简析建筑结构设计中钢结构设计的重要作用

    董国伟

    【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

    Brief Analysis of the Important Role of Steel Structure Design in Building Structure Design

    Dong Guo-wei

    （Weihai Kaide Architectural Design Co.， LtdWeihaiShandong264200）

    【Abstract】With the development of the economy， the urbanization process has accelerated. The construction industry has also achieved higher and higher achievements， and a large number of workshops have been built. Due to the high strength， relatively simple production and short construction period， the steel structure is widely used in the construction industry. The professional level of steel structure design will directly affect the stability of the main structure of the building. Therefore， higher requirements are placed on the quality and safety of structural design. This requires designers to continuously improve and improve the steel structure design. This paper starts with the importance of steel structure design and analyzes the current steel structure design strategy， in order to provide some reference for the optimization of steel structure design.

    【Key words】Building structure;Structural design;Design points;Important role

    1. 引言

    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。

    2. 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。

    3. 钢结构设计思路和步骤

    3.1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。

    3.2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，就需要在结构設计过程中，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。

    3.3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。

    3.4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。

    3.5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，将建筑物整體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。

    4. 建筑结构设计中钢结构设计的重要作用和实际应用

    4.1设计方案在钢结构设计中的应用。

    在钢结构设计上，需要有意识的对设计方案之中的重要性进行了解。站在整个施工流程角度来说，设计方案内容的审核与操作显得十分重要，只有这样，才能确保方案与实际情况相符。由于整个设计过程涉及到的时间比较紧张，需要确保设计的准确性，保证钢结构设计方案具有较高的有效性和实用性。另外，钢结构本身在结构形式上具有很多种类，不同形式所展示出来的特点也不同。因此，在相关设计方案落实之前，需要将上述内容考虑在其中，只有这样，才能确保钢结构设计之中具备较强的准确性和有效性。

    4.2加强钢结构设计深度。

    在针对钢结构进行设计的时候，需要提对设计要求进行仔细的判断和深入分析。一般情况下，钢结构设计大多数情况下，被应用在一些多层次或者是跨度相对比较大的结构当中。因此，在这种情况下，需要在设计过程中，尽可能保证钢结构设计的质量和稳定，实现精益求精的根本目标，最大限度建筑工程的质量提供有效保障。除此之外，在针对钢结构设计方案进行审核的时候，还需要做好一系列的审核措施，保证设计关口的把控，从根本上保证钢结构设计质量的有效提升。

    4.3强化监督机制。

    众所周知，钢结构设计在建筑设计过程中具有非常重要的作用，钢结构设计的质量能够直接对建筑物的最终质量产生影响。因此，在这种情况下，要与实际情况进行有效结合针对现阶段存在于钢结构设计中的问题进行分析，并且提出有针对性的解决措施。钢结构本身巨野一定的特殊性，所以在针对钢结构进行设计之前，需要对设计单位、承包商各自的资质进行审查，只有符合规定标准和程序的单位才能够进入到设计环节当中。除此之外，还需要在实践中对钢结构制作能力、安装等各个方面的能力进行深入理解，这样有利于制定出科学合理、并且与实际情况相符和的设计方案。承包商或者是设计单位，在针对钢结构进行设计的时候，要从实际角度出发对其进行操作。同时，设计人员在设计时，还要对成本进行综合考量，不能够盲目进行一系列的设计模仿，要从实际出发，保证建筑舒适、安全、稳定的基础上，能够实现钢结構设计质量的有效控制。

    5. 结语

    总之，钢结构在建筑设计工作中，应用的越来越多了，那么钢结构的作用也就越来越大，对建筑质量的影响也越来越大。我们再进行细节控制的时候，需要针对钢结构设计工作容易出现的失误进行纠正。所以钢结构设计时一定要科学合理的应用钢材料，在进行钢设计时综合考虑强度、刚度、稳定持久性，满足建筑物的安全使用要求;此外还要结合设计的诉求，注意美观并尽量节约钢材料的用量，缩短制造时间，降低成本;完善钢结构设计，促进建筑业的持续发展。

    参考文献

    [1]聂世杰.分析建筑结构设计中钢结构设计的重要作用[J].建材与装饰，2018（22）：98～99.

    [2]莫大霖.分析建筑结构设计中钢结构存在的问题[J].建材与装饰，2018（22）：99～100.

    [3]姜伟.建筑钢结构设计现状及存在问题研究[J].门窗，2015，04：140.

    [4]雷鹰.建筑钢结构设计若干问题探析[J].门窗，2015，05：131.

    [5]雷宏钢.钢结构事故分析与处理[M].北京：中国建材工业出版社，2003.