钢结构设计中常见问题与措施

钢结构设计中常见问题与措施 钢结构设计中常见问题与措施 摘要：现阶段，相较于钢筋混凝土而言，钢结构在房屋结构设计中取得了更为广泛的应用从整体上来看，钢结构具有良好的外观，较强的抗震性能以及总体本钱低等优点，但是仍然存在较多问题，尤其在设计中最为明显，对此本文分析了钢结构设计中常见问题与措施 关键词：钢结构；设计；常见问题；措施 中图分类号：TU391文献标识码： A 引言 随着社会的开展，建筑行业运用的钢结构技术获得了很大的开展，建筑工程师专业设计水平也得到了很大的开展，增加了设计的强度和硬度所以，为了更好的促进建筑行业的开展，必须要不断的发挥钢结构的作用，并解决好钢结构设计中存在的问题 1、钢结构的优点 钢结构的优点主要表现在它的施工、使用功能以及设计等方面，将钢结构引入中的优势在于：1〕弥补了传统结构的缺乏，分割方便，并大大提高了使用率；2〕钢结构在建筑使用中需要一些新型材料，如轻质墙板等，这些材料本身为绿色材料，有利于缓解能源紧缺的现状【1】；3〕钢结构多使用国家标准型号的型钢，这就易于实现技术的集成化，并大大增加住宅的技术水平与使用功能；4〕钢材本身的工业化程度高，同时又是一种可再生材料，所以满足环保、节能的要求；5〕与其他建筑体系相比，钢结构体系质量较轻，能够有效减少地基的资金入；6〕综合效益高。

2、建筑钢结构设计原那么 总体来说，钢结构在设计过程中需要遵循的原那么主要有两个，即： 1〕整体原那么：过去的钢结构建筑往往都会采用先建筑后结构的方式来完成相关的设计工作，但是钢结构自身会用到一些比拟特殊的材料，同时还会借助一些技术性特别强的计算机软件进行模型的综合，所以最终将设计与结构进行了有机的结合，将两者的目标在同一时间内到达【2】现今，大局部的西方国家的设计公司都严格实施这一理念，但是我国大局部的设计中仍然采用传统的设计理念，使得住房的建筑风格无法满足人们多元化的精神需要； 2〕优化原那么:在这一原那么下应尽量选择比拟薄的截面，并选择拥有稍强刚度的截面与此同时，还应该尽可能地防止选择相关标准中所提出的最小截面例如，?钢结构设计标准?中明确指出，对于钢结构的受力构件不能选择厚度低于4mm的钢板，同时还不能选择厚度低于3mm的钢管；用于钢结构屋架中的角钢构件，在螺栓连接方式下应注意螺栓开孔对截面削弱造成的最小边距的影响等问题 3、钢结构设计中的常见问题 3.1、钢结构的稳定性问题 在房屋结构设计的过程中，设计结构的负荷程度以及是否变形是建筑工程师重点关注的问题，但是结构的稳定性却是常常被忽略的问题。

在厂房的建设过程中，钢结构在稳定性方面会遇到诸多的问题在房屋结构设计的过程中，钢结构的稳定性直接影响着房屋使用的年限，如果在房屋建设的过程中钢结构的稳定性出现了一定的问题，不仅会给建筑工程造成巨大的经济损失，甚至可能威胁到人们的生命平安由此可见钢结构稳定性的重要性，钢结构的稳定性已然成为钢结构的重要设计内容一般而言，在对房屋钢结构分析和计算的过程，首要工作是通过相关数据的测量和分析来建立房屋结构的根本模型，但是在实际建设中，该模型和房屋结构还是存在有一定的差异，相关数据的波动也是比拟大的，在这种情况下就会导致理论的数据和实际的情况不相符，最终对钢结构的稳定性造成影响除此之外，很多建筑工程师对于钢结构的稳定性缺乏全面的了解，同时在实际经验上也是比拟匮乏的，因而也没有意识到钢结构稳定性在房屋结构设计中的重要性要想有效地解决钢结构的稳定性问题，建筑工程师需要加强对钢结构稳定性的了解 3.2、钢材选用质量等级和焊接质量等级的选用问题 国家公布的关于钢结构设计标准书中明确规定钢材料的质量等级必须要有正确的标识，并且需要满足焊接质量等级的相关标准但是在实际的应用过程中，对于选取的材料的质量等级并没有提供较为准确的标准，仅仅是标明了钢材使用材料的类别。

因而需要对钢材材料的质量等级和焊接质量等级进行准确的选用首先，在钢结构的房屋建设过程中所选用的钢材材料需要具备一定的抗压力、负重性好以及可延伸性，同时还需要承受相当强度的冷热冲击根据实际的建设经验，钢材材料在选择的时候要选用Q级以上的碳结构钢以及低合金高强度的结构钢，这样就可以有效的保证保证钢结构的延伸性和韧性除此之外，钢材的焊接需要具备标准的碳含量证书，同时焊接质量等级要高于二级 3.3、钢结构的抗震性设计问题 由于各个地区的地壳活泼程度不一样，有的地区地壳波动程度剧烈而有的地区波动程度较小，因此引发的地震强度也是不同的原先用混凝土构建的房屋为了抵御地震的破坏在地震活泼区和地震稳定区房屋的结构都具有明确的抗震等级分别，但是现如今由于钢结构自身的比拟坚硬，有一定的抗地震作用，因此钢结构的房屋并没有等级之别在利用钢结构进行房屋构造时，必须注重钢结构自身材料的结构形式、承受的地震强度、房屋的长高等因素根据这些因素的不同数值控制构建房屋的长高，调整框架柱与钢框架之间的比例以及上下梁柱与支撑板之间的比例，来改变钢结构的结构类型以增强其抵御不同震级地震的效果 3.4、建筑平安性设计问题 高层建筑不同于一般建筑，人口相对密集，而且不利于紧急状态下的人员快速疏散，因此需要特别注意对建筑平安性的设计，主要包括消防灭火、应急逃生通道、抗震、抗风、防雷电设计等。

对于高层建筑来讲，其受力载荷较大，在剧烈的地质运动及自然条件冲击下极容易发生建筑受力稳定性遭到影响或者破坏、部件结构稳定性下降等现象高层建筑中的防灭火是高层建筑日常平安管理中的重点，如果结构设计中没有完善的消防灭火设施系统以及应急逃生通道，该高层建筑在事实上存在着严重的平安漏洞，一旦发生火灾事故，后果不堪设想在我国很多高层建筑结构设计中对消防灭火、应急逃生通道、防风、防震、防雷电设计均有缺乏，不利于建筑的日常正常使用和管理 3.5、钢结构的防护性问题 在钢材料的防护过程中，防腐蚀和隔热是其中非常重要的两个方面但是建筑工程师在应用钢结构的过程中只注重对钢材硬度和抗压力度的强化，忽略了防腐蚀和隔热的重要性在相关的文件和制度中对钢结构的抗腐蚀和隔热并没有明确的标准，这些情况就导致房屋建设完成后由于外部环境的侵蚀和影响，在一定程度上减少了房屋的使用寿命因而面对这样的情况，相关部门需要制定和出台相关的文件明确钢材的抗腐蚀度，同时钢结构中埋入地下的局部需要进行一定的包装，提高钢材的抗腐蚀性除此之外，钢材料在生产的时候要进行相应的耐火测试，以此作为采用有效防护措施的重要依据 3.6、设计人员专业问题和管理问题 建筑施工对设计方案的要求比拟高，无论建筑施工环境和设备多么的优越，假设没有一支高效技术精湛的钢结构设计队伍，会直接影响建筑施工的工程进度和施工质量的提高。

因此，加强对钢结构设计人员的技能培训，高效管理和提高设计人员的业务水平，是十分必要的然而，在我国的建筑施工过程中，钢结构设计人员之间不能有效地进行配合，密切协作，遇到问题都互相推卸责任，极大地影响了设计方案的合理性，给后续的建筑施工带来很多不便之处另外，目前随着改革开放的不断深入，人们的生活水平得到改善，对钢结构设计的独特性提出了更高的要求传统的单一的设计方案和布局也远不能人们的需求，这不仅给技术人员的专业技术带来挑战，而且还极大的增加了建筑施工中的技术质量管理工作的难度，由于目前的设计人员的技术水平整体不高，不能及时学习先进的技术，再加上不统一的建筑设计和施工方案更进一步激化了各个专业之间的矛盾，给钢结构设计带来很多不利影响 4、对钢结构设计的建议和意见 ①不断提高专业素质，保证结构设计的科学合理性②在对高层建筑进行结构设计时，设计人员需根据建筑需要和建筑周边环境综合考虑设计方案，尽可能到达设计方案的最优化处理③设计人员应注意运用先进的技术手段对建筑内部结构中存在的复杂应力进行科学合理的研究与分析，在结构设计中需考虑各应力的特点和变异特性，防止建筑在施工和使用过程中出现轴向变形、应力变异、结构断裂等现象。

④在对建筑配套系统进行设计的过程中需一方面保证该系统设施的平安稳定性，另一方面要注意尽量简化系统管线路，为系统在使用过程中的维护保养提供便利⑤加强消防灭火、抗震、抗风、防雷电等平安设施设计，保障高层建筑使用中的平安稳定 结束语 进行钢结构设计的时候，要需要根据实际工程的主客观情况，予以灵活的应用，以保证这些设计方法发挥实效性功能，保证钢结构工程设计工作科学有序地开展 参考文献 【1】王志强,刘爽.钢结构设计中常见问题与措施[J].中华民居(下旬刊),2021,06:50. 【2】周玉祥,谭秀成.钢结构设计中的常见问题分析与应对[J].中国建筑金属结构,2021,02:13. 【3】姜学诗.钢结构房屋结构设计中常见问题分析[J].建筑结构,2003,06:3-5. 。