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摘 要：钢结构在建筑工程中占有重要位置，作用巨大，其强度、稳定性直接决定着建筑工程的整体质量及使用安全。对此，在建筑工程建设过程中，建设企业也不断优化和创新钢结构的实际方案，以此提升钢结构设计质量和稳定性。
关键词：建筑钢结构工程;设计;注意事项
中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2021）06-0000-00
0前言
随着社会的发展，时代的进步，高层建筑规模及数量日渐增多，缓解了城市可开发土地资源短缺的状况。因为高层建筑本身体重较大，对基础结构的承载负荷能力有了较高的要求。利用钢结构工程设计，可有效提升施工效率，降低成本，提高工程整体效益。
1建筑工程项目钢结构设计的优势
1.1抗裂抗震
砖混结构的建筑工程很容易受温差变化的影响，产生墙体裂缝质量问题。不但会对建筑外墙的保温、防水性和防寒性造成硬性，还会大大缩减建筑工程的使用年限。建筑钢结构与砖混结构相比，在设计时，所用的刚才，具有较强的可塑性与韧性，具有分担墙体承重的作用，可提高高层和超高层建筑物的使用寿命，增强康磊、抗震性能。受到外力作用后，柔性连接设计的钢结构不会发生脆裂，易于恢复和保持建筑原有的结构形态，具有较好的抗裂抗震性能[1]。
1.2耐久安全
与木结构设计和砖混结构设计的建筑工程相比，钢结构建筑工程的材料具有良好的耐腐蚀性、耐久性、安全性能以及良好的保冷性能。
1.3工序简单
钢结构设计中使用的钢构件通常由供应商加工生产，运至施工现场进行组装，具有操作简单，机械化，提升施工进度的优点。
1.4建设成本低、工期短
建筑钢结构的模块化的协调、统一标准，使建筑产业化实现了规模化生产，使建筑前期项目得以更好的完成，确保不同形状、材料和制造方法的建筑构件能够互换通用。除此以外，钢结构早期工程，实现了材料安装和加工一体化，极大的节省了成本，加快了施工进度，改善了房地产开发商资金周转速度，促使建筑物提前投入使用。
1.5建筑钢结构符合超高度、超跨度要求
此钢结构具有均匀性，接近各向同性均质体，具备一定的有强度，较高的弹性模量。密度和强度之比，远低于混凝土与木材。在相同的应力作用下，钢结构重量较小，可以做成大跨度、高度较高的柔性结构形体。
1.6建筑结构的设计与功能一体化
在建筑钢结构设计中，结构是形象构成的重要因素。建筑物的形象取决于结构的形状、构件和节点。将建筑结构的设计和功能融于一体，使建筑更具功能性，最终进行后续设计，进而创造出技术与艺术相结合的建筑钢结构。
2建筑钢结构工程设计的方法
2.1塑性设计法
结构构件的塑性和强度应超于标准载荷的构建与安全系数之积，分析内力结构构建中，往往采用钢塑性分析法，也可采用一阶塑性分析法。允许结构塑性后内力重分布，是塑性设计方法的主要优势，然而，结构和购进要具有一定的延展性。在设计中应严格控制腹板与翼缘的比例。即便塑性设计方法考虑了非线性，可以作为有缺陷的许用应力法，但在结构设计中仍然不能反映出构件和材料的屈服扩展[2]。
2.2容许应力法
在钢结构开展作业时，容许应力法的设计原则为：设计所规范的许用应力要高于结构所计算出来的应力。结构构件的计算应力应符合规定要求，计算采用一阶弹性理论，由去除材料，同时安全系数大于1的极限应力或屈服应力确定。
2.3极限状态法
建筑钢结构工程中，极限状态法设计，可以解决塑性设计法、许用应力法的不足，此种方法是利用抗力来取代荷载分项系数。此前，极限状态法被视为我国市面上常用的设计方法，受荷载作用，结构可在规定时间范围内，达成正常使用和承载力极限状态。承载力极限状态决定着结构的安全，指构件的塑性形变和因断裂造成的结构损伤。
3建筑工程项目钢结构设计要点
3.1根據建筑项目实际情况，合理使用钢结构设计方法
设计人员需根据建筑工程实际施工情况及经济状况，在做好地质水文勘测和分析的前提下，合理使用钢结构设计方法，优化和完善建筑钢结构设计方案，科学计算钢结构破坏机理与力学关系，提升钢结构稳定性和耐久性。
3.2强化建筑钢结构的抗震、抗裂的性能设计
在优化建筑钢结构抗震、抗裂性能设计中，设计人员要遵循简单化、规整化和标准化的设计理念，根据水文地质勘查、周围环境和施工现场等实际情况，依照有关资料，完善建筑基础、屋架、面板和柱体之间的衔接设计方案，研究钢结构支撑形式和配置位置之间的相互作用关系，保证钢结构的抗震性、稳固性[3]。
3.3钢结构梁柱连接
钢结构建筑工程施工设计中，斜梁和柱体的连接方式主要有三种，分别为端板竖放设计方法、端板斜放设计方法和端板横放设计方法。
端板竖放设计方法：适合用于截面柱的建筑工程中。 端板斜放设计方法：适用于连接点弯矩大的建筑工程，可提高钢结构的抗弯性，便于螺栓施工。
端板横放设计方法：具有分担连接点承重压力的作用。
在钢结构梁柱连接设计过程中，端板的连接方式有两种，外伸连接、平齐连接。其中端板外伸连接设计方法，节点数量多，可提升钢结构稳固性。
4建筑钢结构工程设计的注意事项
4.1建筑钢结构工程设计过程中的钢材选取
在建筑钢结构工程设计中，钢材的选取至关重要。
随着我国钢铁工业的迅猛发展，钢材类型较多，从诸多的钢材种类中，选择出适合建筑工程施工的刚才具有一定的难度;
随着钢结构建筑类型的逐渐增多，不同的建筑对钢结构的疲劳应力、强度和变形的要求也有所不同。因此，选择合适的钢材是非常重要的。如果选用的钢材不合格，就不能有效地发挥钢结构建筑的作用。
4.2判断建筑钢结构的适用性
现阶段，钢结构主要被大跨度、形状复杂和大荷载的高层建筑中使用。要求耐高温，易拆卸，能承受大幅度振动，密封严密。所以，在钢结构设计前，须对这些问题展开综合性的分析，同时，还要考虑设计的钢结构是否符合施工要求。
4.3 建筑钢结构受力体系、细部节点设计的注意事项
明确建筑钢结构工程设计方案后，需对钢结构的受力体系和节点进行计算分析。
（1）从钢结构受力体系设计方面来看，目前，很多钢结构工程使用杆系结构，这种结构形式，要求钢材截面尺寸，并且强度大。在生产中，可在现场进行装配，并且部件之间的约束很小。设计的关键是保障构件节点之间连接的稳定性;
（2）对于建筑钢结构工程细部节点设计来说，建筑钢结构工程的设计要求设计内容详细、复杂，所以有必要对节点展进行严格设计。
5建筑钢结构的主要施工技术研究
5.1钢结构焊接技术
钢结构焊接技术在当前的建筑钢结构施工体系当中至关重要，焊接方法多种多样，能够提升焊接水平和焊接质量。在实践中，焊接方法很灵活，可以有效地保证其在混凝土连接过程中的强度和延性。在作业期间，温度的上升会使焊接操作发生改变，影响钢中晶体的排列和钢材的脆性。为避免这样的问题的发生，技术人员需按照图纸设计要求，对各方面进行合理规划。因此，在建设项目实施过程中，充分利用先进的钢结构焊接技术，保证整个施工工作的质量和有效性是非常重要的。
5.2钢结构吊装技术
在当前钢结构施工技术中，吊装技术占有非常重要的地位，它将对混凝土施工质量和鋼结构的实际效果产生很大的影响。所以在施工前，技术人员要遵循起重技术原则，使管理工作有效进行。在首节钢柱吊装施工时，要在预设的填埋场相应位置用地脚螺栓进行连接作业，严格遵守相关顺序和相关原则，确保吊装作业科学合理。进行吊装工序操作时，首先要确认吊装作业的实际高度，根据施工现场的实时情况，进行有序调整。
5.3螺栓连接技术
在钢结构的实际施工中，应充分利用螺栓连接技术，保证钢结构的实际施工质量能达到预期的效果。因为螺栓的力学性能不同，必须根据施工现场的具体情况，科学合理地选择螺栓材料。安装作业时，应按螺栓紧固的有关要求进行，并执行各项标准。
6结语
近年来，随着建筑业的高速发展，建筑钢构工程的应用越来越广泛，不仅限于大跨度结构和轻钢结构，而且也应用于高层建筑。钢结构工程的应用提高了钢结构的抗裂性和耐久性，拓宽了结构空间。因此，有必要对其进行研究和分析。
参考文献
[1] 李坤.建筑钢结构工程设计及其注意事项浅析[J].建材与装饰，2019（36）：102-103.
[2] 唐小锋.建筑钢结构的设计与安装[J].科学技术创新，2018（36）：117-118.
[3]赵文东.建筑钢结构设计要点分析[J].中国标准化，2018（22）：53-54.
收稿日期：2021-05-16
作者简介：宛敏忠（1968—），男，安徽庐江县人，大专，高级工程师，研究方向：结构工程。
Analysis on the Engineering Design of Building Steel Structure and the Matters Needing Attention
WAN Minzhong
（Tongling Municipal Construction Co.， Ltd.， Tongling Anhui 244000）
Abstract：Steel structure occupies an important position in construction engineering and plays a huge role. Its strength and stability directly determine the overall quality and safety of construction engineering. In this regard， in the construction process of construction projects， construction companies also continue to optimize and innovate the actual plan of the steel structure to improve the design quality and stability of the steel structure.
Keywords： Building steel structure engineering; design; matters needing attention
关键词：建筑钢结构工程;设计;注意事项
中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2021）06-0000-00
0前言
随着社会的发展，时代的进步，高层建筑规模及数量日渐增多，缓解了城市可开发土地资源短缺的状况。因为高层建筑本身体重较大，对基础结构的承载负荷能力有了较高的要求。利用钢结构工程设计，可有效提升施工效率，降低成本，提高工程整体效益。
1建筑工程项目钢结构设计的优势
1.1抗裂抗震
砖混结构的建筑工程很容易受温差变化的影响，产生墙体裂缝质量问题。不但会对建筑外墙的保温、防水性和防寒性造成硬性，还会大大缩减建筑工程的使用年限。建筑钢结构与砖混结构相比，在设计时，所用的刚才，具有较强的可塑性与韧性，具有分担墙体承重的作用，可提高高层和超高层建筑物的使用寿命，增强康磊、抗震性能。受到外力作用后，柔性连接设计的钢结构不会发生脆裂，易于恢复和保持建筑原有的结构形态，具有较好的抗裂抗震性能[1]。
1.2耐久安全
与木结构设计和砖混结构设计的建筑工程相比，钢结构建筑工程的材料具有良好的耐腐蚀性、耐久性、安全性能以及良好的保冷性能。
1.3工序简单
钢结构设计中使用的钢构件通常由供应商加工生产，运至施工现场进行组装，具有操作简单，机械化，提升施工进度的优点。
1.4建设成本低、工期短
建筑钢结构的模块化的协调、统一标准，使建筑产业化实现了规模化生产，使建筑前期项目得以更好的完成，确保不同形状、材料和制造方法的建筑构件能够互换通用。除此以外，钢结构早期工程，实现了材料安装和加工一体化，极大的节省了成本，加快了施工进度，改善了房地产开发商资金周转速度，促使建筑物提前投入使用。
1.5建筑钢结构符合超高度、超跨度要求
此钢结构具有均匀性，接近各向同性均质体，具备一定的有强度，较高的弹性模量。密度和强度之比，远低于混凝土与木材。在相同的应力作用下，钢结构重量较小，可以做成大跨度、高度较高的柔性结构形体。
1.6建筑结构的设计与功能一体化
在建筑钢结构设计中，结构是形象构成的重要因素。建筑物的形象取决于结构的形状、构件和节点。将建筑结构的设计和功能融于一体，使建筑更具功能性，最终进行后续设计，进而创造出技术与艺术相结合的建筑钢结构。
2建筑钢结构工程设计的方法
2.1塑性设计法
结构构件的塑性和强度应超于标准载荷的构建与安全系数之积，分析内力结构构建中，往往采用钢塑性分析法，也可采用一阶塑性分析法。允许结构塑性后内力重分布，是塑性设计方法的主要优势，然而，结构和购进要具有一定的延展性。在设计中应严格控制腹板与翼缘的比例。即便塑性设计方法考虑了非线性，可以作为有缺陷的许用应力法，但在结构设计中仍然不能反映出构件和材料的屈服扩展[2]。
2.2容许应力法
在钢结构开展作业时，容许应力法的设计原则为：设计所规范的许用应力要高于结构所计算出来的应力。结构构件的计算应力应符合规定要求，计算采用一阶弹性理论，由去除材料，同时安全系数大于1的极限应力或屈服应力确定。
2.3极限状态法
建筑钢结构工程中，极限状态法设计，可以解决塑性设计法、许用应力法的不足，此种方法是利用抗力来取代荷载分项系数。此前，极限状态法被视为我国市面上常用的设计方法，受荷载作用，结构可在规定时间范围内，达成正常使用和承载力极限状态。承载力极限状态决定着结构的安全，指构件的塑性形变和因断裂造成的结构损伤。
3建筑工程项目钢结构设计要点
3.1根據建筑项目实际情况，合理使用钢结构设计方法
设计人员需根据建筑工程实际施工情况及经济状况，在做好地质水文勘测和分析的前提下，合理使用钢结构设计方法，优化和完善建筑钢结构设计方案，科学计算钢结构破坏机理与力学关系，提升钢结构稳定性和耐久性。
3.2强化建筑钢结构的抗震、抗裂的性能设计
在优化建筑钢结构抗震、抗裂性能设计中，设计人员要遵循简单化、规整化和标准化的设计理念，根据水文地质勘查、周围环境和施工现场等实际情况，依照有关资料，完善建筑基础、屋架、面板和柱体之间的衔接设计方案，研究钢结构支撑形式和配置位置之间的相互作用关系，保证钢结构的抗震性、稳固性[3]。
3.3钢结构梁柱连接
钢结构建筑工程施工设计中，斜梁和柱体的连接方式主要有三种，分别为端板竖放设计方法、端板斜放设计方法和端板横放设计方法。
端板竖放设计方法：适合用于截面柱的建筑工程中。 端板斜放设计方法：适用于连接点弯矩大的建筑工程，可提高钢结构的抗弯性，便于螺栓施工。
端板横放设计方法：具有分担连接点承重压力的作用。
在钢结构梁柱连接设计过程中，端板的连接方式有两种，外伸连接、平齐连接。其中端板外伸连接设计方法，节点数量多，可提升钢结构稳固性。
4建筑钢结构工程设计的注意事项
4.1建筑钢结构工程设计过程中的钢材选取
在建筑钢结构工程设计中，钢材的选取至关重要。
随着我国钢铁工业的迅猛发展，钢材类型较多，从诸多的钢材种类中，选择出适合建筑工程施工的刚才具有一定的难度;
随着钢结构建筑类型的逐渐增多，不同的建筑对钢结构的疲劳应力、强度和变形的要求也有所不同。因此，选择合适的钢材是非常重要的。如果选用的钢材不合格，就不能有效地发挥钢结构建筑的作用。
4.2判断建筑钢结构的适用性
现阶段，钢结构主要被大跨度、形状复杂和大荷载的高层建筑中使用。要求耐高温，易拆卸，能承受大幅度振动，密封严密。所以，在钢结构设计前，须对这些问题展开综合性的分析，同时，还要考虑设计的钢结构是否符合施工要求。
4.3 建筑钢结构受力体系、细部节点设计的注意事项
明确建筑钢结构工程设计方案后，需对钢结构的受力体系和节点进行计算分析。
（1）从钢结构受力体系设计方面来看，目前，很多钢结构工程使用杆系结构，这种结构形式，要求钢材截面尺寸，并且强度大。在生产中，可在现场进行装配，并且部件之间的约束很小。设计的关键是保障构件节点之间连接的稳定性;
（2）对于建筑钢结构工程细部节点设计来说，建筑钢结构工程的设计要求设计内容详细、复杂，所以有必要对节点展进行严格设计。
5建筑钢结构的主要施工技术研究
5.1钢结构焊接技术
钢结构焊接技术在当前的建筑钢结构施工体系当中至关重要，焊接方法多种多样，能够提升焊接水平和焊接质量。在实践中，焊接方法很灵活，可以有效地保证其在混凝土连接过程中的强度和延性。在作业期间，温度的上升会使焊接操作发生改变，影响钢中晶体的排列和钢材的脆性。为避免这样的问题的发生，技术人员需按照图纸设计要求，对各方面进行合理规划。因此，在建设项目实施过程中，充分利用先进的钢结构焊接技术，保证整个施工工作的质量和有效性是非常重要的。
5.2钢结构吊装技术
在当前钢结构施工技术中，吊装技术占有非常重要的地位，它将对混凝土施工质量和鋼结构的实际效果产生很大的影响。所以在施工前，技术人员要遵循起重技术原则，使管理工作有效进行。在首节钢柱吊装施工时，要在预设的填埋场相应位置用地脚螺栓进行连接作业，严格遵守相关顺序和相关原则，确保吊装作业科学合理。进行吊装工序操作时，首先要确认吊装作业的实际高度，根据施工现场的实时情况，进行有序调整。
5.3螺栓连接技术
在钢结构的实际施工中，应充分利用螺栓连接技术，保证钢结构的实际施工质量能达到预期的效果。因为螺栓的力学性能不同，必须根据施工现场的具体情况，科学合理地选择螺栓材料。安装作业时，应按螺栓紧固的有关要求进行，并执行各项标准。
6结语
近年来，随着建筑业的高速发展，建筑钢构工程的应用越来越广泛，不仅限于大跨度结构和轻钢结构，而且也应用于高层建筑。钢结构工程的应用提高了钢结构的抗裂性和耐久性，拓宽了结构空间。因此，有必要对其进行研究和分析。
参考文献
[1] 李坤.建筑钢结构工程设计及其注意事项浅析[J].建材与装饰，2019（36）：102-103.
[2] 唐小锋.建筑钢结构的设计与安装[J].科学技术创新，2018（36）：117-118.
[3]赵文东.建筑钢结构设计要点分析[J].中国标准化，2018（22）：53-54.
收稿日期：2021-05-16
作者简介：宛敏忠（1968—），男，安徽庐江县人，大专，高级工程师，研究方向：结构工程。
Analysis on the Engineering Design of Building Steel Structure and the Matters Needing Attention
WAN Minzhong
（Tongling Municipal Construction Co.， Ltd.， Tongling Anhui 244000）
Abstract：Steel structure occupies an important position in construction engineering and plays a huge role. Its strength and stability directly determine the overall quality and safety of construction engineering. In this regard， in the construction process of construction projects， construction companies also continue to optimize and innovate the actual plan of the steel structure to improve the design quality and stability of the steel structure.
Keywords： Building steel structure engineering; design; matters needing attention