钢结构房屋设计中常见要点分析

侯玉国

沈阳远大铝业工程有限公司 辽宁沈阳 110027

1 钢结构房屋的优势

（1）可以实现房屋构建的工业化、标准化、规模化生产，有效降低建筑施工成本；通过钢结构房屋的工业化生产，可以有效减少施工现场的湿操作，满足环保施工的要求。

（2）与混凝土结构相比，钢结构建筑体系重量仅为混凝土结构的一半，通过钢结构房屋的设计，能够大大降低基础造价，减少施工成本。

（3）钢结构房屋体系具有施工工期短的特点，与其他传统结构体系相比整体的施工时间缩短近1/3，施工时间的缩短，可以为建筑企业减少投资周期，加快资金周转速度，提高投资效率。

（4）建筑达到使用寿命后拆除的大部分材料都可以回收利用，减少了建筑垃圾的产生，满足绿色环保建筑的要求[1]。

2 钢材建筑结构设计中常见缺陷

2.1 地基设计缺陷

通过对钢结构工程的实例分析，大多数钢结构工程往往存在不合理的地基设计缺陷。大多数钢结构建筑基础是根据周围建筑物的基础设计的。因此在地基设计过程中，极易出现地基不合格现象，给房屋带来安全隐患

2.2 整体框架结构设计缺陷

总的来说，钢框架的缺陷主要分为承重柱截面高度设计不合理和纵向框架设计不合理两种情况。在钢结构中，纵向框架与水平框架起着同样的作用，但大多数设计师往往低估了纵向框架的重要性，从而导致了建筑的结构误差，影响了建筑的质量。

2.3 材料结构缺陷

钢结构设计需要考虑钢结构及钢结构是否稳定、承载力、变形接受能力等多方面的因素，但在当前国内钢结构设计情况来看，一些设计师往往忽略了整体结构的稳定性，导致建筑的使用年限缩短，甚至在使用过程中存在安全隐患。钢结构房屋结构和材料的稳定性是钢结构房屋设计中必须考虑的问题[2]。

2.4 技术应用缺陷

钢结构设计对设计技术应用水平具有较高的要求，不同的设计理念和设计软件选择对实际设计效果具有直接性的影响，进而会对施工质量和成本控制等造成直接性的影响。在现代施工技术发展不断深化的背景下，装配式钢结构应用水平不断提升，BIM 技术在设计流程中所起到的作用也更加明显 。

3 钢材结构房屋建筑常见要点分析

3.1 加强设计基础水平

在检验过程严格按照钢结构设计规范进行，采用分析方法，使设计检验值与实际值误差达到最小，提高建筑物的安全性能。这就要求设计人员在日常工作开展过程中，不仅要能够做好相应的设计工作，还应当不断加大自身理论学习力度，及时掌握新型设计技术，为提升整体设计水平奠定坚实的基础。

3.2 加强建筑上层部分设计

在大多数钢结构建筑中，通常采用框架抗震墙结构，因为抗震墙的布置或单一刚度控制范围往往存在问题，导致梁、板或其他构件的设计偏差。同时，抗震墙梁、柱的设计应根据做大方小的建筑原则进行。在进行这部分结构设计时，需要对钢结构上层部分的使用环境有所了解，尽量避免由于设计和材料选择不当等方面因素造成施工环节出现问题。

3.3 加强结构防护性设计

大多数设计师都过于注重钢结构的硬度和抗压性，忽视了对耐腐蚀和耐热性的重视，而钢的耐腐蚀和耐热性缺少明确的指标。因此，有关主要部门应重视钢的耐蚀性和耐热性指标标准，出台明确的相关指标，明确钢材的材质规格，还应提高建筑设计过程中对材质防护性的重视。

3.4 加强钢结构抗震能力

由于钢结构建筑本身材质就较为坚固，具有一定的抗震能力，但由于其不同于普通混凝土住宅，钢结构建筑对抗震等级没有相关的标准，所以在这种情况下，有必要在建筑设计过程中对引发地震灾害的因素做一个全面分析，演算出合适的抗震数据，并基于此做出合理的结构设计，提高房屋建筑的抗震能力[3]。

3.5 承重墙结构设计

因为钢结构建筑的平面结构通常是矩形的，为了确保建筑物的地震强度，在设计建筑的结构时，其纵向刚度应大于横向刚度、横墙的数量必须符合要求，并使横墙用于承重和阻隔墙体。另外，当钢结构使用一定时间后，如果悬臂梁发生变形，则应将构造柱置于悬臂梁的一端，保证各层之间能够通过构造柱连接，解决建筑承重问题。

3.6 钢材的材质的选用

设计钢结构时，应在相应的文件中注明材料和焊接材料的质量等级。确保钢结构建筑的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、冷弯强度、延伸率等。对于地震频发的区域，应特别注意钢材的抗弯强度比与延伸率的数值是否符合建筑标准，钢材应具有明显的屈服步长，除具有良好的冲击韧性和焊接性外，结构还应具有足够的抗弯强度。

3.7 钢结构的稳定

设计近年来，我国在钢结构稳定性设计方面取得了较大的进步，但在弯矩和轴力的耦合效应、预张拉体系等方面仍有许多问题需要改进。具体为以下几点：首先在钢结构网壳模型中，梁柱单元已成为主流的研究工具。

3.8 压型钢板拉条的设置

压型钢板拉条设置设计对于钢结构房屋的整体稳定性具有重要影响，在檩条的使用和构建过程中，在檩条之间设置支撑，起到横向支点的作用，减少檩条的横向变形和扭转，从而保证线檩条的横向稳定性[4]。

4 结语

钢结构住体系在民用建筑中的使用相较于其他结构体系具有独特的优势。钢结构房屋通用系统具有重量轻、布局灵活、工业化、标准化、批量生产、施工周期短等特点。加大对钢结构房屋设计要点分析，提升钢结构房屋使用水平，具有良好的社会效益和经济效益，做好钢结构房屋设计的要点分析，对于钢结构房屋行业整体发展具有良好的促进作用。