毛勇
聿建工程设计有限公司桂林分公司 541004 广西桂林
【摘要】近几年来，钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛，应用效果也越来越好。为确保建筑钢结构工程的施工质量，应严格按照相关规范和标准进行设计，并提出设计要点，以确保建筑钢结构的安全性。本文对建筑钢结构工程设计中的一些问题及注意事项进行了探讨与分析。
关键词：建筑钢结构；工程设计；注意事项
0.引言
钢结构对建筑物的稳定和安全起到了一定的作用。为了更好地保证建筑钢结构在具体工作中的稳定与安全，必须对建筑钢结构进行科学的设计，并进一步阐述如何进一步进行钢结构工程设计。本论文旨在在房屋建设过程中钢结构工程的设计及注意事项进行研究。
1.建筑钢结构的基本特征
钢结构是一种新型的建筑结构，由于其具有一定的特性而深受业界的青睐。钢结构的特点如下：（1）承压能力。由于钢材是钢结构工程的主要原材料，其良好的塑性和韧性能在很大程度上优化钢结构整体抗震性能，延长钢结构使用寿命。在外力的作用下，钢结构在变形时不会发生脆化。弹性连接法有利于恢复变形零件的原形，改善结构整体抗震性能。
（2）抗裂性。一般砖混结构都会受温度的影响，墙体易产生裂缝。在墙体结构开裂后，墙体材料的隔热、耐水性能也会受到很大的影响，从而缩短整个建筑的使用寿命。而钢结构则相反，具有良好的抗裂性，可以分担壁压，降低裂缝发生的可能性。
（3）耐久性。与木结构相比，钢结构具有更好的抗腐蚀性能，从而大大提高了建筑物的整体耐蚀性。据相关调查资料显示，钢结构的抗腐蚀能力是砖混结构的1.5倍左右，保温效果更显著。
（4）易于建设。一般情况下，钢结构零件在工厂预制，然后将其运至指定地点进行现场装配。钢结构整体装配工艺可机械装配，简化施工流程，保证工程安全。
2.钢结构设计中存在的问题
钢铁结构设计应用中，主要存在以下几个方面的问题：（1）建筑钢结构工程设计中所用到的钢材部分是由于生产工艺问题造成的，质量不符合相应的施工标准；（2）钢结构设计中，一些设计者忽视了钢结构整体结构的整体性要求，往往将钢结构设计与整个建筑分离，造成钢结构与建筑之间缺乏连接，这也是造成钢结构工程施工质量大打折扣的原因之一；（3）一些设计者盲目采用规格和程序，只做零件图，“节点结构”和“轴承细节”的设计均应移交给加工公司。如工厂生产的图纸与原设计不符，则存在质量隐患。
3.建筑钢结构工程设计的方法
（1）容许应力法。将影响结构设计的因素定为定值，并利用安全系数考虑设计因素的影响而得到结构的安全度，即定值法。结构计算应力应小于结构构件设计者所规定的容许应力。按规定的标准载荷计算结构构件的计算应力。其计算是基于一阶弹性理论。对大于1的材料极限应力或安全系数或屈服应力进行计算。其主要缺点是：第一，无法合理考虑结构几何的非线性效应；第二，在许用应力法中采用单一的安全系数，这种安全系数不能反映负荷变化和阻力的唯一性。
（2）半概率性方法。随著工程学的发展，数值方法已开始向概率设计方法转变，即先考虑载荷和材料强度的不确定性，再用概率方法确定其数值。但结构的可靠性与概率无关，故称之为半概率法。容许应力法仍可采用半概率法的设计表达式，但安全系数可通过多因素分析确定。
（3）极限状态概率法。连接结构可靠度和概率可克服容许应力法和半概率法的不足。用负荷系数和电阻率代替单一的安全系数可以有效地解决这个问题。结构受荷载的作用使其在一定时间内达到两种极限状态。
由于指塑性形变和零件断裂造成的结构破坏，极限承载力状况与结构安全密切相关。
3.建筑钢结构工程设计的注意事项
3.1优化详图设计
建筑物钢结构施工中，常常需要根据详细的钢结构图纸进行详细的设计。所以在建筑钢结构施工中，为了控制钢结构的质量，首先要保证详细设计的科学性。为保证其设计质量，有关人员必须深入了解结构及其焊接工艺，然后才能更有效地与相关专业人员进行沟通与交流，以使钢结构设计更加高效。在此基础上建立模型，科学地绘制出详细的图纸。
3.2谨慎选择钢结构的建材
由于钢结构材料的质量直接决定了钢结构工程的整体施工质量，因此钢结构工程设计中材料的选择十分重要。但随着中国建筑业的飞速发展，建筑材料行业也得到了长足的发展。购买钢材料时需要从多种钢材中选择最适合的一种。有些钢材的强度、硬度、变形等性能确实难以满足相应的构造要求。若相关买方不专业，就会导致一些不合适的钢种进入现场。所以在实际的设计过程中，要求高级技术员进行选材，以保证所选钢材的质量。
3.3优化钢结构工程抗震设计
全面认识钢结构的稳定性关系，可进一步优化工程结构稳定性设计。所以设计者应该重视钢结构的抗震设计。钢结构设计应遵循简约、规范的基本原则。对钢结构构件的连接，应根据实际情况加以处理。保证屋面框架和面板，屋面框架和支柱，支柱和基础的牢固和可靠连接。应特别强调的是，钢结构的抗震性能与其位置及支承形式有密切关系。在进行钢结构抗震设计时，有必要综合考虑相关因素，尽可能减少这些因素对钢结构抗震性能的影响。铆钉等小零件也是钢结构设计的重点。铆合性能在很大程度上决定了建筑整体结构的稳定性。所以相关人员应根据结构特点选择相应的规格及材料铆钉。
3.4注重细部设计
为使建筑钢结构设计更好地满足安装要求，有关人员在钢结构连接设计中必须保证连接设计的科学性。所以在设计细部时，必须准确地计算接缝空间，以保证接缝空间的完善。我国正在进行的工程建设项目中，多采用杆系结构体系。这类结构通常对钢制接头和钢制接头的内部结构有更复杂的要求，而且对各部件的限制也更少。可由有关人员直接选择在施工现场组装。在工程建设中，只有保证钢结构的严肃性和科学性，才能进一步保证其稳定性、安全性和应用价值。
3.5完善结构布置
建筑物钢结构的具体设计中，合理的建筑结构布局是一项重要内容。对建筑结构进行布置时，应根据工程要求和钢健康工程需求以及设计方案，做出科学的结构布置。在合理安排建筑结构时，需要对其结构设计过程进行合理的优化，以进一步完善设计方案，确保结构具有较高的稳定性。所以在钢结构建筑设计中，科学地优化结构布局是很有意义的。
3.6注意建筑钢结构的安全防火设计
实施建筑钢结构设计方案时，应明确钢结构是否存在火灾隐患。为了保证消防安全系统设计与总体设计风格的一致性，在设计过程中，必须对工程结构的防火设计进行改进。当前钢结构工程设计中，防火设计中广泛采用的方法是用防火涂料处理钢结构材料。
4.结束语
钢结构的建筑形式能使建筑物，尤其是高层建筑，达到较大的跨度空间，而且钢结构具有安装方便、造价低廉等优点，因而在建筑领域得到广泛推广。伴随着中国城乡一体化的发展，建筑工程日益增多。因此设计师要抓住钢结构设计的重点，做好设计，才能保证钢结构的质量。
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