钢结构设计常见问题分析

摘要：建筑工程的快速发展，促使钢结构广泛应用于建筑工程中，然而钢结构设计的稳定性直接影响着钢结构建筑的整体质量。下面就主要对钢结构设计相关问题进行了简要分析。

关键词：钢结构；设计；特点

中图分类号：TU391 文献标识码： A

引言

在建筑行业，钢结构设计应用的时间已经不短了，我们都知道，建筑钢结构的优点有很多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好，施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大的加快施工进度缩短工期。

一、钢结构设计概述

随着建筑施工工艺的提升，刚性结构建筑施工逐渐取代混凝土施工建设，为了保证钢结构施工建设的质量，拓宽钢结构的施工建设领域。

1、结构布置的依据

钢结构的设计应该从经济和物理两个角度进行判断，一方面，钢结构在施工建设过程中运用时一定要确保其经济成本比较低，能够容易让业主接受；另一方面；为了确保钢结构的设计质量和施工质量，要提升钢结构的物理承受能力，具体表现在结构布局上，这方面应该严格综合考虑其体系特征、荷载的性质、以及分布情况。一般情况下要是力学模型清晰、刚度均匀，要尽量限制的影响范围是，大荷载及其移动荷载等，使它把线路能够直接的传递到基础。尤其要注意的是，柱间抗侧支撑的一定要均匀分布，共形心要尽可能的向风震的作用线靠近，否则就必须考虑整体结构的扭转以及结构抗侧的多道防线。

2、结构分析和工程判定

当代建筑通过计算机软件系统的结构分析技术改变了传统的结构分析方法，提高了分析工作的工作效率，同时也提高了分析数据的高度准确性，然而我们应该意识，鉴于工程在实际施工中会出现很多突发性状况，再加上其地址复杂，所以必须要结合相应的人工实地考察结果来分析软件，只有这样才能使结构分析更具有可操作性。

3、建筑钢结构的特点

（1）材质比较均匀。因为钢材的内部结构是接近于各向同性的且钢材的材质是与力学假定条件的计算，其材质情况的波动范围也比较小且计算比较符合的，因此，由于其实际的受力状态与工程力学计算的结果是较为接近的都能有较好的弹性，前提是保持在一定应力的幅度内且材质方面较好。

（2）强度高，自重轻。钢材结构与钢筋混凝土结构相比钢材的强度比较高，而且钢结构建筑的竖向构件截面面积小，这就增加了建筑的一定程度的使用面积。同时，建筑内部的设计内力在遇到地震外力作用时减小，保证了建筑的稳定性是因为钢结构建筑的自身重量也比较轻。同时建筑物的施工造价还能有效降低。

（3）塑性和韧性好。钢材在一般的压力的作用下，是不会因超载而引起各种断裂和损害的。要使建筑结构整体的应力变得平衡钢材可以分配建筑内部各局部的作用力，这样就可以使结果只是增加了应变值而己。总体来说使钢材适应荷载的能力比较强，原因是钢材结构的塑性和韧性都是比较好的，这就特别是在强震作用下对于用其它材质结构做建设的建筑物的抗震能力要强很多，都能保持钢材结构较好的整体性。

二、钢结构设计中的注意事项

1、钢结构的材质选用

钢结构采用的材质一定是要质量有保证的，应符合国家相关标准，并需要专业人员进行质量合格鉴定后才能使用，毕竟钢结构的材料质量对工程的安全质量有很大的影响。

当建筑的柱网间距比较小的时候，一般采用普通碳素结构钢（Q235-B）就可以达到工程设计的要求。当建筑的柱网间距比较大的时候，或者建筑楼层较高时，就要采用高强度的碳素结构钢（Q345-B）。如果选用Q235-B钢材，则钢梁的高度就比较高，其占用的层高也会较大，使楼层净高减小，用钢量也会增多，而采用高强度Q345-B钢材，虽然材料费会有所增加，但是节约了用钢量并且达到了结构的设计要求。

2、钢结构的基本材料选用

在钢结构应用中需要的钢材种类包括：卷板（开平板）、型钢、中型板等。卷板比较经济实用，当钢结构钢板不太厚的时候，作为腹板和翼缘板就能够达到结构的设计要求；但如果是在较厚的钢板的钢结构构件中，卷板做翼缘板和腹板就不太好，因为卷板的整平过程中不容易达到型钢的平整度，并且整平的过程中板材会出现裂纹。在卷板作为受压杆件的时候，会比型钢易变形，也因变形的原因更容易造成钢结构的失稳，所以较厚的钢板结构里最好不用卷板，要用热轧型钢材。

此外，在型钢以及组焊结的构构件中所用的钢板，其材料的价格基本一致，但组焊结构的构件组焊制作加工费就高达每吨1600元，而型钢的制作加工费一般都是低于每吨1000元的价格。因此，在节约成本的角度上来看，用型钢要比组焊结构的构件好得多。但是在实际的设计中也要具体情况具体分析，设计者要合理的选用型钢，从而避免因使用型钢不当而造成资源浪费。

3、柱间支撑

4、结构框架的梁柱节点

（1）节点域：当柱腹板比较薄的时候，梁柱的连接节点域的抗剪承载力可能不够。如果柱截面钢材采用的是热轧型钢，那么对用柱节点域的补贴补强则比较方便；如果柱截面钢材采用的是H型钢，那么将采用节点域处的腹板直接换为较厚的钢板会更方便施工。

（2）为了实现梁柱节点塑性能够移外到梁端部，对梁端节点需要采取的加强措施如下：①加宽梁端部的上下翼缘板：常用在对钢梁和钢柱弱轴的方向连接；②在梁端的上下翼缘上补贴加强板：在钢梁和钢柱强的轴方向连接，但制作和安装较复杂；③对梁端腹板进行加腋：在钢梁和钢柱强轴的方向连接，其制作安装较简单，但梁底会有凸角，不美观。

5、针对建筑工程的美观要求

结束语

总之，建筑工程的快速发展，促使钢结构广泛应用于建筑工程中，然而钢结构设计的稳定性直接影响着钢结构建筑的整体质量，因此，本文对建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点进行了认真分析与探讨，希望能为所需者提供借鉴。