王同拾
山东德建集团有限公司253000
摘要：现代钢结构大厦是一种以钢为主体材料，并作为骨架、保温材料为墙体的建筑。钢结构大厦，在许多国家流行，影响和改变了传统的建筑理念，因为大的优势，逐渐成为制度建设的主流，我们必须不断地学习，充分发挥自身优势，设计出更好的建筑，使它成为现代建筑的象征。从我国的建筑结构发展看，20世纪50年代茅草房、70年代砖瓦房、80年代外走廊，90年代建楼房，而今的建筑主要是钢筋混凝土结构。而钢结构建筑作为新型节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一。随着我国经济建设的迅速发展，工程建设领域将越来越多地采用钢结构，也因此带动了钢结构设备生产企业的发展。
关键词：钢结构在建筑工程中的应用与发展
在现代建筑工程施工过程中，钢结构不稳定引起的安全事故越来越多，不仅给人们的生命和财产安全造成了严重的破坏，也在很大程度上制约了稳定发展的建设。因此，这个问题必须引起建筑设计人员高度重视建筑施工企业，并加强对钢结构建筑结构设计的优化设计，其中容易出现的问题，及时采取有效的改善措施，从而减少安全隐患的发生率。
一、重要性分析
在实际结构设计过程中，钢结构设计是钢结构设计的重要组成部分，钢结构设计是指产品的演变，对于现代钢结构制造业的可持续发展有着重要的影响。从建筑的结构设计和术语的性质来看，钢结构设计不仅是一个几何组成，更体现了技术相关的因素。设计人员的专业知识作为一个结果，能力提出了更高的要求，对钢结构建筑结构设计中的设计师，都必须严格遵守相应的要求的设计蓝图，自然是结合工程建设，充分掌握设计要点在工程图纸和平面线联想出一个完整的和明确的空间结构的蓝图，以保证高质量的钢结构设计。建筑师也符合施工规范对钢结构建筑的结构设计，真正学到的结构要求、结构特点等，只有这样，设计一个合理的接地形式，使其符合国家规定的标准。同时，还需要加强对关键部件的优化设计、钢结构设计、建筑结构设计中，从最终的意识认识到钢结构设计中的结构设计的重要性，为了不断提高结构设计钢结构设计的效率和质量建设工程施工。与此同时不断提高建筑结构设计中钢结构设计效率与质量，促使建筑工程施工顺利开展。
二、钢结构在建筑工程中的应用
1.钢结构设计在高层建筑中的应用。因为当前经济的进展迅速，以及时代的进步，中国各个城镇的钢构件建设进展迅猛。钢构件因为本身具备较大的强度，与混凝土构造相比，其横截面较小，可以增加建设中运用的场所。钢构件以及混凝土构造的建设物相比，钢构件全部的主要截面，相对于混凝土构造主要截面小了二分之一， 因为钢构件本身的分量较小，大概为混凝土构造的一半。所以，能够降低地震造成的危害，而且可以降低构造创建的内部作用力。此时，钢构件具备高层建设的探究、规划和各个相关装置的需求，具备很好的使用远景。当前，中国很多的城镇中，许多大规模的高层建设运用钢构件的建设方式， 通过实际使用得出， 这一构造取得很好的成效，并且取得各个人员的认可。钢结构本身的维护，很多优点的钢，但也有一些缺点。钢是一种金属，易受外力侵蚀，老化，反过来又影响建筑物的使用寿命。这可用于涂层的防腐材料，对一些重要的建筑材料，也可以用防蚀性能非常好钢；钢是一种低耐火材料的侵蚀，下火温度高，会降低性能，严重的甚至当一切都失去了，所以在施工图设计阶段也要考虑建筑的防火性能，可在钢表面涂抹防火材料，也可以使用一个新的高温保温板类型。建筑设计不仅要考虑它的使用性能，它的美丽性是一个很重要的方面。因此，当涂抹防火保温材料，可以涂抹装饰材料，同时确保建筑是美丽的。建筑设计不光要考虑它的使用性能，它的美观性也是非常重要的一个方面。
2.取代传统结构模式。根据时代的进程，钢结构随之进展，已经在超高层、重承载、大跨度和能够转移的工程构造范畴内深入进展， 当前往中小跨度的范畴展开研究。比如，横向的承载分量构造系统内，房屋顶跨度的构造内，逐渐运用钢构件代替钢筋混凝土的构造，然而钢筋混凝土可以向竖向承载重量结构的进展， 展示出自身具备的优点，在不一样的使用范畴上具备不一样的着重点。但是，在将来建设工程的进展上说，还有建设使用钢材的数量上说，钢构件的使用数量会逐渐增加，混凝土的运用数量会减少。钢结构的选择与布置。建筑钢结构设计是为了以后能很好的使用效果和使用安全，因此，在建筑钢结构设计中，应积极考虑周围的建筑环境和钢结构材料的影响，在注重建筑的整体设计的时候，又紧密结合的内部结构，通过在大自然的不同部位，不同钢结构的材料，以达到良好的效果，最终做到因地制宜。还应该指出，建筑墙体、墙梁、柱承载能力建设等不同的是，他们使用的是那里，建筑钢结构之间应考虑强度或使用功能要求，布局合理，设置在端良好的结构体系。当用钢的选择在设计前期工作的一个组成部分的钢结构设计的需要，这不仅要求施工队有一个当地的钢材市场的洞察力，对钢的性质的实际掌握是不一样的，并结合各部分钢结构设计中的运用，达到合理应用。同时，施工队尽量利用技术来加强钢结构构件的设计，通过使用人员的专业知识，以充分利用，以确保整体建筑。根据实际情况，在建筑结构体系中，其合理性离不开。可能是太缺乏变形的钢结构，当受到的破坏力很强，很容易造成局部损伤，最终会影响到建筑的整体结构；如果钢结构过软，虽然可以减少外力的作用，但容易出现过大的，整个事件的最终变形导致建筑结构。钢结构自重轻，建筑总质量小，地震力效应小，另外钢材延性好，相应抗震性能优良。长期以来专家讨论环节的重点，但现在也只有规范的限制，所提供的控制目标，并没有一个精确的标准，这就需要设计人员针对具体工程项目以及工作经验确定出最佳化的钢结构设计方案。在建筑钢结构的设计和布局，设计完成后的党组织，他将横截面的构件进行初步估计，包括支撑截面形状、截面形状、大小等进行合理的估计和假设，最终正确估算构件截面。在使用钢结构的结构设计时，应根据钢结构的荷载量，根据钢结构的荷载量选择钢结构的荷载，在钢结构的结构设计中，根据钢结构的结构。
3.节点连接的应用。建设实施工程时，钢构造交汇处应该区分对付，其实各个地方建设交汇处时，应该考虑所在位置的真实状况。节点规划时，应该考虑建设物抵抗地震的本领， 还应该考虑弹塑性阶段钢构件的特性，还需要考虑风荷载以及其它成分，可以达到建设工程要求。
三、建筑钢结构发展的主要问题
1.设计问题。目前我国高层建筑钢结构的设计步骤为:按弹性方法计算结构各构件内力;按弹塑性方法验算各构件的极限承载力。显然,上述结构内力计算方法与结构承载力验算方法不匹配,一般高层钢结构达到承载力极限状态时,已进入弹塑性变形阶段,此时结构内力要重新分布,即与弹性状态时结构内力的分布不同,因此按目前方法设计,高层钢结构各构件的可靠度并不是实际可靠度,也不能保证各构件承载力可靠度的一致性。钢结构不耐火,温度为400℃时,钢材的强度将降至原强度的一半,温度达到600℃时,钢材基本丧失全部强度。而高层建筑火源多,火灾荷载密度大,很容易失火,且失火后容易成灾。由于“烟囱”效应,高层建筑火灾一般较难控制。因此,高层钢结构的抗火设计极为重要。由于高层钢结构建筑80年代后才在我国兴建,高层钢结构的抗火最近起我国研究人员的注意。其设计过程为:根据常温下结构的荷载状态确定结构各构件的内力,再根据此内力与构件在高温下的承载力(常通过试验确定)确定各构件的耐火时间极限或所需防火被覆厚度。
2.效益问题。对于钢结构与混凝土结构的造价问题。通常，一个高层建筑工程的总投资，包括工程造价、动迁费用及征地费用等方面，工程造价只占工程总投资的50%左右。而工程造价又包括结构造价、装饰费用及设备费用等，结构造价只占工程造价的30 %左右。而结构造价又分上部结构和基础造价，上部结构造价仅占结构造价的50%-70%。钢结构建筑具有自重轻、强度高、节约基础造价、增加建筑有效使用面积、施工速度快、缩短工期、投资回收快、环境污染少及抗震性能好(日本神户以及中国台湾的地震资料显示，混凝土结构的房屋损坏和倒塌的情况严重，而钢结构房屋则相对较轻)等许多优势，所以两种结构的综合经济效益基本持平，甚至采用钢结构建筑具有更好的综合经济效益。因此，对于钢结构的造价问题，要有一个全面的和客观的认识。
3.国产问题。在厚板方面，质量问题更多一些，突出的是抗拉和屈服强度偏低，化学成分不均匀、可焊性差，常出现分层、裂缝、偏析等缺陷，有些工程因厚板的质量不过关，造成质量问题，不得不另选进口钢材。在型材方面，国产轧制H型钢与进口的相比，不仅价格高，质量也不如进口的，同时，H型钢的规格也不全。目前国内生产的轧制H型钢，最大的在700mm以下，如需800mm以上的还需进口。据国内一家贸易公司统计，每年销售的H型钢，进口占60% 、国产占40%，原因是国产H型钢在质量、价格、规格上还不能满足需要。因此，如果国产钢材在品种、规格、质量和价格等方面都有优势，那么，不仅在与进口钢材竞争上能取胜，而且在与传统的混凝土结构的竞争上同样地能取胜。这是钢材生产企业面临的挑战，也是促进建筑钢结构行业发展的基本条件。
四、建筑工程中发展钢结构技术
1.发展张力结构体系。张力构造系统是承担重量构造的大多数杆件或是膜面承担拉力，少数是承担受轴压力或是弯矩作为主要。具备经济科学的构造系统是具备数目最多的抽拉杆件， 还有数目最少而且长度较小的轴压杆件。张力构造系统包含：悬索构造，吊挂构造，薄膜构造，充气构造。在钢筋混凝土普遍运用预应力技能，国家已经普遍使用预应力技能，但是钢构造在内没有被普遍运用，还应该规划相关人员探究，并且实行试点项目。
2.在政策方面对采用钢结构不能限制过严。应该要根据时间，根据地点，创建适宜的政策，不应该只注重资金的使用，应该注重整体的经济成效。在中外合资公司以及特殊地区的公司内，应该展示出投资的成效，需要快速创建好，并且投入生成，虽然使用的钢构件成本较大，但是整体的经济成效较为划算。
3.以自力更生为主发展钢结构。中国建设钢结构已经创建的以及正在创建的建设超过十个了，其规划工作关键是根据外国或是中国和外国一起实行的，这之中外国是总的承包商，然后分包给国内相关公司。经过相关钢构件地创建，国家在规划、创建、装备方面集聚了很多经历。站在国家资助创建装置的钢构件角度，实施工程具备较好的优质度，可以达到实施工程规定的需求，而且获得外国专业人员的认同。所以，以后根据国家进展的状况，自主规划、创建、装备钢构件，不用依靠外国相关规范。在钢构件创建时，还具备很多缺陷，应该进行探究以及治理。应该创建适宜国家进展状况的构造系统，探究梁柱交互点相连技能，探究楼承板的运用。进行创造时，厚的钢板用电焊连接艺术要求较高，应该探究焊接后材料的缩小以及扭曲，还应该探究残余应力。进行装备时，探究电焊连接之后缩小的量，还应该探究温度的差别以及其它方面。在工业厂房内，具备一些缺陷。当代钢材厂房较高，跨度也比较大，吊车起重也是很大，所以，应该创建经济适宜的基础柱距，应该使房顶构造具备适合的样式，探究厂房框架的空间工作，探究吊车梁工作的原理和教会点工作特性。当前高层钢构件需要的钢材样式，被看作钢结构进展中的关键问题。中碳钢以及碳锰钢以及其它常见钢材，中国可以创建出来，但是创建钢材格式不齐全，不可以达到实施工程进程的条件。除此之外，我国创建不出H型钢材以及T型钢材，厚板钢材质量需要提升。所以，中国建筑使用的高型钢构件，大多在外国购进这一钢材。H型钢材以及T型钢材能够降低创建钢材的工作量，可以顺应高层钢构件的要求，工业厂房以及其它建设物的要求，因此应该在中国进行创建。
现在建设工程中，严格要求钢构件的实施工程，是由于钢构件实施工程艺术繁杂。最近，中国经济获得巨大的成就，同时推动城镇化地进展，在建设工程实施时，使钢构件被普遍使用。但是和经济发展水准较高的国家相比，中国钢构件实施技能还不纯熟，因此应该提升中国钢构件实施工程技能水准，这要求相关钢构件实施技能人员应该提升钢构件技能地探究，进行钢构件技能的改进，并且研究国外优秀技能，治理中国钢构件实施工程技能具备的问题，提升钢构件实施工程的成效，提升中国钢构件在建设工程中实施的技能，推进我国钢构件的进展。
参考文献：
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［2］杨晓强，郭彦林，叶可明大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].工程力学,2019,(05)：33.
作者简介：王同拾，出生于1987年4月16日，性别，男，民族，汉，籍贯，山东省武城县，职位，经理，职称，工程师