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基于钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析

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甄继超

【摘要】现如今，我国的繁荣发展，促使人们的生活水平正在不断提升，建筑工程同样也在大力建设，能够为人民群众的日常生活、学习与工作带来极大的便利。而在开展建筑工程施工作业期间，钢结构建筑由于其具备高稳定性、经济性、使用寿命长等诸多优势，因此正在广泛、普遍应用并大力建设。而在设计钢结构的过程当中，设计人员必须要不断提高自身的工作水平与专业素养，通过钢结构设计工作的高效开展，从而确保整体建筑工程质量能够提高，促使建筑工程更具稳定性、安全性，可以为钢结构建筑带来更为宏观地社会效益与经济效益。钢结构建筑与混凝土建筑或者是其他建筑相比，在结构设计方面，存在较大的难度，尤其是新阶段出现的新设计理念与不断开发的高强型材料，为钢结构设计带来一系列的挑战。所以，设计人员应对钢结构设计特征要点充分掌握，针对结构设计问题加以科学分析，并采取相应的解决措施。基于此，本文首先针对当前钢结构建筑设计存在的问题展开分析，并视为切入点，同实际情况结合，提出针对性、专业性的设计策略，从而为相关从业人员今后工作的顺利开展带来一定的参考作用。

【关键词】建筑工程;钢结构;结构设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.027

绪论

建筑工程的大力建设，能够为国民日常生活、工作与学习带来极大的便利。而目前钢结构已经属于建筑工程中应用最为普遍的结构形式。而想要促使钢结构建筑整体质量能够提升，保障钢结构建筑的安全性、稳定性与长久性，就必须要对结构设计工作的有效开展投入高度的重视，通过分析设计中存在的主要问題，并且通过一系列改进对策的应用，从而促使钢结构建筑设计水平能够提高，在提升钢结构建筑整体质量的同时，推动建筑行业的长远、稳健发展。

一、建筑钢结构概述

1.建筑钢结构

建筑业为了提高建筑质量，满足人们的生活需要，大量消耗木材材料，将对环境资源造成严重破坏，阻碍生态环境的可持续发展。而一旦采用钢结构，木材数量将大大减少，同时加强结构安全性，提高材料回收率，减少机械工程损失。钢结构施工是指利用钢材生产不同类型的钢构件，如钢载体、钢柱、钢梁和钢板墙等。这些钢构件通过焊接和螺栓连接等形式，形成安全稳定的施工现场体系。钢结构施工具有张拉能力强、抗荷载能力强的优点，同时钢结构安装相对便捷，机械工程不产生大量粉尘等有害气体。与其他结构相比，钢结构具有强度高、韧性好、造价低、抗震能力强等独特优势，目前随着建筑设计的不断深入，钢结构所占的比例也在逐年增加，因此，在施工中要合理选择钢结构，从稳定和效率的角度考虑钢结构的施工要点。

2.建筑钢结构节点分类

（1）刚性连接节点

1）梁的拼接。主要有螺栓连接、焊接连接两种形式。强度上看，前者不如后者，但是前者施工简单，质量控制也比较容易，在现场很多都是使用此类方式，后者的刚度会更好，但是一般都在工厂操作。

2）梁与柱的连接。一般来说，柱与梁的连接都是端板连接。利用2个建筑构件间的端板来完成，通常在低层、高层框架结构中使用，不用在现场焊接。

3）柱和柱的连接。结合柱截面的变化情况，分变截面柱拼接、等截面柱拼接。通常使用第二种方式。

（2）半刚性连接节点

对于半刚性节点，节点的承载力大于连接构件的承载力，但在实际施工过程中，由于这种类型与建筑结构的关系，构件的弹性刚度大于节点的弹性刚度。

（3）铰接连接节点

主次梁的连接，大多数是简支梁连接。但是，如果建筑要求较高，可以采用刚性连接，这种方法比较复杂，但是次梁不需要翼缘处理。

3.高层建筑钢结构设计

与高层建筑的混凝土结构相比，钢结构具有以下优点：首先，钢材料具有良好的强度和较强的抗震性能。另外，钢结构的韧性比混凝土大。二是施工速度较快。钢结构施工多在工厂进行，批量生产，于现场的实际安装不需要铺设大型脚手架。压型钢板可作为混凝土模板的永久模板，无需再制作模板，另外钢结构施工阶层在4d左右，混凝土施工约6d，实际减少了施工时间，使钢结构的施工工期缩短。为了保证结构的安全稳定，设计人员在进行钢结构施工时，必须严格遵循钢结构的设计原则，并在设计过程中注意质量控制，充分考虑建筑物的强度和耐久性，以保证钢结构的稳定性。在钢结构施工中，为了更好地控制建筑物的重量，有必要在保证钢结构施工质量的前提下，减少钢材的使用量，同时在钢结构施工中要考虑建筑的外观美感。一般钢结构分为横向体系和纵向体系两部分，交叉结构体系主要受整个建筑的影响。在设计纵向结构体系时，应考虑钢支撑的强度、工程实施的难度等因素。

二、建筑钢结构设计中存在的问题

钢结构建筑具备经济效益高、稳定性强、施工简便、抗震性能高、节约环保等优势，目前在建筑行业中得到了普遍、广泛的应用，但是，在设计建筑钢结构的过程中，依然存在一定的问题，制约了设计工作