赵伯松 王兆龙 况保沧 王银雪
青岛创洋建筑设计有限公司，山东 青岛 266300
摘要：目前，科技发展迅速，BIM为“建筑信息模型”的简称，通过建立三维可视化模型，将其应用到项目设计、施工、安装等过程中，使整个工程项目的施工有效地实现建立资源计划、控制安全风险、降低污染和提高施工效率的目标，很大程度地提高了施工的集成化管理。现阶段钢结构施工仍采用传统的施工方法，各个施工阶段间相互独立，比如深化设计、构件加工制作，信息的不及时获取将会浪费大量的人力物力。由于现代钢结构在功能上要求越来越高，造成钢结构形式复杂，施工难度加大，这对传统的钢结构施工技术提出了巨大的挑战。
关键词：钢结构设计；房屋设计；重要性；策略探讨
引言
在当下的社会背景和国家政策影响下，绿色环保的观念深入人心，各行各业开始提倡使用绿色环保的原料进行改造加工，走可持续发展的道路，将工业化和施工过程中产生的环境污染情况最大限度地减少。钢结构技术逐步出现在人们的视线中，由于钢材料具有许多优秀的技术特性，与混凝土材料施工相比，在施工工程中，钢结构完成施工不需要等待很长的时间，很大程度上减小了企业的施工周期。钢结构还拥有质量轻，刚度强的特点。这些性都胜于混凝土结构，由此发展的装配式建筑施工技术更进一步减小了项目的施工周期，后续材料在施工完后还能够对剩余的废料进行重复利用，更加契合当下社会的环境与理念[1]。因此，钢结构技术逐步成为企业建筑施工中首选的材料，而钢结构技术的广泛运用也大大提高了房屋建筑的质量和强度，一定程度上延长了建筑的使用寿命，提高了人民的生活水平。
1建筑钢结构的设计原则
在钢结构设计过程中，为了提升钢结构的稳定性，保证建筑质量，必须坚持以下原则。首先，应坚持稳定性原则。在设计、编排图纸的过程中，设计人员应根据建筑结构、施工要求、设计要点等，将钢结构的支撑部位准确体现在图纸上。与此同时，在完成结构稳定性核心设计后，需要对构建的稳定性和立体搭建要点进行设计，为保证建筑质量奠定良好的基础。其次，坚持统一性原则。在设计钢结构具体框架前，需要准确计算出预期参数值，并且在实践过程中灵活运用钢结构稳定的计算方法，以此提升数据的科学性。最后，坚持配合性原则。单一钢结构组件经过焊接、螺丝固定等步骤，从而得到一个坚固的钢结构，因此，设计人员在对结构稳定性进行设计时，要综合考虑各种因素，充分发挥单一组件的功能与作用，从而实现提升建筑项目质量的目的。
2优化措施分析
2.1钢结构复杂节点深化设计
钢结构节点种类较多，其整体形状呈椭圆形，曲率不断变化，最外侧的钢柱均为圆钢柱，造成最外侧一圈的梁柱节点的角度都不相同，若用Ｒevit建族方式，很难确定节点的具体位置和螺栓等各种构件间的连接形式，建模十分困难。TeklaStructures软件中包含600多个常用的节点，在创建节点时只需选择符合图纸的节点类型，然后填上相应的参数，选择主部件、次部件即可。本工程对于钢结构复杂节点选用Tekla软件进行深化设计。由于节点库的节点不能完全满足此工程的需求，故我们根据图纸信息建适合本工程特点的参数化节点族。最外侧一圈节点由1根圆管柱和3根钢梁组合而成，每根钢梁与圆管柱的角度都不相同，在建节点时确定这三个角度十分重要。首先把连接板、螺栓、加筋板、焊缝绘制出来，然后定义用户单元，添加零件及螺栓的属性变量，特别注意零件的规格和材质参数、螺栓的尺寸以及间距是否符合标准，对于加筋板添加距离变量，根据次序选择主次构件。
2.2检测与验收
在施工这个整体工程中，钢结构技术作为房屋结构的大框架，对于整个房屋建筑起着至关重要的作用。这种情况下，为了保障建筑物的稳定性及安全性，需要确定钢结构各个连接部分的连接状况，构件的尺寸，预设的位置，检查连接部位的受力情况等。对于一些接触不到的地方，需要特殊的仪器和检验设备来测量和检测。通过对结构质量的检测和验收保证建筑物的安全性能，保障施工质量能偶得到有效的控制。按工艺规程内容，每道工序后都有检验工序，各工位必须对本工序的半成品的产品质量进行检查，合格后方可转下道工序，同时，下道工序对上道工序的半成品进行检查，合格后接收，否则，退回上道工序，由上道工序负责进行返修，产品制作过程中，由质检部门进行产品制作质量的巡检，成品构件制作完毕后，在通过质检部门进行成品终检。
2.3材料的选择
响着建筑物的整体质量。在实际的施工过程中，施工企业要根据相关国家和部门的要求，严格把控建筑施工的原料采购，对原料进行审核与筛查。除此之外，在原料的生产过程中，尤其是钢结构的生产，剩余边角料可以进行回收利用，避免造成浪费，导致对环境造成污染。最后，技术人员在对钢材进行使用和切割过程中，一定要通过严谨的计算和分析，防止造成材料浪费，还有对原料的二次购买，这些情况都大大增加了施工造价和成本，对企业的经济效益造成不利的影响。
2.4加固设计
一方面，对构件截面进行加固。在设计方案中，可将一个杆件受弯转变为多个受弯，使集中载荷分散开来，从而改变钢结构顶端的支撑力。此外，在支座与筒支的连接部位采用钢结构，并运用撑杆支撑结构，适当调整钢结构中连续结构的位置，使得预应力拉杆能够满足分布界面内力的条件。另一方面，对衔接处进行加固。在准确分析钢结构的受力情况、施工条件、施工要求等条件下，采用铆钉、焊接、螺栓等方式对钢结构的衔接处进行加固，也可采用混合连接，充分发挥高强度螺栓的功能与作用。以港珠澳大桥为例，钢结构的E29与E30之间采用楔形结构进行连接，大桥的底板、顶板、界面宽度、高度分别为9.6m、12m、37.95m、11.4m，并采用倒直角梯形对称结构，其钢混结构为“三明治”形式，为提升建筑钢结构的稳定性提供了全新的施工思路。
2.5安装
在现场进行实际施工之前，要对钢结构相关构件进行现场实际安装，相关步骤可以大致分为:螺栓的预埋，构件的起重和吊装以及螺栓扭距。决定后期施工建筑质量的最重要的步骤就是螺栓位置和安装标准，如果螺栓的位置发生变化，对于建筑整体的与对面的角度就会发生改变，影响建筑使用安全，对后续建筑使用埋下重大安全隐患。所以在对螺栓进行固定时一定要经过施工现场的相关仪器精准校对，保证工程施工质量。由于这项工作危险程度较高，因此在进行实际吊装作业前，要对吊装的过程和方案进行合理的规划，制定科学的操作方案，保证安装过程的有序进行。有关混凝土的浇筑上，施工中由于外界其他原因不能连续灌注混凝土，须根据地勘和施工已掌握的场地土质情况，避开饱和沙土、粉土层，不宜在这些土层内暂停泵送混凝土，避免地下水侵入桩体。施工过程中必须保证排气阀正常工作，防止成桩过程中发生堵管。施工时要始终保持混凝土泵料斗内的混凝土液面在料斗底面以上一定高度，以免泵送时吸入空气，造成堵管[2]。
结语
综上所述，结合钢结构稳定性高、重量轻的特点，在对其稳定性进行设计的过程中，不能单纯地采取统一的设计方法，而是要结合建筑具体情况，在准确判定长细比、分析阻尼数值的基础上，有效运用静力设计法、塑形设计法、动力设计法，进行防腐设计、构件设计、受力设计等，这样才能充分发挥钢结构在建筑中的积极作用，从而推动建筑企业可持续发展进程。
参考文献
［1］吴绍强，罗天娣.钢结构与TEKLA～Structures［J］.中国高新技术企业，2011(13):60－61.
［2］李春华，刘阳杰，杨磊，等.型钢混凝土组合结构中钢筋与型钢常用连接方式及应用［J］.施工技术，2016，45(S1):586－588.