探析建筑钢结构工程设计的要求及其设计要点

韩彦彦

摘 要：随着近些年我国建筑事业的高速发展，不仅建筑规模、建筑数量得到大幅度提升，建筑类型也呈现出多样化发展态势。钢结构建筑以其稳定性强、抗震性能好、经济效益高、可操作性强等特征得到广泛运用。随着钢结构建筑的增多，其结构设计问题愈发明显，急需加强结构设计及其相关问题的研究，进行处理，提升结构设计科学性、合理性，确保钢结构建筑优势的有效发挥。

关键词：建筑钢结构工程 设计要求 设计要点

1钢结构在建筑结构设计中的应用优势

1.1优化建筑结构。在进行钢结构建筑设计过程中，设计人员应当对钢结构的性能有一个充分了解，力求能够将钢结构与现代建筑设计工作有机集合在一起，力求能够对建筑结构进行不断优化。

1.2落实了环保主义。而钢结构在建筑工程当中的应用，之所以能够提高环保性能，最为主要的原因就是钢结构构建能够被反复和循环应用，强度也较为理想。

1.3优于钢筋混凝土结构。钢结构的优势：首先，钢结构建筑在实际施工过程中耗费的人力资源要明显的少于钢结构混凝土结构，这不但缩短了施工周期，同时对于降低成本也能够起到帮助作用；其次，钢结构自身质量比较轻，因此对于降低施工费用也有着积极帮助作用，整体稳定性比较理想，在实际使用过程中不会出现断面现象，因此能够更好的保证钢结构质量满足要求。

1.4提高了施工便捷程度。钢结构自身的经济性比较理想，因此，在实际施工过程中并不会消耗较多的建筑材料，各个构件之间的拼接也比较简单，因此能够不断提升施工工作的效率。

2当前钢结构设计中存在的问题

2.1钢结构设计质量较低。进行钢结构设计是一项极费时间和经历的工作，此项工作回报较低，因此大部分正规设计机构不愿意单独承接钢结构的全部设计任务，而是将部分钢结构设计任务转交其他设计机构。这些机构大部分水平较低且未经国家认证。在钢结构设计建模、钢结构详图设计等方面存在很多的问题，由此造成建筑物建设过程中及建成后因结构问题发生倒塌和损坏等事故。

2.2钢结构设计较为简单。目前建筑物钢结构设计大部分都比较简单，在设计上缺乏深度。这一方面是因为部分设计机构在钢结构设计上的专业水平较低，另一方面也是由于大多数设计院将钢结构任务交给水平较低的设计，这些人员大多缺乏具体的项目经验，只是依靠其所具备的专业知识，照搬规范程序进行设计。这样设计出来的钢结构工程可能与实际情况并不符合，会出现建筑节点中全部使用全焊接节点和全栓接节点，忽略了设计所造成的建筑结构不稳固等不安全因素。

2.3钢结构设计方案不合理。我国钢结构设计起步较晚，在很多时候使用的都是国外钢结构设计方案，而没有考虑到我国的现实实际，造成了钢结构设计中很多不科学、不合理的地方，耗费了大量人力和财力。例如，在钢结构设计中较为先进的美国就与我国国情不同，其钢结构设计对于地震和风荷载的设计与我国规范不尽相同，如果照搬其方案，就会产生建筑物很多不合理问题，造成资源浪费。

2.4钢结构设计未考虑施工难度。钢结构设计不仅要考虑到现实的国情，还要考虑到钢结构建筑物建造中的各种困难。大部分钢结构设计人员都没有进入过施工现场，其设计经常给安装人员造成了很大的麻烦，浪费大量人力。例如，在建筑物设计的过程中目前大部分设计人员采取的都是全焊接结构，在现实安装的过程中，这种结构非常复杂且构件形态特异，有很多杆件相较于节点，如果建筑物位置较高那么就会产生很大的安装误差。

3现代钢结构建筑的设计要点

3.1钢结构自身参数。在钢结构的自身参数设计中，要从建筑的整体高度、重量等方面完成相应的设计工作，使钢结构能够发挥应有的承力性能。在钢结构的设计中，要从两个方面完成设计：第一，为钢结构的长度，在现代建筑中，建筑的高度、平面面积等方面都需要经过全面的设计和优化工作，尤其是对于主承力结构，要求钢结构在设计中，从该区域的整体高度和横跨面积等方面完成设计，另外为保证钢结构的整体性能，在具体的设计中需要留有余量，具体的余量要求，需要根据相关规定的要求完成设计，保证钢结构能够发挥应有作用。第二，为钢结构的横截面积，对于钢结构来说，横截面积越大则承力性能越好，要求设计人员从建筑的预期重量角度出发，合理确定钢结构的横截面积。另外在钢结构的设计中，需要考虑钢结构的横截面形状，常用的包括工字梁、方形梁等，需要根据钢结构的作用区域完成选用工作，保证钢结构能够发挥应有的支撑作用。

3.2钢结构节点设计。在当前的钢结构中，通常会通过钢架的模式提高整体承力性能，所以在具体的设计工作中，需要通过对节点的合理设计，提高钢结构的整体性能。在当前的钢结构设计中，已经开发了多种节点加固措施，包括碗扣结构、盘扣结构等，要求设计人员从施工便利性角度、连接角度强度等多个方面出发，完成对整个系统的设计和应用工作，以提高钢结构的运行质量。另外在这类结构的应用中，要求钢结构中的相关参数满足整个钢结构的承力需求，所以在具体的研究和分析中，需要采取合理的设计措施，达成对这类结构的控制效果。例如对于钢结构中的横梁结构等，一个重要因素为保证横梁的水平性，在具体的研究和分析中，要从这一角度出发，落实钢结构中各个节点的高程测量与配置工作。

3.3钢结构焊接设计。在钢结构的施工中，需要应用焊接技术完成对钢结构的连接，让钢结构能够发挥应有的承力性能，要求设计人员从钢结构本身性能、钢结构作用区域等多个角度出发，完成对钢结构焊接过程的合理设计。在具体工作中，需要设计的内容包括焊接工艺选择、焊接质量的配置、焊接变形的控制等多个方面，通过对这种方法的应用，提高整个系统的性能。尤其是对于焊接变形控制方面，要建成相应的变形控制措施，在此基础上才可保证整个钢结构的承力均匀性，从而让整个钢结构能够发挥应有作用。

3.4钢结构布局设计。在钢结构的布局设计中，要考虑两个因素：第一，为钢结构的主承力杆件，这类钢结构通常应用于钢结构建筑中的核心子系统上，包括框筒等结构。要求这类钢结构的强度能够满足要求，尤其是对于主承力结构来说，选用合理配置钢结构的间距、横梁安装位置等参数，通过对这类参数的合理配置，提高钢结构的运行质量。第二，为其余辅助系统的建设，包括钢结构的柱梁设计方法、柱梁连接方式等，尤其是对于一些隐蔽工程来说，在布局中要考虑各类钢结构的施工难度，并按照当前建筑的绘图要求，完成施工结构图的绘制工作。

结束语

总而言之，在进行钢建筑设计的时候，必须要遵从设计原则，保证所设计的结构具有一定的规范性和合理性，既安全又可靠。另外所设计的结构设计需要满足建筑的实际需求，必须有较強的强度、稳定性以及持久的耐性。在设计的过程中还要能够保证材料的节约，减轻钢结构的重量。设计过程中还要注意尽量减少制造以及安装时间，减少不必要的成本。只有这样才能够保证整体的建筑质量。

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