手段。如此，才能有效的促进钢结构体系在建筑结构中应用水平的发展。
        参考文献：
        [1]黄首赟.钢结构在建筑结构设计应用中存在的问题分析[J].低碳世界，2015（24）：189~190.
        [2]张玮.钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施分析[J].江西建材，2015（4）：17.
        [3]廖桥.钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析[J].江西建材，2015，5（2）：35.