关于钢结构设计要点的具体思考

　　摘要：近年来，国内钢结构建筑的数量逐渐增多，在其设计过程中必须保证对于各要点的严格把控，从而有效提升设计方案的经济性、可行性与合理性。与传统的建筑结构设计相比，钢结构设计提出了更为严格的标准，而且要注重主体结构与细节部分之间的协调，为现场施工作业提供完善的工艺与技术参数，以保证钢结构建筑的整体建设品质。

　　关键词：钢结构,设计,要点

　　1引言

　　在我国钢铁工业快速发展的背景下，钢材产量明显提高，应用钢材作为建筑的主体结构已经成为必然趋势。特别是近年来，国内的用钢政策有了较大的转变，钢材生产也向社会化、商品化、通用化、专业化、标准化的方向发展，为钢结构设计提供了有利的条件。在钢结构设计中，要注重结构受力合理，尽量压低成本，并且保证设计方案新颖性与实用性的有机结合。针对国内钢结构设计的现状，在今后的工作中要加强设计体制、设计理念的改进与完善，并且提高设计人员的专业素质，进而才能保证设计方案的整体质量。

　　2当前我国钢结构设计中存在的具体问题

　　2.1设计标准、规范问题，钢结构在国内建筑行业中的应用日趋广泛，但是在国内建筑主管部门现阶段出台的相关设计标准与规范中，尚存在很多不完善之处。例如：轻钢结构在国内尚处于技术空白，而现行的设计标准与规范则主要是针对钢筋混凝土、砖混等结构体系，从而导致设计中缺少可供参考的标准与规范，而在设计方案的审核中，相关部门也多是依靠经验进行审核，无法准确评估设计方案的安全性、合理性与技术性。

　　2.2专业设计人才缺少，在国内高等院校的建筑专业教学中，涉及钢结构体系的教学内容相对较少。在工程设计单位现有的技术人员中，对于钢结构相关知识、理论，以及设计原则、方法的了解也比较少，实践经验的缺乏也严重影响了设计方案的总体质量。另外，在钢结构设计中，各种专业软件得到了广泛的应用，但是设计人员缺少对于设计协调性与合理性的考虑，难以保证施工工艺与设计的实际应用效果。

　　2.3设计图纸深度不足，在钢结构设计工作中，部分设计单位的专业水平较低，对于一些关键技术与问题缺乏深入的研究，往往只是绘制出构件布置图就算完成任务，个别布置图中只是标注了简单的线条，节点设计中也缺乏具体的分析，一律采用全焊接节点，这样必然会影响到设计图纸的整体品质，对于施工作业的技术指导性功能也难以全面发挥。

　　3钢结构设计的质量控制要点

　　3.1合理确定基础方案

　　在钢结构设计中，为了保证结构主体的安全性、合理性与经济性，应根据项目所在地的地质、水文条件，合理确定基础方案。在钢结构设计过程中，要结合地质勘查结构，最大限度的发挥地基潜力，必要可以进行地基的变形验算。对于项目所在地周围现有的建筑要进行现场查看，并且参照相关资料，合理确定钢结构建筑的基础方案。

　　3.2结构选型与布置

　　在钢结构设计的全过程，必须强调“概念设计”的相关原则与理论，其对于结构选型与布置的影响是不容忽视的。在钢结构设计中，对于一些常见的技术与规范问题，可以依据结构设计中主体系与分体系之间破坏机理、力学关系、试验现象、工程经验与震害等因素的综合分析，从全局的角度出发选择最为合理的结构选型，并且合理布置细节。在钢结构选型与布置中，科学运用概念设计对于早期迅速、有效的进行设计方案构思、比较与选择具有较大的影响。选取的钢结构类型应易于手算、定性正确、概念清晰，尽量避免在结构分析阶段出现繁琐的运算。目前，国内常见的钢结构类型主要有：框架、轻钢、平面架、塔桅、网架、索膜等，具体选用何种钢结构型式要深入分析其不同特点与优劣势。在钢结构的内部布置中，要注意区分单层建筑与多层建筑的差异，特别是在楼层平面主梁、次梁的布置中，应注意荷载的计算，以及传递方向的设计，以保证钢结构建筑的整体稳定性、抗震性与安全性。

　　3.3保温设计

　　在钢结构的保温设计中，“热桥”与“冷桥”问题是较为常见的，针对各种设计问题可以采取以下解决措施：1)进一步优化钢结构建筑保温材料的构造，不但有利于提高建筑的热环境性能，而且合理应用玻璃、硅气凝胶等新型节能墙体材料，也可以达到节能的效果;2)在保温设计中，采取外保温、中间保温的设计方案，可以有效防止因蒸汽的渗透、积累，而导致保温材料受潮的现象。

　　3.4防腐设计

　　由于钢结构建筑在使用中，钢材需要长时间暴露在室外环境中，极有可能能收到各种自然力的侵蚀，生锈老化的现象较为常见，其自身的承载力也会明显下降。因此，在钢结构设计中，必须采取有效的防腐工艺与技术，国内常用的做法主要是采用新型防腐与构造材料。钢结构建筑的常规设计基准期一般为50年，而国内现阶段应用的防腐技术仅能保证20年左右，所以，在设计中必须考虑到一些隐蔽工程的防腐处理，对于外部结构的养护标准也要符合相关规定。

　　3.5正确选用钢材与焊缝质量等级

　　按照国内现行的相关规范要求，在钢结构的设计方案中，应明确标注钢材与焊缝质量等级。在国内现阶段的钢结构设计中，对于焊缝质量等级的要求缺乏明确性，部分项目甚至并没有提及。一般情况下，钢结构建筑使用的钢材要具有屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及硫、磷、碳含量检测合格等特点。在抗震要求较高钢结构建筑的设计时，钢板的厚度应≥40mm，在承受沿板厚方向的较大拉力时，要保证板厚方向的截面收缩率。在钢结构设计中，焊接连接是基本的钢结构连接方法，焊缝质量的优劣直接影响到结构的整体安全，所以，必须根据结构、构件的重要性与受力性能等，合理确定焊缝的质量等级。

　　4总结语

　　总之，在钢结构设计中，必须做到主体部分与细节部分的有机协调，设计人员要综合把握各方面的设计要点，对于设计方案中存在工艺与技术问题要及时加以改进，从而促进工程项目建设的顺利开展。

　　参考文献：

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　　[2]龚政，许君.轻钢结构在房屋加层中的应用[J].安徽建筑，2005，(03).

　　[3]张永生，钱礼平.浅谈多层钢框架工业厂房的设计[J].安徽建筑，2008，(06).

《关于钢结构设计要点的具体思考》

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