浅谈钢结构建筑的设计
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摘 要：本文首先阐述了建筑钢结构设计概述，接着分析了当前建筑结构中钢结构设计中存在的问题，最后对建筑结构设计中钢结构的设计策略进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：钢结构;建筑;设计
1 引言
在建筑工程中钢结构占有非常重要的位置，它的稳定性和强度直接关系着建筑项目的整体质量。因此，相关企业必须在建筑工程的建设中，不断优化钢结构的设计方案，并加大对钢结构的设计力度，从而使得钢结构设计的稳定性以及质量得到提高。
2 建筑钢结构设计概述
钢结构的主要构成部分是钢材，而钢材结构组织比较均匀，在钢结构受力和工程力学设计试验结果一致的情况下，钢结构计算理论就会得到有效应用和完善。钢结构具有制造简单、施工周期短、密封性强等特点，适用于气密性及水密性要求严格的结构中。在社会经济和科学技术水平快速提升的大背景下，钢材耐腐蚀性差、耐热不耐火等问题得到了有效完善，提高了钢材的应用范围。现阶段，我国钢结构建筑细节设计的主要组成部分是杆件连接，其中的关键是应用力学原理科学地处理各个部件的力臂、力矩关系，合理地将各个节点进行有效连接，将其转移到下一步的工程施工过程中。钢结构施工质量在很大程度上体现了钢结构设计的整体水平，设计人员需要根据建筑行业的相关要求和规定，树立先进的钢结构设计理念，制订科学的设计方案。
3 当前建筑结构中钢结构设计中存在的问题
3.1 稳定性问题
如果在建筑工程的施工中使用的钢结构不稳定，则会造成施工项目倒塌，引起工程安全事故。导致这种事故的原因主要是由于设计钢结构的人员，在设计钢结构时没有考虑到钢结构实际能承受的负载，假如设计的钢结构吊装位置缺乏合理性，将导致网架与桁架每个杆的受力程度不一样，容易导致结构严重不稳定。因此，在设计和使用钢结构时，设计师必须和施工人员进行及时的协调沟通，并事先制定相应的对策，来防范钢结构出现失衡问题，这样才能确保钢结构具备较强的安全系数。
3.2 腐蚀问题
由于钢材发生腐蚀的机率非常大，因此，在钢结构的实际使用中，腐蚀问题时有发生，特别是外界环境的湿度特别大时，钢结构腐蚀问题就会非常的严重，如果钢结构被腐蚀，内部组件的承载能力就会大大降低，大规模安全事件的数量就会随之增加。因此，像钢结构混凝土性质的建筑物，由于钢结构发生腐蚀而导致的安全事故发生率高达40%以上。
3.3 防火问题
钢结构的耐腐蚀性和耐热性都比较差，当建筑物的外部或内部温度在430℃以上时，钢结构的负载能力会直线下降。此外，钢结构的防火能力也普遍偏低，如果附近的建筑物发生大火，则会导致在建工程发生安全风险的机率直线增加，稍有不慎将会发生火灾。
4 建筑结构设计中钢结构的设计策略
4.1 对钢结构进行加固设计
在对钢结构进行加固设计时，必须将钢结构的载荷、承载能力和节点性质都考虑在内，并不断对其他钢构件的承载能力进行调整改进。另外，有必要不断加大整个钢结构受力的最大值，同时将空间钢结构的协同性质充分考虑在内，做好钢结构的加固设计，增强整个钢结构的强度，并按照规定对强度进行测试检查。如果想要钢结构的刚度得到增加，可以通过增加支撑点或自振频率等，来提高整个钢结构的刚度和负载能力，从而使得钢结构的稳定性得到提升。而在排架结构中，可以通过加大特定列柱的刚度，来使整个钢结构的水平抵抗力满足实际需求，并提高钢结构的总体刚度。
4.2 构件及节点设计
为了优化钢结构的设计，有必要优化构件的截面，以降低钢结构的设计成本;对于复杂性较高的钢结构，必须严格对每个组件的截面进行验算，尤其是节点模块的设计，这是钢结构设计中非常重要的工作。在此过程中，需要分析等强设计和实际应力问题。在设计中做好焊接，梁腹板和翼缘等板块的设计工作。在进行节点施工时，必须对焊接现场进行严格的检查，并严格按照相关要求对螺栓进行安装紧固，使得每项安装工作可以有序进行。
4.3 防腐设计
在鋼结构的设计中，耐腐蚀性是设计师关注的重点。因此，设计师在对钢结构进行设计时，必须针对施工现场的环境采取相应的措施，防止钢结构发生腐蚀。为了降低钢结构发生腐蚀的机率，可以通过在钢结构上施加耐腐蚀能力较强的材料或者涂层，从而提高钢结构的防腐能力。目前，常用的防腐材料是防锈漆，而防锈漆具体的使用量是根据实际的建筑施工情况来定;另外，根据防腐设计的维保方式选择半永久或者永久性的涂装方式。
4.4 防火设计要点
防火设计也是钢结构建筑中的设计重点，因此，在材料的选择上，必须使用防火耐火性较高的材料。目前，在建筑项目中，必须根据建筑的防火要求以及等级来选择相应的防火材料。在选择材料时，由于涂层较厚、粘性较高的材料，它的防火、耐火性能比较好，因此是非常不错的选择。但在钢结构阻燃材料的选择中，如果较厚的材料无法达到阻燃标准，则可以在此阶段选择相对薄一点的耐火材料，特别是要对吊顶材料做好阻燃和防锈处理。在钢结构防火设计中，防火标准和防护等级作为重要的参考标准，它可以最大限度提高钢结构的防火水平。另外，钢结构的设计应以稳定对称为主，尽量在设计中避免结构扭曲，通过上下贯通的方法使得钢结构的稳定性和连贯性得到保障。在钢结构设计中，使用L形或T形的设计方式，可以确保钢结构的作用完全发挥出来，钢结构的位置如果是在结构外围，则可以使得建筑物的抗扭曲能力和抗变形能力达到最佳。
5 结束语
在建筑行业的快速发展中，建筑钢结构设计面临着很大的机遇和挑战，设计人员需要针对设计过程中出现的问题进行分析，采取合理的解决措施。另外，在现代化建筑钢结构设计过程中，设计人员还应该提升自身的专业素质，不断学习专业知识和理论知识，将理论知识和实践结合起来，充分发挥出建筑钢结构设计的优势，提升建筑工程建设的整体质量，推动建筑行业的快速发展。
参考文献：
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