董國偉

【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程加快。建筑方面也取得了越來越高的成就，建造了大量的廠房，由于鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、制作相對簡單、工期短等優(yōu)勢，被建筑行業(yè)廣泛使用。其中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的專業(yè)水平會直接影響建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從而對結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和安全穩(wěn)定性上提出了更高要求。這就需要設(shè)計人員不斷的改進、完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。本文從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性著手，分析了目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，以期能夠為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計要點;重要作用

Brief Analysis of the Important Role of Steel Structure Design in Building Structure Design

Dong Guo-wei

（Weihai Kaide Architectural Design Co.， LtdWeihaiShandong264200）

【Abstract】With the development of the economy， the urbanization process has accelerated. The construction industry has also achieved higher and higher achievements， and a large number of workshops have been built. Due to the high strength， relatively simple production and short construction period， the steel structure is widely used in the construction industry. The professional level of steel structure design will directly affect the stability of the main structure of the building. Therefore， higher requirements are placed on the quality and safety of structural design. This requires designers to continuously improve and improve the steel structure design. This paper starts with the importance of steel structure design and analyzes the current steel structure design strategy， in order to provide some reference for the optimization of steel structure design.

【Key words】Building structure;Structural design;Design points;Important role

1. 引言

當(dāng)前我國的經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展，全社會所有行業(yè)中發(fā)展最快的就是建筑行業(yè)。建筑行業(yè)直接關(guān)系著人們的生活環(huán)境，為了保證人們生存環(huán)境的平穩(wěn)健康，我們需要提高建筑設(shè)計的質(zhì)量。其中，鋼結(jié)構(gòu)因具有優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的性能、制造簡單、結(jié)構(gòu)牢固以及預(yù)期壽命長等特點而受到了建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，并成為現(xiàn)階段我國建筑工程中普遍使用的結(jié)構(gòu)形式之一。但是，鋼結(jié)構(gòu)在增強建筑工程質(zhì)量的同時也存在著不足之處，尤其是穩(wěn)定性與易腐蝕等，因此，我們需要加大對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究，在根本上保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的質(zhì)量，一次來保證建筑的質(zhì)量。

2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)指的是通過對鋼板進行焊接、熱軋、冷彎等加工使鋼板形成需要的鋼型。鋼結(jié)構(gòu)可以分為輕鋼、重鋼兩種類型，輕鋼自重與占用的面積都比較小，廣泛應(yīng)用于跨度小的建筑項目中;重鋼的自重比輕鋼肯定要重，但與鋼筋混凝土比，優(yōu)勢還是很明顯的，廣泛應(yīng)用于跨度較大的建筑物中。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成之一就是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計包括將設(shè)計規(guī)劃：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計藍圖變成實體：鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的整個演變過程。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面影響著建筑物的整體質(zhì)量，進而影響建筑業(yè)的發(fā)展;另一方面鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計還影響著現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的發(fā)展，所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。

3. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路和步驟

3.1強化結(jié)構(gòu)布置的合理性。

在實際的設(shè)計工作中，強調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性，是建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析中相對重要的內(nèi)容之一。強調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性，要求設(shè)計人員根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體方案及工程的使用需求，通過強調(diào)結(jié)構(gòu)布置的工作措施的方式，促進建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計目標(biāo)獲得實現(xiàn)。此外，在強調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性的同時，優(yōu)化建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計流程，可以有效的完善建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，促使建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障。因此，在進行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析的環(huán)節(jié)，進一步強調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性也很重要。

3.2穩(wěn)定性設(shè)計。

在具體設(shè)計時，要考慮的首要問題是，注意局部與整體的關(guān)聯(lián)。除滿足強度要求，還要滿足結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性。結(jié)合以往的設(shè)計經(jīng)驗，必須有合理的結(jié)構(gòu)體系，且要注意局部與整體關(guān)聯(lián)的緊密性。要做好這方面的工作，就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，有效規(guī)避使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的因素，合理選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何形狀及尺寸，以滿足強度及穩(wěn)定要求。除此以外，在設(shè)計時，還應(yīng)考慮施工的可實施性，既要滿足結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性要求，又要考慮便于施工、安裝，并在此基礎(chǔ)上考慮其經(jīng)濟性，盡量減少材料用量。

3.3結(jié)構(gòu)分析。

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，通常有利用有限元軟件可以對幾何非線性及鋼材的彈塑性能進行考慮，可以為精確分析結(jié)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。但在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時，則需要建模運行程度，同時還要進一步對結(jié)構(gòu)進行詳細的分析。當(dāng)結(jié)構(gòu)較為簡單時，可以利用手算來對其進行分析。典型結(jié)構(gòu)在對其內(nèi)力和變形進行確定時，可以直接通過工具書來獲得。在對鋼結(jié)構(gòu)進行分析時，需要充分的對建筑物的穩(wěn)定性和安全性進行考慮，特別是對于多層建筑鋼結(jié)構(gòu)，需要布置一定數(shù)量的支撐，從而有效的減少建筑物層間位移的發(fā)生。

3.4構(gòu)件設(shè)計。

在構(gòu)件設(shè)計時，需要合理進行材料的選擇，通常會采用Q235和Q345鋼結(jié)構(gòu)材料。為了確保構(gòu)件設(shè)計能夠具有較好的經(jīng)濟性，則需要選擇不同強度鋼材的截面組合。當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)鋼件設(shè)計時，多會采用單一的鋼種作為主結(jié)構(gòu)。而且結(jié)構(gòu)軟件的應(yīng)用可以對設(shè)計中的結(jié)構(gòu)進行全面的優(yōu)化，并能夠?qū)?yōu)化后的截面進行調(diào)整，確保其能夠達到要求的標(biāo)準(zhǔn)。另外在構(gòu)件設(shè)計時還需要重視模型建立和部分計算參數(shù)。

3.5抗震性能設(shè)計。

鋼結(jié)構(gòu)有一個突出的優(yōu)勢，就是建設(shè)適應(yīng)性非常強，這就能夠讓鋼結(jié)構(gòu)適用于很多的高層建筑物中。但是盡管如此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還是存在很多需要優(yōu)化的方面，比如抗震性能就是優(yōu)化環(huán)節(jié)中要考慮的一個問題。要提升鋼結(jié)構(gòu)抗震性能，就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，了解建筑的抗震需求，考慮結(jié)構(gòu)體系的抗震能力。結(jié)合實際情況，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，準(zhǔn)確選取計算參數(shù)，合理設(shè)計，以確保提升鋼結(jié)構(gòu)的受力性能。設(shè)計時將地震作用下的影響因素考慮周全，將建筑物整體變形及構(gòu)件的局部變形控制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)?？山Y(jié)合當(dāng)?shù)匾酝慕?jīng)驗，對鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能進行優(yōu)化，提高建筑物的抗震性能。為降低造價，應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能進行優(yōu)化，盡量減少用鋼量。

4. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要作用和實際應(yīng)用

4.1設(shè)計方案在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要有意識的對設(shè)計方案之中的重要性進行了解。站在整個施工流程角度來說，設(shè)計方案內(nèi)容的審核與操作顯得十分重要，只有這樣，才能確保方案與實際情況相符。由于整個設(shè)計過程涉及到的時間比較緊張，需要確保設(shè)計的準(zhǔn)確性，保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案具有較高的有效性和實用性。另外，鋼結(jié)構(gòu)本身在結(jié)構(gòu)形式上具有很多種類，不同形式所展示出來的特點也不同。因此，在相關(guān)設(shè)計方案落實之前，需要將上述內(nèi)容考慮在其中，只有這樣，才能確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計之中具備較強的準(zhǔn)確性和有效性。

4.2加強鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計深度。

在針對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，需要提對設(shè)計要求進行仔細的判斷和深入分析。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計大多數(shù)情況下，被應(yīng)用在一些多層次或者是跨度相對比較大的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。因此，在這種情況下，需要在設(shè)計過程中，盡可能保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和穩(wěn)定，實現(xiàn)精益求精的根本目標(biāo)，最大限度建筑工程的質(zhì)量提供有效保障。除此之外，在針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行審核的時候，還需要做好一系列的審核措施，保證設(shè)計關(guān)口的把控，從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效提升。

4.3強化監(jiān)督機制。

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑設(shè)計過程中具有非常重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量能夠直接對建筑物的最終質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在這種情況下，要與實際情況進行有效結(jié)合針對現(xiàn)階段存在于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題進行分析，并且提出有針對性的解決措施。鋼結(jié)構(gòu)本身巨野一定的特殊性，所以在針對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計之前，需要對設(shè)計單位、承包商各自的資質(zhì)進行審查，只有符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和程序的單位才能夠進入到設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中。除此之外，還需要在實踐中對鋼結(jié)構(gòu)制作能力、安裝等各個方面的能力進行深入理解，這樣有利于制定出科學(xué)合理、并且與實際情況相符和的設(shè)計方案。承包商或者是設(shè)計單位，在針對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，要從實際角度出發(fā)對其進行操作。同時，設(shè)計人員在設(shè)計時，還要對成本進行綜合考量，不能夠盲目進行一系列的設(shè)計模仿，要從實際出發(fā)，保證建筑舒適、安全、穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的有效控制。

5. 結(jié)語

總之，鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計工作中，應(yīng)用的越來越多了，那么鋼結(jié)構(gòu)的作用也就越來越大，對建筑質(zhì)量的影響也越來越大。我們再進行細節(jié)控制的時候，需要針對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作容易出現(xiàn)的失誤進行糾正。所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時一定要科學(xué)合理的應(yīng)用鋼材料，在進行鋼設(shè)計時綜合考慮強度、剛度、穩(wěn)定持久性，滿足建筑物的安全使用要求;此外還要結(jié)合設(shè)計的訴求，注意美觀并盡量節(jié)約鋼材料的用量，縮短制造時間，降低成本;完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，促進建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]聶世杰.分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要作用[J].建材與裝飾，2018（22）：98～99.

[2]莫大霖.分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)存在的問題[J].建材與裝飾，2018（22）：99～100.

[3]姜偉.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀及存在問題研究[J].門窗，2015，04：140.

[4]雷鷹.建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題探析[J].門窗，2015，05：131.

[5]雷宏鋼.鋼結(jié)構(gòu)事故分析與處理[M].北京：中國建材工業(yè)出版社，2003.