张立林
中国二十二冶集团有限公司，河北省唐山市 063000
摘要：在建筑结构设计中，科学合理地应用钢结构设计方案，大大提高了建筑行业的整体水平，为建筑结构设计提供了更多的设计思路。同时，钢结构施工可以实现节能降耗，促进建筑绿色设计理念的发展，有效提高建筑施工质量和效率。因此主要对建筑结构设计中钢结构设计的重要性与方法进行探讨。
关键词：建筑结构; 钢结构设计; 重要性; 设计方法
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。
钢结构的设计具有很大的相关性，因此必须重视各个环节和构件的设计质量。否则，一个设计环节的失误将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的施工质量，造成安全事故。在钢结构设计过程中，设计人员必须严格遵守有关设计规范和原则，充分了解和掌握结构设计要求和结构受力特点，在满足国家标准的前提下合理设计。同时，要结合建筑工程的施工要求，对钢结构的关键部位进行优化设计，提高建筑结构设计中钢结构设计的质量，以保证建筑工程的顺利施工和安全生产提高建筑质量，从而提高建筑企业的市场竞争力。
2当前建筑结构设计中钢结构设计中主要存在的问题
2.1腐蚀一直被认为是钢结构的慢性病。钢材的抗腐蚀性能较差，尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中，会较快地生锈腐蚀，削弱了构件的承载力。我国在一次钢筋混凝土屋架、木屋架、钢木屋架和钢屋架等的事故统计中发现，钢屋架出现倒塌事故占38.62%，而由于腐蚀并缺乏维修的原因占比重很大。
2.2众所周知，当温度达到430～540℃时，钢的屈服点、抗拉强度和弹性模量急剧下降，丧失承载力。耐火材料对钢结构的必要维护是钢结构研究中的一个重要课题。原地垂直塌陷形成“煎饼”效应。这次震惊世界的事故的直接原因是火灾。建筑的耐火能力取决于建筑构件的耐火性能。当火灾发生时，其承载力应能维持一定的时间，以便人们安全疏散、抢救物资、扑灭火灾。
2.3根据大量钢结构失稳事故的调查数据，主要是钢结构失稳的原因。一般来说，钢结构的失稳类型可分为两个方面，一是局部失稳，二是整体失稳。钢结构的整体失稳是由局部失稳间接引起的，特别是当受弯构件尺寸超过合理范围时，更容易出现失稳。而且，钢结构的失稳往往受到多种因素的影响，其中最突出的问题是设计人员在建筑钢结构设计中没有充分考虑支撑作用的重要性，这也是导致整体失稳的常见因素之一。局部失稳是指当钢结构吊装位置不同时，网架和桁架中构件的力学性能会发生变化，并在附近发生失稳。可以说，只要有钢结构，就必然存在一定的失稳风险。因此，无论是设计人员还是施工人员都必须重视这一问题，采取一切预防和防护措施，确保建设工程的施工质量。
3 建筑结构设计中钢结构设计的策略
3.1 符合钢结构设计原则前提下，保证其稳定性还需要如下条件
在钢结构布置过程中，需要综合考虑系统及相关部件的稳定性要求。目前，钢结构大多采用平面体系设计，如框架或桁架，以尽可能保证平面结构的稳定性。同时，还要求平面结构构件的稳定计算应与相关结构的配置相一致，增加一些支撑构件。另外，一些多层或中层设计的框架不需要进行稳定性分析，只需要计算框架的稳定性。同时，专业设计人员应根据自己的实践经验和较强的理论基础进行稳定性计算，确保所提出的假设全部成功后才能应用于实际。
3.2钢结构设计应充分考虑防腐问题
在钢结构的实际应用中，为了保证建筑的整体美观，一些施工人员可能会采取相应的措施。但是，铝和锌含有一定的化学物质，所以腐蚀性比较强。在喷涂过程中，相应的钢结构必然会受到一定的损伤。因此，为了达到防腐的目的，可以在相应的钢结构周围喷涂防腐结构，从而保证钢结构不会被腐蚀。
3.3提高设计深度
设计人员的水平直接影响钢结构在建筑中的应用和最终建筑的稳定性，因此设计人员应通过参加竞赛、讲座等形式，学习先进的设计方法，提高自身能力。以唐山为例，大赛以“创新与梦想”为目标，以“绿色唐山·创意钢结构”为主题。通过加强设计理念与钢结构建筑的整合与互动，提高区域制造业的供给能力，促进产业质量、效率和转型发展。发展钢结构装配业，既是推动产业转型升级高质量发展的出发点，也是培育新动能、发展新增量的有力抓手。本次大赛旨在通过竞赛促进培养和学习，为国内建筑设计精英和相关企业提供一个交流、学习、合作共赢的平台。设计师应该参与这样的项目，以提高他们的设计深度，提高建筑的整体性能，增强其美学。此外，设计人员还应深入施工现场，对施工图中存在的设计问题和工程施工中的有关设计问题进行检查和纠正，解决后进行记录，为下一步的设计工作提供参考。
3.4增加钢结构的功能
设计人员应加强对钢结构使用功能的研究，提高其应用价值。第一，提高钢结构的保温性能。主要运用建筑的外围护结构，将热量通过建筑结构传入室内。第二，隔音性能。一般的方法为，在隔声间外墙使用隔声性能较好的材料或结构，如砖、混凝土、纸面石膏板墙等。第三，重视绿色环保材料的应用。以山西基因诊断及药物研发基地凯尔科技中心为例，该项目由山西建投四建集团采用EPC模式总承包施工，该项目推广的创新成果主要有单边螺栓梁柱节点、半组合梁、预制一体化卫生间底板、新型可拆模板现浇等技术。在装配式建筑中，装配式钢结构建筑自重轻，对地基承载力要求相应降低，可大幅度减少地基造价，要求钢结构建筑具有抗震性能好、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、施工速度快等优势。并且钢结构材料可回收，具备真正做到绿色无污染的突出优点[1]。
3.5稳定性设计优化
钢结构的设计稳定性直接影响到工程的施工可靠性。因此，建筑结构设计单位在审查钢结构设计方案时，有必要对技术方案的结构稳定性进行全面、公正的评价。由于钢结构的整体性高，在任何设计环节都不允许出现偏差，以保证钢结构的使用性能能在建筑结构的变化门槛内进行施工。
在建筑结构的临界点条件下，钢结构的抗弯刚度无限接近于0，表明在临界点条件下钢结构的稳定性将发生很大的变化。为了保证钢结构的质量，必须对钢结构的设计方案进行修改。
在弹性稳定计算中，设计人员不仅要考虑结构的整体稳定性，而且要利用二阶分析原理考虑钢结构的内部扰动。计算原理主要分析柔性构件的刚度和强度，由于柔性构件的变形较大，对钢结构的整体稳定性影响很大。通过二阶分析法计算钢结构的受力问题，从而合理调整和优化钢结构的设计方案，保证钢结构的整体使用稳定性。
4结束语
在建筑结构设计中，必须提高钢结构设计质量，保证钢结构施工的质量和效率。在设计中应进行钢结构防腐蚀、防腐蚀、防腐蚀性能的优化设计和最终论证。
参考文献：
[1]于新.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨[J].门窗，2018(2):146.
[2]任兵.基于BIM的可视化技术在超高层建筑结构设计中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018(10):85–86.
[3]储威.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨[J].黑龙江科技信息，2018(23):224.
[4]张璋.建筑结构设计中钢结构设计重要性与策略探讨[J].低碳世界，2017(25):203–204.
[5]骆永生.建筑工程项目设计中钢结构设计方法与思路的研究[J].安徽建筑，2018,22(5):117–118.