浅析钢结构设计中的常见问题

刘义

摘 要 近年来，我国的工程建设越来越多，钢结构的应用越来越广泛。钢结构可塑性较强，还具有一定的抗震性能，属于地震集中区域的首选建筑结构，因此在工程设计当中，设计人员需要结合各个建筑工程的实际特点，选择适合的设计方案，满足建筑的使用功能。目前钢结构在设计过程中存在较多问题，本文主要针对钢结构设计中存在的问题以及改进措施进行了分析。

关键词 钢结构;结构设计;问题

引言

钢结构建筑施工工期短、工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产，由此可以获得更高的经济效益，所以在建筑物中得到广泛应用。与传统的建筑材料相比，钢结构存在诸多优势，但也存在一些不足，如果不采取预防措施，很可能引起安全隐患。同时，建筑结构的自身复杂性和具体工程项目的独特性，对钢结构的设计要求也越来越高。所以，在钢结构设计中，应针对具体问题采取有效的措施加以解决。

1钢结构房屋发展的前景

①绿色环保，效益高。钢结构环保效果好。钢结构施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，可回收的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再生或降解，不会造成很多垃圾。施工速度快，工期比传统体系至少缩短三分之一，因而可降低综合造价，综合造价降低5%。加快資金周转，大大提高投资效益。②延性好、塑性变形能力强。钢材塑性好，使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证[1]。

2钢结构结构设计中存在的问题

（1）钢结构的防护问题。金属具有腐蚀性，所以我们必须注意材料的防护性问题，建筑工程师在实际工作中不会考虑材料的防腐蚀能力，而风力，雨水等外部侵蚀会缩短钢结构的使用年限，尤其是薄腹构件，更会影响整个建筑物的使用安全。部分钢结构需要被埋在地下，如果对这部分材料的防侵蚀防护不规范，就会严重影响到结构的安全。

（2）钢结构的防火问题。在钢结构建筑中，使用的建材主要以不易燃烧的钢材为主，但是钢材在温度达到一定数值时，强度会降低，将会影响到整个建筑结构的安全性能，存在极大的安全隐患。所以钢结构建筑，火灾是最大的安全隐患。所以在钢结构应选择合适的防火材料和构造方法。

（3）钢结构的稳定性问题。由于钢材强度较高，用它制成的构件比较细长，截面相对较小，组成构件的板件宽而薄，因而在荷载作用下容易失去稳定性。在设计中往往容易忽视结构的稳定性分析，而造成结构的失稳破坏。

（4）钢结构的抗扭问题。在实际工作中，钢结构梁常常采用工字钢、H型钢或槽钢等开口薄壁截面构件，其抗扭承载力远低于其抗弯及抗剪承载力。在设计中往往容易忽视结构的抗扭问题，而造成结构的破坏[2]。

3钢结构结构问题优化措施

（1）注重设计钢结构的防护。对钢结构进行防腐蚀和隔热防护是十分必要的，但在实际操作中，设计人员只重视钢材的硬度和抗压能力，忽视了防腐蚀和隔热能力。因此，钢结构须采用合适的防腐蚀及防火做法和要求。

（2）选取合适的结构模型。影响钢结构的整体性能的要素不单单是选材，还有房屋的结构模型。在实际操作过程中，科学合理的设计必须依据实际要求选择不同的结构模型，从而更好地发挥钢结构的优势。

（3）钢结构的稳定性措施。在设计中应明确钢结构稳定的基本概念，才可以更好地处理钢结构的稳定问题。钢结构在稳定设计应该遵循下列3项基本原则：①结构的整体布置必须考虑各部分的稳定性要求。现在市场结构大多是平面体系设计，因此，如何保证平面结构不出现平面失稳就需要从结构整体布置来考虑，结构构件的平面内外的稳定计算需要和结构布置一致。②结构计算简图与实用计算方法的简图要一致。用框架柱的稳定来计算，能使柱稳定计算与框架稳定的计算效果相同。而实际上框架种类繁多，在设计中为了减少计算工作就需要假设。框架各柱的稳定参数和杆件稳定计算的常用方法大多是依据一定的假设或典型情况得出的，所以，设计者要明确设计的结构要符合这些设定的条件时才可以正确进行应用。③构件的稳定计算与结构的细部构造要具有一致性、相互配合。设计者处理构造细部时要经常考虑传递弯矩和不传递弯矩的节点的连接，尽量减少杆件偏心。

（4）结构构件的抗扭。对于一般钢结构构件，箱形截面除外，它的抗扭的能力是较弱的。因此在实际的工程设计中，尽量从结构布置上使构件不受扭或者采取各种有效的措施阻止其受扭，若无法避免时，宜采用闭合式的箱形截面梁[3]。

4结束语

综上所述，在房屋结构设计中，对钢结构各种性能的考虑要详尽，对其结构的稳定性进行合理具体的分析，在关注钢结构优势的同时，找出因其耐热能力不强等引起的问题，并提出具体的解决措施，使钢结构的应用更为广泛，让建筑业的发展更为节能化、科学化、美观化。

参考文献

[1] 王艳.钢结构房屋结构设计中常见问题的分析[J].智能城市，2017（12）：97.

[2] 许春龙.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题[J].科技风，2017（14）：111.

[3] 王青.钢结构房屋结构设计中常见问题研究[J].江西建材，2016（14）：15，19.