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摘要：随着经济的迅速发展，我国的工业发展也愈来愈快。钢结构的出现，使建筑业更上一个台阶。建筑钢结构技术的出现使我国建筑行业的发展得到了长足的进步。因此，本文从建筑钢结构设计的意义与现状、钢结构设计应用、当前建筑钢结构设计存在的问题、钢结构设计中应该注意的问题等方面对建筑钢结构设计论述。
关键词：建筑钢结构；设计要点；问题研究
中图分类号：TU3文献标识码： A
1、钢结构設计原则
近年来，在钢结构设计中经常出现失稳事故，造成严重的人员伤亡与经济损失，主要原因是由于以下两方面造成：（1）由于空间网架、网壳结构等新型钢结构的不断出现，造成相关设计者没有足够的时间去了解掌握这些新型结构的设计；（2）由于钢结构设计者缺乏相关设计经验，关于钢结构和构件的整体稳定性概念理解不够清晰，成为钢结构设计中经常出现的薄弱环节。因此，稳定性成为钢结构设计中一个突出的问题，如果处理不好此类问题，将会造成不可估计的损失。所以根据稳定性问题在实际的钢结构设计中的特点，以及未来更好的保证钢结构设计中构件不会丧失稳定性，设计过程中应严格遵守以下三条基本原则：（1）保证整体结构的细部构造和构件的稳定计算，二者必须相互配合，相互统一；（2）在进行结构布置时，必须从整个体系和组成部分的稳定性要求出发，进行全面考虑；（3）必须保证结构计算简图和实际计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算起着相当关键的作用。
2、钢结构的特点分析
（1）功能优越。在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本株式会社建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛及活动不受天气影响。
（2）生态环保。发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。
3.当前建筑钢结构设计中存在的主要问题
3.1建筑钢结构设计缺乏足够深度
一是有的设计单位在设计钢结构时，钢结构缺乏科学性和合理性，往往采用比较保守的方式，导致耗钢量使用过大，这样就会使造价过高。二是设计存在诸多缺陷。如节点设计构造、制造等都存在较大的设计缺陷，从而给施工造成了诸多不便，这些都是需要解决的重要问题。三是有的设计人员对建筑钢结构设计存在较大盲目性，为了确保其达到设计标准和安全等级，就盲目的增加建筑钢结构的构件，从而导致投资资金过大，特别是导致设计费用的急剧增加。这种不负责任的设计方式已经与当前的市场经济体制不相适应。
3.2建筑钢结构的防火性、防腐蚀性不强
一是缺乏较强的耐火性。从钢材来看，缺乏足够的耐火性，当温度超过400℃时，钢材的屈服强度就只能是室温下强度的1/2。当温度大于600℃时，钢材的刚度、强度就会完全丧失。故此，火灾是危险钢结构建筑物的最大克星。如果钢结构建筑物的防火措施不到位，一旦遭遇火灾，就会被严重破坏。因此，从设计规定来看，当钢材表面高于150℃时，就需要进行隔热防护，特别是一些对防火具有特殊要求的建筑，更需要采用特殊的材料和措施进行隔热防护。二是钢材缺乏较强的耐腐蚀性。因此，如果其环境中有较强的腐蚀性介质，是不能够采用钢结构的。如果钢结构建筑长期受到风霜雨雪的侵蚀，也非常容易出现腐蚀生锈的问题，这样不仅影响钢材料的承载能力，而且会影响钢结构建筑的美观。故此，为了尽可能地做好钢结构建筑防腐措施，当前国内最常用的方式就是在钢结构外增加防护层。从防护层的种类来看，主要有金属类防护层、化学防护层及非金属防护层。在涂装防护层之前，必须做好彻底除锈工作，且要确保防锈及涂层与相关要求相符合。
3.3建筑钢结构的物理性能问题
众所周知，钢材的导热性较强。在建筑钢结构设计时，如果对建筑物外面防护结构对热量吸收能力考虑不周全，或是对室内钢材墙面的设计不到位，就会影响热量的传递效果，从而影响钢结构建筑物的保温性能。此外，钢板具有反射声音的作用。在进行钢结构音乐厅设计时，不仅要考虑到材料的强度，还要考虑诸多方面。如果对建筑钢材结构的吸声能力、吸湿能力等因素考虑不周，就会影响音乐庁的音质效果和噪声控制。
4、建筑钢结构设计的改进措施
4.1在结构形式与布置方面的改进
钢结构有多种形式，如框架、网架、平面桁架、索膜、等结构形式，这些不同的结构，其特点也不相同，故此，在设计时，必须根据实际需要进行科学合理的选型，譬如，在建设轻钢厂房时，因为需要大量的悬挂荷载和移动荷载，故此，就应该在设计时尽量地选用网架结构，而不能够选择门式钢架。在布置钢结构时，必须要考虑到所选结构模式的特征、性质、荷载分布等情况。一般应该按照刚度均匀的要求进行设计，对打荷载、动载进行最有效地控制，使钢结构能够达到最佳的传力效果。
4.2通过利用钢材截面改进设计
当初步确定钢结构的位置和形式后，就应该估算构件结构的截面。做好梁柱截面、断面的假定。从支座以及荷载来看，一般应该确保钢梁截面高度相当于跨度的1/50—1/20之间。在确定截面时，为了确保其计算的准确性，应该尽可能根据梁间侧向支柱之间的距离来确定。通过长细比值，来预估柱截面，其λ值在50-150之间。故此，在设计时，应该选择合适的构建截面。根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的构件截面。
4.3从结构分析进行改进
为了确保结构具有足够的稳定性，故此在进行钢结构设计时，必须充分格外注意。从钢结构建筑来看，梁是主要构件。在设计梁时，必须要对梁的强度和稳定进行验算。在对钢结构建筑的柱子进行设计时，必须要选择好材料，这样才能够确保设计质量。从材料来看，主要有Q235和Q345这两种材料。如果从工程管理的角度进行分析，在主结构上主要采用单一的钢种。如果从经济角度考虑，在截面结合方面，都充分考虑到强度不同的钢材。譬如，如果在进行趋向于稳定控制时，应该选择Q235；如果趋向于强度控制时，则要选择Q345。当前，随着程序技术的发展，可以充分利用结构软件，对整体结构进行优化。通过优化后，我们需要对截面进行调整，还需要考虑到计算长度的参数定义，充分利用模型进行设计。
4.4从节点的设计方面进行改进
在进行结构分析时，必须对节点的形式进行充分地考虑。如果分析不到位，就容易导致模型中的节点与设计中的节点不完全符合。值得注意的是，不同的结构，其传力特点也不同。一般可以将节点分为刚接、半刚接和铰接。在选用节点的时候，必须准确地判断节点的连接方式，以确保设计的合理性与安全性。在节点设计时，还应对施工人员、施工现场环境、吊装安装等所需要的条件进行充分考虑，这样才能确保建筑钢结构设计的科学性和合理性。
结语
总之，建筑钢结构的设计过程中，要对其结构优势有所了解，并对设计中需注意的问题有明确的认识，才能设计出合格的建筑钢结构体系，从而在建筑运用中取得更好的效益。
参考文献：
[1]谢妍，贾茹.建筑钢结构设计现状及存在的问题[J].民营科技，2011（03）
[2]邵大卫.建筑钢结构设计思路及其规范[J].建设科技，2010（10）
关键词：建筑钢结构；设计要点；问题研究
中图分类号：TU3文献标识码： A
1、钢结构設计原则
近年来，在钢结构设计中经常出现失稳事故，造成严重的人员伤亡与经济损失，主要原因是由于以下两方面造成：（1）由于空间网架、网壳结构等新型钢结构的不断出现，造成相关设计者没有足够的时间去了解掌握这些新型结构的设计；（2）由于钢结构设计者缺乏相关设计经验，关于钢结构和构件的整体稳定性概念理解不够清晰，成为钢结构设计中经常出现的薄弱环节。因此，稳定性成为钢结构设计中一个突出的问题，如果处理不好此类问题，将会造成不可估计的损失。所以根据稳定性问题在实际的钢结构设计中的特点，以及未来更好的保证钢结构设计中构件不会丧失稳定性，设计过程中应严格遵守以下三条基本原则：（1）保证整体结构的细部构造和构件的稳定计算，二者必须相互配合，相互统一；（2）在进行结构布置时，必须从整个体系和组成部分的稳定性要求出发，进行全面考虑；（3）必须保证结构计算简图和实际计算方法所依据的简图相一致，这对框架结构的稳定计算起着相当关键的作用。
2、钢结构的特点分析
（1）功能优越。在钢结构建筑中，结构成为形象构成的重要因素，结构的形体、构件、节点从很大程度上导致并制约着建筑的形象。建筑与结构的设计与功能只有做到一体化，才能使建筑更富有功能化以便随后的各个设计环节进行下去，创造出技术与艺术融为一体的钢结构建筑。如中国建筑设计研究院场馆方案外观即为建筑的结构，形象完美纯净，功能与结构达到了完美的统一；还有日本株式会社建筑事务所设计的折叠式方案，屋顶由悬臂的钢架结构支承，可在30分钟内完成开闭的动作，确保全年比赛及活动不受天气影响。
（2）生态环保。发展钢结构对于资源，能源都非常短缺的我国意义尤为重大，因为中国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国。钢材是一种高强度高效能的材料，具有很高的再循环价值，边角料也有价值，不需要制模施工。
3.当前建筑钢结构设计中存在的主要问题
3.1建筑钢结构设计缺乏足够深度
一是有的设计单位在设计钢结构时，钢结构缺乏科学性和合理性，往往采用比较保守的方式，导致耗钢量使用过大，这样就会使造价过高。二是设计存在诸多缺陷。如节点设计构造、制造等都存在较大的设计缺陷，从而给施工造成了诸多不便，这些都是需要解决的重要问题。三是有的设计人员对建筑钢结构设计存在较大盲目性，为了确保其达到设计标准和安全等级，就盲目的增加建筑钢结构的构件，从而导致投资资金过大，特别是导致设计费用的急剧增加。这种不负责任的设计方式已经与当前的市场经济体制不相适应。
3.2建筑钢结构的防火性、防腐蚀性不强
一是缺乏较强的耐火性。从钢材来看，缺乏足够的耐火性，当温度超过400℃时，钢材的屈服强度就只能是室温下强度的1/2。当温度大于600℃时，钢材的刚度、强度就会完全丧失。故此，火灾是危险钢结构建筑物的最大克星。如果钢结构建筑物的防火措施不到位，一旦遭遇火灾，就会被严重破坏。因此，从设计规定来看，当钢材表面高于150℃时，就需要进行隔热防护，特别是一些对防火具有特殊要求的建筑，更需要采用特殊的材料和措施进行隔热防护。二是钢材缺乏较强的耐腐蚀性。因此，如果其环境中有较强的腐蚀性介质，是不能够采用钢结构的。如果钢结构建筑长期受到风霜雨雪的侵蚀，也非常容易出现腐蚀生锈的问题，这样不仅影响钢材料的承载能力，而且会影响钢结构建筑的美观。故此，为了尽可能地做好钢结构建筑防腐措施，当前国内最常用的方式就是在钢结构外增加防护层。从防护层的种类来看，主要有金属类防护层、化学防护层及非金属防护层。在涂装防护层之前，必须做好彻底除锈工作，且要确保防锈及涂层与相关要求相符合。
3.3建筑钢结构的物理性能问题
众所周知，钢材的导热性较强。在建筑钢结构设计时，如果对建筑物外面防护结构对热量吸收能力考虑不周全，或是对室内钢材墙面的设计不到位，就会影响热量的传递效果，从而影响钢结构建筑物的保温性能。此外，钢板具有反射声音的作用。在进行钢结构音乐厅设计时，不仅要考虑到材料的强度，还要考虑诸多方面。如果对建筑钢材结构的吸声能力、吸湿能力等因素考虑不周，就会影响音乐庁的音质效果和噪声控制。
4、建筑钢结构设计的改进措施
4.1在结构形式与布置方面的改进
钢结构有多种形式，如框架、网架、平面桁架、索膜、等结构形式，这些不同的结构，其特点也不相同，故此，在设计时，必须根据实际需要进行科学合理的选型，譬如，在建设轻钢厂房时，因为需要大量的悬挂荷载和移动荷载，故此，就应该在设计时尽量地选用网架结构，而不能够选择门式钢架。在布置钢结构时，必须要考虑到所选结构模式的特征、性质、荷载分布等情况。一般应该按照刚度均匀的要求进行设计，对打荷载、动载进行最有效地控制，使钢结构能够达到最佳的传力效果。
4.2通过利用钢材截面改进设计
当初步确定钢结构的位置和形式后，就应该估算构件结构的截面。做好梁柱截面、断面的假定。从支座以及荷载来看，一般应该确保钢梁截面高度相当于跨度的1/50—1/20之间。在确定截面时，为了确保其计算的准确性，应该尽可能根据梁间侧向支柱之间的距离来确定。通过长细比值，来预估柱截面，其λ值在50-150之间。故此，在设计时，应该选择合适的构建截面。根据构件的受力情况，合理的选择安全、经济、美观的构件截面。
4.3从结构分析进行改进
为了确保结构具有足够的稳定性，故此在进行钢结构设计时，必须充分格外注意。从钢结构建筑来看，梁是主要构件。在设计梁时，必须要对梁的强度和稳定进行验算。在对钢结构建筑的柱子进行设计时，必须要选择好材料，这样才能够确保设计质量。从材料来看，主要有Q235和Q345这两种材料。如果从工程管理的角度进行分析，在主结构上主要采用单一的钢种。如果从经济角度考虑，在截面结合方面，都充分考虑到强度不同的钢材。譬如，如果在进行趋向于稳定控制时，应该选择Q235；如果趋向于强度控制时，则要选择Q345。当前，随着程序技术的发展，可以充分利用结构软件，对整体结构进行优化。通过优化后，我们需要对截面进行调整，还需要考虑到计算长度的参数定义，充分利用模型进行设计。
4.4从节点的设计方面进行改进
在进行结构分析时，必须对节点的形式进行充分地考虑。如果分析不到位，就容易导致模型中的节点与设计中的节点不完全符合。值得注意的是，不同的结构，其传力特点也不同。一般可以将节点分为刚接、半刚接和铰接。在选用节点的时候，必须准确地判断节点的连接方式，以确保设计的合理性与安全性。在节点设计时，还应对施工人员、施工现场环境、吊装安装等所需要的条件进行充分考虑，这样才能确保建筑钢结构设计的科学性和合理性。
结语
总之，建筑钢结构的设计过程中，要对其结构优势有所了解，并对设计中需注意的问题有明确的认识，才能设计出合格的建筑钢结构体系，从而在建筑运用中取得更好的效益。
参考文献：
[1]谢妍，贾茹.建筑钢结构设计现状及存在的问题[J].民营科技，2011（03）
[2]邵大卫.建筑钢结构设计思路及其规范[J].建设科技，2010（10）