钢结构在建筑结构设计中存在的问题浅述

张振国

【摘 要】随着社会经济的飞速发展和科学技术的不断进步，越来越多新型的材料被研发出来并应用于建筑工程中。钢结构建筑就是一种较为新型的建筑，由于钢结构具有构结性能好、施工便捷等优点，所以被广泛应用于各种建筑工程中。而建筑设计质量在很大程度上直接影响着钢结构建筑工程质量。基于此，本文以《钢结构在建筑结构设计中存在的常见问题及对策》为题，进行了分析与探讨。

【关键词】钢结构建筑；设计；问题与对策；施工质量控制

前言：由于各种因素的影响，使得钢结构建筑在设计过程中仍存在不少问题，其中主要表现为：防火问题、防腐问题、物理问题等。若是在钢结构建筑设计时没有充分考虑这些问题并制定相应的解决控制措施，那么不仅钢结构建筑工程设计质量会大打折扣，还会对钢结构建筑工程整体质量产生严重的影响，因此，本文对钢结构建筑在设计中存在的常见问题及对策进行分析探讨显得非常有必要。

1.钢结构在建筑结构设计的概述

1.1建筑结构设计方案确定

建筑结构设计中最为关键的内容就是结构设计方案的确定，同时也是建筑设计中的核心问题。建筑结构设计涉及多个方面，例如建筑场地、使用功能、资金、人员等等，其中又以人员方面最为重要。人员方面主要包括结构工程人员、机械工程人员、设备工程人员等，这些人员应积极配合，这样才能为科学确立建筑结构设计方案提供良好的保障。科学技术是第一生产力，对于建筑的影响也是举足轻重的，科学技术的进步同时也标示着建筑中应用技术的革新。

因此，在建筑结构设计中还应充分考虑科学技术对建筑的影响，以此确保设计的建筑结构具有科学性、合理性。此外，人们生活水平与质量的提高，对于建筑设计的要求也越来越高，由以往的使用功能单一、技术含量一般的建筑发展为现在使用功能多元化、节点精致、加工精细、技术含量高且美观的建筑。这就要求在确定建筑结构设计方案时，必须充分考虑这些方面，从而确保建筑结构设计方案符合要求。

1.2细部设计

随着钢结构在建筑中的广泛应用，钢结构建筑的精致度与复杂度也在不断升高，使得其对细部设计的要求也越来越高。细部设计的优劣直接决定了建筑工程中某一部位质量的优劣，因此，做好细部设计非常重要。现代钢结构建筑中，为了突显建筑中的科技感，设计师们常常采用将金属杆件和节点细部暴露在外的设计概念，例如我国北京的鸟巢体育馆，其就是一个典型的钢结构建筑。

鸟巢体育馆的建筑结构构件基本都暴露在外，例如钢柱、钢梁、桁架等，充分体现出了钢建筑的精髓和高技术的美感，同时反映出了人类在建筑中的伟大智慧。所以，在钢结构建筑设计中应高度重视细部设计工作。

2.钢结构建筑设计中应注意的问题

2.1钢结构建筑设计过程中结构体系的选择

首先，要根据楼层的高度来选择适合的建筑体系，一般6层以下采用框架-支撑体系，6层以上采用框架-混凝土剪力墙体系，高层建筑大多采用双重体系。其次，要根据建筑物所处位置选择墙体，在钢结构体系中墙体分为剪力墙和钢支撑两种，剪力墙的延性低，在抗震方面，钢支撑比剪力墙效果要好，因此，在地震易发区应该采用钢支撑结构。

2.2钢结构建筑设计楼板的要求

楼板是衔接每层楼的重要部位，它不仅要承受竖向荷载将其传给框架，而且还要将水平的力传到梁柱上，因此楼板的整体受力情况十分重要，同时楼板还需要良好的隔音效果。现代采用较多的是压型钢板组合楼板，这种钢板整体性很好，承载的负荷量较大，而且有良好的隔音功能。同时，在地震易发地区，梁柱周边要设置钢筋和箍筋，起到对其保护作用，防止柱子在水平力下把楼板压坏。

2.3钢结构建筑设计中节点设计原则

节点设计是钢结构建筑设计尤为重要的一部分，它包括梁与梁之间的节点设计、梁与柱之间节点设计、柱与柱之间节点设计、柱帽间节点设计和柱脚间节点设计。

在节点设计中，首先要考虑到设计的安全性；其次要考虑到设计的合理性和节省性原则，争取采用方便可靠经济适用的施工方法，尽量减少或避免施工现场的焊缝连接，保证节点设计安全和有效的对材料的利用。钢节点按照受力程度和力量传导的特点可以分为铰节点、刚性节点和半刚性节点，在现代建筑技术中，刚性节点和铰节点研究的比较透彻应用范围较广。

但在实际的施工过程中，并不是所有节点连接的都采用刚性节点和铰节点技术，而是要根据实际情况进行具体问题具体分析，使安全性和利益性实现最大化。例如在梁和柱之间的连接时，往往在弱轴方向和梁连接采用铰节点技术，强轴方向和梁的连接采用刚性节点结束。这样的施工方法并不是凭空想象的，而是有合理的根据的。

因为铰节点技术简单但增加了梁跨的弯矩增加用钢量，使成本上升；刚性节点技术虽然复杂但是可以减少梁跨弯矩减少用钢量，使成本降低。综上所述，节点技术如何应用还是要根据实际情况而定的，要综合考虑安全、经济、实用等因素。

2.4钢结构建筑设计中墙体材料的选择

墙体材料是对钢构框架墙面进行填充的，由于钢构自身具有自重轻、灵活性好的特性，一般不采用自重较大的材料。大部分采用的密度比较小轻质的材料。

在选取墙体材料时应注意选取材料的自重、硬度、保温性能、防水性能、隔音效果等。现代建筑中采用最多墙体材料就是蒸压轻质加气混凝土板，它材质轻盈且硬度高而且具有良好的防水、保温、隔音等性能，不管是室外墙体还是室内墙体都可以采用。在墙体与钢构连接过程中，要分析墙体和钢构的实际情况探索出最有效的方法，提高施工效率。

2.5钢结构建筑设计中厨、卫防水设计

钢材优点甚多但也存在着无法消除的缺点，钢材遇水會造成严重的腐蚀，而厨房和卫生间是建筑用水最多的地方，因此厨房和卫生间的设计要重视其防水设计。

目前在实际建筑施工中，经常采用的是结构防水和材料防水，两种方法各有优缺点。具体采取哪种防水方法还是根据实际情况进行具体问题具体分析。为了更好的实现厨房卫生间防水可以将结构防水和材料防水相结合并做好排水措施。

2.6钢结构建筑设计中的楼梯设计

楼梯是连接上下楼层的必要通道，现代建筑中应用最为广泛的是压型钢板混凝土组合楼梯，压型钢板和混凝土的结合既增加了楼梯承受强度又克服钢楼梯噪音的缺陷。在设计时，要根据整体布局合理安置楼梯位置，同时也要减少楼梯梁与梁之间的连接，这种连接会使负荷集中起来不利于楼梯的稳定。最后，楼梯的设计还要综合考虑施工的简便性和实用性。

3.钢结构建筑施工质量控制

3.1做好施工设计图纸会审工作

施工设计图纸是工程建设施工的主要依据，做好施工设计图纸会审工作，确保图纸的科学性、可行性，能够为工程建设施工的顺利进行与完成提供重要的基础保障。設计单位应同建筑工程各参与方共同审核施工设计图纸，仔细检查施工设计图纸中是否存在“漏、缺、错、碰”问题，若是存在问题必须及时提出及时解决，而后施工企业应组织施工队伍熟悉工程图纸和与项目相关的工艺技术、规范标准，充分领会设计意图，并做好技术交底。

3.2严谨编制施工组织设计

施工组织设计是建筑工程中最为重要的技术性文件之一，是施工企业全面指导工程实施的依据。应严谨的进行施工组织设计编制工作，避免出现胡拼乱凑、鱼目混珠现象，且在编制完成后，工程监理部门与施工企业应对施工组织设计进行严格审查，以此确保施工组织设计的正确、完整性。

3.3加强施工质量管控

施工前做好准备工作，例如人员安排、机械设备和建筑材料的采购等工作，并对采购的机械设备和材料在进场前进行严格检查和验收，做到严把质量关。

施工时，施工人员必须严格按照施工要求规范进行操作，且监理人员应进行严格的监督，每完成一道施工工序时都进行内部自检，合格后方可进行下一道工序施工。工程竣工后应邀请专业的质检人员进行质量验收，以此确保钢结构建筑工程质量合格达标。

4.结语

总之，本文对钢结构建筑在设计中存在的常见问题及对策进行了分析与探讨，具有非常重要的意义，不仅有助于提升设计单位的设计水平，确保钢结构建筑工程质量，还有助于促进我国钢结构建筑工程的可持续发展。

参考文献：

[1]刘晓，沙飞.浅谈钢结构建筑在设计中存在的问题[J].黑龙江科技信息，2011，26：272.

[2]霍学平.钢结构建筑在设计中存在的常见问题及对策[J].科技资讯，2011，36：49.