建筑钢结构工程设计及其注意事项沈贵敏

建筑钢结构工程设计及其注意事项沈贵敏

沈贵敏

马泰力克（青岛）建筑系统有限公司山东青岛266109

摘要：建筑行业作为我国经济增长的支柱型产业，在国民经济的发展中占据重要的地位，因此，我国无论在人力、物力、财力，还是国家的政策等方面给予极高的重视度。然而，由于从业人员与施工风险因素的存在，安全问题成为影响建筑质量的重要性指标。特别是建筑钢结构这种新型的技术，更是受到国家的高度关注。建筑钢结构在给我国带来便利的同时也存在一定的安全隐患，如此成功解决建筑钢结构设计中的不足，我们需要从思想与行动上做到高度的统一。

关键词：建筑工程；钢结构；设计；注意事项

1导言

现阶段虽然我国对建筑钢结构的应用越来越广，但由于我国在建筑钢结构工程设计方面的起步比较晚，使得了我国的钢结构工程设计水平要远远落后于国外的发达国家。因此需要相关的设计人员一步一个脚印，不断学习和总结相应的设计经验，以确保我国建筑钢结构工程的设计具有更高的水平，进而促进我国建筑钢结构工程的进一步发展。

2建筑钢结构设计的原则及其应用

建筑钢结构的设计需要遵循三原则:整体性原则，在钢结构设计中整体性原则居于重要的位置，它一定程度上决定了所建钢建筑的使用年限及质量;安全性原则，钢结构作为一个特殊的设计机构，需要遵循物理中力学受力的均衡及衔接的无缝隙，这就要求在设计上降低安全因素;一致性原则，根据房屋建筑的荷载特点，与所建钢结构建筑进行对比分析，在建筑设计中使两者到达高度的统一。三大原则形成一定互相作用、互相协调的整体，在钢结构设计中具有指引性与纲领性的作用，对钢结构建筑的质量提供了智利保障与技术支持。

建筑钢结构设计的应用主要体现在两大方面:一方面是用于日常的公寓、厂房等要求较低的建筑。由于这种类型的钢结构建筑通常是出于临时之需而搭建的场所，因此在设计方面严密性相当较低。因此，钢结构以其结构优化、节省人力、节约能源等优势受到建筑工程的青睐。然而，由于钢结构设计自身的一些弊端，使得建筑钢结构在施工的设计与施工过程存在一定的不稳定的因素，也给建筑工程质量造成了安全隐患。另一方面是国家大型的工程建设及国防建设对建筑钢结构的需求。由于这些建筑具有跨度大、高度大、吨位大等特点，出于经济、环保、持久等方面的考虑，就采用了建筑钢结构设计。这种钢结构建筑能够在承受自身载重的同时为建设提供所需的充足的内部空间，而且在后期的工程结束时可以拆卸循环使用，达到了经济效益与环境效益的高度统一。

3建筑钢结构设计

3.1钢结构的详图设计

由于建筑钢结构的施工主要是根据钢结构的详图设计来进行的，因此为保证建筑钢结构工程的质量，首先就需要做好钢结构的详图设计工作。为了保证详图设计的质量，需要设计人员充分了解和掌握钢结构的组成、所采用的焊接技术，并且对于资深的设计人员进行沟通，从而确保将钢结构的详图设计工作做得更好。

3.2建筑钢结构工程的稳定性设计

做好钢结构的详图设计之后，还需要保证建筑钢结构工程设计的稳定性。而要想实现这一设计目标，需要保证钢结构整体的设计质量，只有钢结构整体具有足够的刚度和强度，才能保证建筑钢结构工程具有更高的稳定性。因此，在实际的设计过程中，需要对建筑钢结构工程的整体刚度以及稳定性方面的系数进行准确地计算，目前在实际的计算过程中常采用的方法主要有折减系数法和临界压力求解法这两种方法。在得出钢结构的刚度和强度系数之后，将其应用到建筑工程中的时候需要努力寻找最佳的平衡状体，从而能够使得建筑钢结构工程整体具有更好的稳定性。

3.3钢结构设计中不同软件对比

建筑钢结构设计领域较为推崇的代表软件有上海同济大学土木工程学院开发的空间钢结构杆系系统3D3S软件及中国建筑科学研究院开发的钢结构设计软件STS.国外软件较为著名的是美国BENTLEY公司的钢结构设计软件STAAD/CHINA及SSDD.其中SSDD可按中国现行规范进行设计。3D3S及STS软件作为结构力学精确计算程序，建模时没有较多的条件限制，能真实反映实际结构力学模型。而STAAD/CHINA及SSDD软件除进行结构分析外，还能对结构分析进行优化设计，做到工程智能化设计。STAAD可选择国内外不同规范对结构设计，可进行涉外工程设计，应用范围广。几款软件各有特点。3D3S优点是与AUTOCAD完全接口，许多命令与AUTOCAD类似，简单明确易于掌握。同时后处理功能比较完善，可生成一系列施工图、节点图、材料表等。STS优点为操作简单、界面友好，是PKPM系列软件的一个模块。对如门式钢架、多高层钢框架、排架及支架结构等常用结构建模方便，常用结构后处理功能强大。节点设计后进行梁、柱节点并归，并绘制梁、柱及节点大样图。STAAD特点为国际国内知名度高，拥有20万用户。分析功能强大，可采用线性、非线性、动力分析等多种方法。软件精确度高，通用性、适应性强，是中国轻钢设计领域的优秀软件。设计师在使用软件时要了解程序中的理论和假定，同时应具有知识、经验、洞察力这样的才能。不能完全依赖软件，要在保证结构安全的同时，能采用更为合理的结构方案。

4建筑钢结构工程设计的注意事项

4.1建筑钢结构工程设计过程中的钢材选择

建筑钢结构工程设计过程中的选材非常重要，主要是因为：我国钢铁工业迅速发展，钢材的种类繁多，要从众多的钢材种类中选出适合某种建筑工程的钢材是有难度的；目前钢结构建筑的种类也在不断增加，不同建筑物对钢结构的强度、变形度、疲劳应力等方面的要求也不一致，因此选择合适的钢材显得至关重要，否则就不能发挥出钢结构建筑的功用。

4.2判断建筑钢结构的适用性

当前钢结构主要用于跨度和荷载较大、体型复杂的高层建筑中。要求其能够承受较高的温度、方便拆卸、能够承受大幅度的振动、密封严实，因此在钢结构设计之前必须要对这些方面进行全面的分析，考虑所设计的钢结构是否适用、能否满足要求。

4.3加强对建筑钢结构受力体系以及细部节点的设计

建筑钢结构工程设计方案确定后，需要立即对钢结构的受力体系以及细部节点进行具体的计算和完善。首先基于钢结构受力体系设计而言，当前很多钢结构都是采用的杆系结构，这种结构要求钢材强度大、截面尺寸小；在生产的时候可以在现场组装、构件之间的约束作用小。因此其设计的重点是保证构件节点之间的连接稳固性。其次对于钢结构建筑的细部节点设计来说，钢结构建筑的设计要求细致且设计内容复杂，都需要对细部节点进行严格的设计。

5结束语

总之，在对建筑工程进行建设中，运用钢结构工程进行设计，不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间，同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势，因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。随着我国城市化进程的进一步发展，高层建筑的数量将会急剧增多，这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。作为相关的设计人员，需要掌握钢结构工程设计工作中的要点，从而保证我国的建筑钢结构工程设计工作能够做得更好，最终促进我国建筑行业更好的发展。

参考文献

[1]邢立涛.浅谈钢结构设计中的稳定性分析[J].科技传播,2010(16).

[2]常凤杰.钢结构设计简单步骤与设计思路[J].黑龙江科技信息,2015(02).

[3]张展飞.建筑钢结构工程设计及质量安全策略分析[J].建筑工程技术与设计,2015(15).

[4]庞赫,汪旭.钢结构住宅建筑设计探讨[J].住宅与房地产,2016,(18):49.

[5]郑廷银.钢结构设计方法的研究进展与展望[J].南京工业大学学报（自然科学版）.2015,(5).