建筑设计中的钢结构技术解析

李仕豪

摘 要：钢结构对建筑业的迅速发展，起到了很大的作用，并且建筑业也促进了钢结构技术的更新，两者是相辅相成的，但是纵观我国目前建筑业现状，对钢结构技术的应用还不够熟练，本文主要通过对钢结构在工程应用中的介绍，阐明了其在建筑中的技术优势，不足和发展状况等，令我们更进一步明确了钢结构技术在建筑业的地位，并且针对一些不足制定出了改善措施，以推动今后整个建设行业的发展。

关键词：建筑设计；钢结构技术；建设行业；

一、引言

纵观我国近十年的发展状况，随着经济水平的提高，以及人口数量的不断增加，人们对居住环境的质量和数量要求也越来越高，因此建筑业得到了很大的发展，为了满足人们的需求，建筑业个体内部也开展不少创新，在此同时，各建筑环境的安全性能也是不容忽视的，所以钢结构技术被越来越多的应用在建筑工程中，建筑质量也得到了提高，为了谋求更好地发展，需要对两者相结合的应用进一步研究，在此之前，我们先要对钢结构技术做一个整体的了解。

二、钢结构技术对建筑业的有利因素

（1）抗压能力

钢结构技术实质上是一种将钢材捆绑焊接后，利用其支撑性能，将其运用到工程中以承担建筑荷载的一种技术，因此我们可以判断出来，钢结构的原材料是钢材，钢材强度非常高，并且具有一定的抗压能力，当把许多钢材焊接在一起时，基本是对这些优点的加倍，但是钢材还具有质量轻的特点，因此即使多个钢材捆绑在一起，质量也不会特别重，这些优异的性能令它非常适合作为建筑业中一种承重材料，钢材的低化学活跃性能，也使得它保存时间较长，增加建筑物使用时间，降低了成本。在遇到一些狂风暴雨等的恶劣天气，建筑物中会由于加入了一些钢结构，其抗压能力会大幅度提高[1]。

（2）提高建筑安全等级

在应用钢结构之前，建筑业主要应用的承重材料一般是混凝土，但是混凝土本身存在许多不足，应用在建筑中提高了一定的风险性，比如，混凝土可用时长比较短，建筑需要多次翻新，过程比较繁琐，此外，混凝土需要好好保养，对于抵抗恶劣的自然灾害侵蚀能力不强，如果长时间受到某种侵蚀，就会产生沉降现象，有时候还会出现一些裂缝，破坏了建筑的牢固性，影响美观的同时降低安全系数。后来人们逐渐应用到了鋼结构技术，将大部分需要用到混凝土的结构更替成钢结构，避免了由于混凝土的缺点所造成的不良后果，几乎不会再出现沉降和裂缝等现象，因此，建筑的安全性也得以保证，也相应的提高了建筑的安全等级，保证建筑物整体质量。

（3）降低施工成本

同混凝土建筑相比，钢结构使用用料比较节省，从材料组成来看，混凝土主要是用水泥，石子和沙子混合而成的，这三种材料重量都很重，在采购时加重了载重负担，并且要按一定的比例和方法将其调和，不断测试其塑性程度是否达标，制作工艺繁琐，为了延长建筑物使用寿命，混凝土需要定时保养，耗费人力，财力，物力和精力等，非常不方便[2]。但是将其换成钢结构，只需要采购一些钢材，在施工时运用到少量的混凝土，大大降低了建筑成本，并且钢结构也只需要简单搭接，提高工作效率。

（4）利于建筑的环保

在用到混凝土施工时，混凝土的制作过程非常繁琐，不仅如此，它的制作过程会产生很多污染，对环境造成很大影响。混凝土的调和，浇筑等会对空气造成粉尘颗粒的污染，对环境也造成噪音影响，浇筑混凝土时需要用到木材制成的模板，这时候就需要去采集、开发木头，损害周边生态和谐。而钢结构就能完全避免这种问题，它本身就是一种具有环保性能的材料，并且钢材可以循环利用，实现资源合理利用，又是另一种角度的环保。

三、钢结构在建筑设计的应用现状

（1）技术要求复杂

尽管钢结构具有许多优点，但是在实际生活中仍存在一些不足，有时候所使用的钢结构，质量也会不达标，这种现象一般受到多种因素的影响，钢结构技术是比较方便简单的，但是技术设计却很复杂，对于不同的钢材，需要测定它的适用范围，准确计算它能承受的荷载值，在施工建设时候需要仔细审查图纸，严格按照事先计划好的施工计划实施工程进度，计算好钢材平均刚度及最大刚度等等，每一部都需要严格仔细，如果稍有不慎，就可能影响到建筑后期维护，整个建筑的稳定性可能会受到影响，钢结构的牢固度不足，会呈现出质量差的问题，但却无法具体分析出是哪个环节出了问题，因此在应用钢结构技术时，必须谨慎起来，每一步都不得马虎，否则会直接影响到建筑的安全性[3]。

（2）内部结构可变

钢结构在工程应用中虽然具有多种优势，但是毕竟不是万能的，在建筑施工中，任何一种材料都可能出现质量问题，钢结构也不例外，它同样会由于恶劣的天气影响，或者一些环境因素从而改变性质，当内部结构改变后，很难再像以前一样坚固和稳定，并且随着时间的推移，也会慢慢降低使用寿命，比起普通材料，钢结构的这一变化过程极为缓慢，但也不是完全没有。

（3）事故频发

传统的建筑多采用混凝土施工，钢结构是后来开始应用起来的，很多施工人员还并未掌握钢结构技术精髓，并且由于两者的施工方法大不相同，在平常的建筑施工中，很多人对钢结构施工工艺把握不够准确，或者某一环节技术不够到位，最终所设计出来的建筑存在一些质量问题，在后期使用过程中不免发生事故。这种现象在我国目前是很普遍的[4]。

四、钢结构技术的主要设计步骤

（1）施工准备

在施工前一般都需要做好充足的准备工作，第一步是根据工程特点绘制施工设计图，绘制完毕需要经过审核，提出修改意见，设计人员与施工人员需要充分沟通，领会到设计精神，然后计划设计相关建筑，列出施工中可能出现的相关问题，加以避免。

（2）塔吊技术

在建筑施工中，一般会涉及到许多高层建筑的施工，此时需要运用到吊接技术，在所有施工中，搭吊技术也算是风险性较高的一项技术，因此必须严格按照国家相关法律规定执行该技术，才能保证一定的安全性。

（3）焊接技术

钢结构实质上是用许多钢材相互搭接，焊在一起的，所以，焊接技术是钢结构技术中比较关键的一个环节，在实际操作中，有许多问题需要多加留意，第一，首先是操作人员自身的安全性，这需要提高施工人员安全素质，避免发生在焊接时候被火花烫伤，灼烧眼睛等意外。第二，焊接人员的焊接技术必须专业，钢结构技术要求比较严谨，对每一个环节都有很高的要求，因此，在焊接过程中，必须符合规定，焊接技术人员必须经过专业技能训练才能工作。第三，一定要保证焊接成的结构牢固性，质量要达标，钢结构的质量不但是由焊接技术决定的，焊条的质量也有很大影响，所以一定要根据建筑类型，选取合适的焊条，否则焊接出来的结构可能会出现变形，严重影响建筑的稳定性[5]。

（4）吊装技术

吊装技术是钢结构设计最后一个关键步骤，吊装技术的优劣直接关系到建筑质量，并且吊装过程的进度也决定了工程的总进度，施工人员实施该技术时候，需要对现场情况分析，勘测整个建筑结构情况，详细了解内外构造，设计出合适的吊装方案，最后合理的完成吊装施工过程。

（5）结论

钢结构对建筑业的发展起到了很大的作用，并且钢结构本身在建筑过程中存在很多优势，所以建筑施工中逐渐把混凝土替换成了钢结构，这样使得结构更加稳固和安全，通过本文的介绍，我们对于钢结构在建筑中的应用要点和主要技术，有了更深刻的了解，希望我国的建筑也能越来越多的运用到钢结构的技术。

参考文献：

[1]王刚.土木工程施工中钢结构技术[J].中外企业家，2017（8）： 199-200.

[2]朱叶.土木工程施工中的钢结构技术探讨[J].住宅与房地产， 2016（33） ： 140.

[3]赵国平.浅议地铁深基坑施工安全监理控制措施[J].农家科技（下旬刊），2015（11）：158.

[4]彭尧辉.建筑工程深基坑施工注意问题及监理措施[J].低碳世界，2015，（12）：226- 227.

[5]陈钦.复杂地质条件下的深基坑内支撑支护体系施工技术[J].城市建筑，2016.