当前建筑钢结构设计的现状及存在的问题

牛其山

（山东省章丘市建筑工程质量监督站，山东 章丘 250200）

常在建筑行业的需求的情况下，钢结构的发展速度非常快，竞争压力迫使许多钢在不断改进技术、方法和创新，钢铁已经开发出一种高层次的各方面符合我们的要求的材料。然而，我们在为取得的成绩沾沾自喜的时候，应该看到发展中的不足和缺陷。中国建筑业，钢结构设计基本都是从国外引进，中国的建筑钢结构设计水平还有很大的发展空间。

1 当前建筑钢结构设计的现状及存在的问题

1.1 理念高度不够

设计院将自身应该负责的设计任务交给企业去加工，导致了生产质量的下降。很多外部设计工厂的钢结构设计水平很低，且承担工程的设计人员很多都是刚毕业的大学生，在设计的时候没有经验，也缺乏对钢结构设计的了解，导致盲目地照搬规范，任意嵌套程序并且对关键技术不认真进行探讨，脑海中没有设计后的结果概念，认为只给出结构布置图就算将任务完成了。他们不知道，这些结构布置图只是一个简单的线条图以及对一些布局关键的“节点设计”，无法在何种情况下使用。“全焊接节点”或“全局组节点”，这些节点要求是安全的，结构合理，是否能做到这一点，将设计的“联建”、“轴承细节”、“建筑安装”做透，需要加工企业发挥更大的作用，设计院只做到了“设计”或初步设计的深度，将施工图纸交给加工厂，加工厂缺乏计算软件，转分包工程绘图任务，但因他们缺乏整体配套设计要求，常发的图纸不符合原设计要求，存在严重的质量问题。有些工厂为了节约钢材，降低成本，盲目优化钢材，造成工程质量事故，造成严重损失的状态。该由研究所完成的，这是建设部成立“建筑设计”的最初的本意，也是义不容辞的责任，设计院的施工图设计必须满足理念高度的要求，禁止“施工组织设计”、“详细设计”责任不明确，相互推诿的现象。

1.2 物理问题

钢具有良好的热传导性，想要室内和室外钢具有良好的保温效果，需要考虑：通过建筑围护结构表面吸收热量，将部分的热量透过玻璃窗转移到室内，通过内表面的吸收，完成良好的散热效果。此外，声音效果的反射板，这种类型的建筑设计如音乐厅，除了物质上的考虑外，还需要考虑包括强度、吸声性能、吸湿性等方面。目前，需要提供吸收结构和设计，以及吸音材料的最有效的噪声控制解决方案。

1.3 防火、防腐蚀问题

一旦温度高于400℃时，钢的屈服强度只有在室温下一半的强度，一旦温度超过600℃时，钢的刚度和强度都将是丢失。因此，火灾是钢结构建筑最大的危险，如果建筑物没有良好的防火措施，一旦发生火灾，很容易破坏建筑。设计时对钢材表面温度超过150℃后热保护必须要符合消防安全的要求，甚至更多的基础绝缘保护措施严格符合相应的规定。

钢容易生锈，因此，不能用于出现强烈的腐蚀性介质的建筑物内。如果遇到长时间的大雨、风等自然恶劣的天气，钢会有老化生锈的情况下，它也将减少其自身的承载能力，影响其外观。钢结构建筑的设计时，考虑使用具有良好的抗腐蚀的钢具有重要的经济意义和社会意义。为了减少或防止腐蚀，国内外基本使用保护涂层的方法，所用的保护层：金属保护层、保护层和非金属的化学保护层。钢结构在涂装前应彻底除锈并且除锈厚度和涂层厚度均应符合要求。

2 钢结构设计中应该注意的问题

2.1 钢结构的选型和布置

钢结构高层建筑一般分为4类，一般情况下是不同的，根据他们的侧向力来划分。钢结构设计在实际工作中，主要是概念设计，施工条件如负载能力、功能、制造和安装、使用的材料和其他因素的影响应加以考虑，选择对地震或火灾阻力良好的现实架构。而且实际上通过研究细节、力学对比钢的结构优势。此外，应根据系统配置钢的特点和使用情况，综合考虑的具体性质。在正常情况下，这是必要的，以确保该钢的结构刚度，而且确保对钢结构的受力均匀分布，也尽量减少建筑物的扭转影响，以确保强度层的横向力抵制。在施工时间上要满足不同的功能和建筑要求。

2.2 钢结构建筑的抗火设计

尽管钢是由一种非燃烧的材料制成，但在高温下，因为高的热膨胀系数，会造成变形，故虽然钢具有良好的热导率和电阻，还会导致火灾的蔓延。有些钢在600℃的高温时，钢的强度基本上失去了，在火灾中变得很脆弱。高层建筑更有可能导致火灾，且高层建筑火灾较难控制。因此，高层建筑耐火钢的设计是非常重要的。目前，中国的高层建筑钢结构的耐火设计是比较落后的，很多设计不考虑高温、钢的变形和应力，同时也没有考虑各个组成部分之间相互作用的影响。整体抗火设计基于组件级别，是在建筑防火设计的基础上确定的要求。

2.3 钢结构设计要重视技术标准和规范

在钢结构的设计，注意做到以先进的技术，经济合理，确保质量，使技术人员应重视学习技术标准和规范，并深入理解和贯彻，形成遵循严格的标准和规范的工作习惯。现在结构钢设计计算和绘图过分依赖电脑，缺乏实践能力的培养。因此，在实践中，应注意切实抓好钢结构所有的设计工作。钢结构设计应注意钢材、连接材料和焊接材料、应用标准，了解相关规定，合理选用材料和质量要求。

[1] 陈富生.高层建筑钢结构设计[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] 龚海龙，侯舒兰.钢结构稳定性设计的研究与分析[J].科技传播，2010（13）：114-116.

[3] 祝耀林，程碧钱，何邦洲.浅析现代钢结构建筑设计[J].民营科技，2009（08）：75-79.