建筑结构设计中钢结构设计的重要性分析

曲功月

摘 要：建筑工程项目建设中保证结构稳定性是确保建筑使用安全的作用措施，进行建筑工程钢结构设计工作时要根据结构稳定性需求对钢结构的材料、结构形式以及节点情况进行设计，以保证钢结构总体稳定性，為建筑承载效果优化提供保障。本文就建筑工程项目建设中钢结构设计稳定性原则进行了分析，而后就其设计要点进行了探讨。

关键词：建筑工程;钢结构设计;稳定性;设计要点

引言

1 建筑钢结构设计稳定性简论

建筑工程项目中所用的钢结构组成形式、材料等都非常多样化，为了保证其结构稳定性需要在结构设计环节做好承载能力设计工作，对于钢结构运行使用中的应力情况以及在和需求进行全面分析，并就其选材、形制以及构件、节点等进行科学设计，以保证钢结构总体稳定性效果。钢结构作为一种建筑中非常常见的应用结构，其设计工作中不仅要对其建筑使用载荷情况进行全面分析，还要根据结构需要进行选材设计，保证建筑使用中钢结构不会发生由于承载能力不足而发生的变形问题，进而导致钢结构应力更加不平衡而造成结构垮塌问题。钢结构设计必须做好多细节结构的设计工作，保证多结构之间的应力平衡，否则会因为一个部位设计不足而影响整体稳定性。

2 钢结构设计稳定性原则分析

2.1 保证结构稳定性的设计原则

由于钢结构相对特殊，其结构通常非常复杂，因此工艺设计难度也相对较大，当前设计信息技术不断发展，运用信息技术对钢结构设计稳定性以及应力分布情况进行检测的模式较为普及，设计中必须多方面考虑钢结构的承载效果。要结合建筑施工环境、建筑使用过程中的荷载系数以及水平层面的稳固需求进行综合分析，同时一定要充分考虑建筑使用区域的抗震系数，确保结构在使用中的抗震能力，由于钢结构构件，尤其是一些细小构件通常为应力集中的结构，因此必须科学设计提升其稳定性与承载效果，为建筑钢结构总体使用效果优化提供保障。

2.2 针对钢结构剪力进行协调设计

目前，建筑工程形态愈加复杂，不对称设计广泛存在于建筑施工中，其逐渐形成了一种建筑潮流，因此，斜柱使用频率越来越高，斜柱相较于垂直构件其具有一定的倾斜角度，想要保证建筑物稳定就必须设计一定的剪力。设计师在设计钢结构具体内容时，通常会为了简便，将垂直构件表述为柱子，将斜柱表述为斜杆，这种设计方式虽然不会影响建筑物实际稳定性，但若调整剪力容易受到干扰。于斜柱来讲，它具有水平受力的功能，但是垂直向也需要荷载，若设计师忽略了垂直向的荷载，则会造成剪力误差，进而影响建筑工程钢结构稳定性。基于此，设计师在实际设计环节，结合建筑工程实际状态，若需要进行剪力设计，必须坚持剪力调整设计原则，针对具体施工状态灵活调整剪力，进而保障钢结构稳定性。剪切力在钢结构使用中相对复杂，设计中要对剪力情况进行综合分析，并做好应力调整设计。

2.3 强柱弱梁设计原则

若钢结构设计具有实效性，质量较高，则若水平承载过大或者需要强力荷载，塑性铰会出现在梁上，但若其设计质量较低，其会出现在柱子上。基于强柱弱梁设计原则能够增强钢结构抗压能力，以提高强力下的钢结构荷载能力，使其能够快速恢复到正常状态。目前钢结构稳定性在设计方面需要对其进行分析与计算，进而保证塑性铰能够呈现在梁上。需要构造与计算相一致，在设计时要求计算结构与实际构造相一致，特别是注意钢结构的抗震效果，要求其性能与建筑工程结构相符。

3 建筑钢结构设计的要点分析

3.1 积极做好钢结构材料选择

建筑钢结构的使用环境相对特殊，其承载压力以及剪切力压力都相对较大，针对钢结构需求进行综合分析，而后再做好钢结构材料的科学选择，并保证焊接工艺符合施工建设需求，进行钢结构设计以及材料选择前对结构设计需求进行全面分析，并对钢材质量、性能以及焊缝结构质量需求进行了解，根据实际需求进行钢材选择，并对钢材的屈服强度以及拉伸性能等进行匹配设计。

3.2 进行钢结构优化选型

由于钢结构形制对于应力分散情况有较大影响，并且钢结构选型科学性对于建筑总体承载效果、建筑结构性状等都有影响，因此在建筑设计中要做好钢结构选型设计，对设计方案进行全面优化，对其力学关系进行处理，提升各结构的应力平衡效果，为建筑整体运行安全性提供更大的保证。

3.3 针对构件进行全面的科学设计

钢结构建筑设计工作中的一个重要项目就是构件设计，保证构件设计与钢结构总体应力平衡需求相符，构件的形制以及材料，甚至构件的安装方式等都必须做好应力平衡设计以便能够提升构件在整个设计结构中的作用，为钢结构的稳定性优化提供保障，在钢结构设计中，通常都会对构件以及主体结构进行统一材料选择，以保证在应力平衡中做好力学传导与扩散，提升钢结构的总体平衡性与稳定性，钢构件材料的强度性能必须达到国家规范要求，对于钢构件的截面需求进行全面分析与处理，保证钢构件的总体实用效果。

3.4 积极进行涂装设计

钢结构设计工作中对于钢结构进行全面涂装设计的目的就是保证钢结构的防腐以及防火效果，优化钢结构在长期使用中的性能，为钢结构在复杂环境中使用能够排除火以及一些酸性物质的影响提供保障。进行钢结构设计工作时要对结构涂层的顺序进行选择，应尽量先涂抹具有防腐效力的材料，而后才涂抹防火涂料，在一些关键的钢结构部位混合使用这些涂装材料时应科学选择材料，防止涂料之间发生化学反应，影响使用性能。涂装材料选择是还应注意材料耐久性。

3.5 对钢结构节点进行科学设计

由于钢结构节点设计是保证钢结构总体稳定性的重要设计环节，进行节点设计时必须对节点施工要求进行全面设置，保证所选用的节点设计与钢结构总体使用需求相符，钢结构设计中要对各种影响因素进行全面分析，并对钢结构节点方案进行优化规划，从而保证整个结构的稳定性，在钢结构设计时要对施工设计要求进行综合考虑，对于结构节点进行合理化选择，并通多对施工技术的科学设置与把握提升建筑钢结构节点的综合应力效果，为建筑在施工与使用中的稳定性优化提供保障。

4 结束语

总之，在我国建筑行业发展中，结构设计的稳定性与建筑总体使用安全性紧密相关，在针对钢结构进行设计的过程中，要对其结构应用需求进行全面分析，并通过计算对各节点应力集中情况进行设置，提升钢结构总体应力稳定效果，为建筑总体结构使用安全提供基础条件。

参考文献

[1]董翠娟.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].建筑工程技术与设计，2017（13）.

[2]吕伟.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].建筑工程技术与设计，2016（27）.

[3]崔久春，孙翔宇.建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（12）.