钢结构在建筑结构设计中存在的问题及其应对措施

钢结构在建筑结构设计中存在的问题及其应对措施

左哲宇

中冶南方工程技术有限公司深圳分公司广东深圳518028

摘要：钢结构由于具有良好的施工周期短，抗震性能好等优势而成为目前国内外建筑结构当中应用最为广泛的一种。针对目前国内在钢结构设计当中存在的缺乏设计深度、管理机制不完善等问题，国家应加大监督管理力度，同时设计单位在钢结构的设计过程当中应结合建筑使用功能等实际情况进行全面、深入的设计，这样才能实现钢结构设计的科学合理，在确保设计和工程质量的基础上实现经济效益的最大化。

关键词：钢结构；建筑结构设计；问题；解决

1钢结构的优势

1.1能够重复运用，生态环保

随着能源的日渐紧缺以及全球竞争的日趋激烈，生态环保成为各行业健康长远发展的必经之路。而钢材能够进行多次反复的运用，强度大且效能高，其边角材料的利用价值也非常高，可见钢结构具有生态环保的优势。

1.2结构性能优良

与钢筋混凝土结构相比，钢结构具有更大优势：钢结构的生产周期短，生产制作更为简便；钢材料净重比较轻且其本身的结果负荷比较小，降低了建筑施工中地基的资金投入；钢结构有较强的稳定性，抗震性能优良，且结构很少发生断面情况，能够有效保障建筑物的质量。

1.3投资成本低，施工简便

钢结构耗废材料相对混凝土来说要少，各种类型的钢结构组合简单方便，便于安装，只需要花费混凝土施工工期的一半就能完成钢结构安装，外界环境以及季节也不会对钢结构施工造成影响，投资成本低，经济效益高。

2钢结构在建筑结构设计中存在的问题

2.1钢结构设计质量差

钢结构的整个设计环节较为繁琐，需要综合考虑到多方面的因素。设计时需要大量费用，这在一定程度上为钢结构的设计带来了阻碍。与此同时，部分建筑企业缺乏经验，对钢结构建筑采用分包的形式进行，一旦分包单位出现设计上的问题，就会给整个设计质量带来一定的影响，更为严重的情况还会出现安全问题。另外，当前并没有对建筑设计市场上制定相关的法律法规，也没有有效的监督机制，最终导致建筑钢结构设计质量较差。

2.2设计人员专业素质有待提升

我国在钢结构建筑中取得了较为明显的成就，但是我国的钢结构设计起步较晚，与发达国家相比还有很多不足之处，其中最重要的一方面就是钢结构专业设计人员的素质和经验还有待提升。具体体现在专业知识不全面、团队合作经验欠缺、知识体系并不完备，这些都会在钢结构建筑设计中导致问题的出现。钢结构设计人员对于现阶段我国和世界上主要钢材的基本性能都不清楚，这为钢结构建筑的质量埋下了安全隐患。

2.3钢结构节点设计不合理

在钢结构的设计中，节点的设计是其中最为重要的内容之一，要求设计人员在钢结构设计中首先应全面掌握钢结构的具体情况，其次按照规范要求进行细致的分析和计算，在保证钢结构完整性和强度要求的基础上，确定钢结构节点位置和所要达到的标准。但是现阶段不少钢结构设计中，出现了分析模型和设计节点不匹配的现象，对钢结构的稳定性和耐久性带来不少隐患。

2.4盲目模仿相关案例

建筑结构设计应该因地制宜，深入分析所在地域的地理水文情况，并考虑设计要求，不同单位要求侧重点各不相同，国内设计和国外设计要求也不一样。不能盲目模仿国外成功案例，忽略了中国实际情况，导致很多设计模型和概念图非常美观，但是建造过程中出现强度达不到要求或者建筑成本不可控等问题。

3有效提高钢结构设计水平的建议

3.1理论和实践相结合，综合实际情况进行钢结构设计

（1）钢结构设计之前要准确判断设计资料和设计要求是不是相符。一般情况下，钢结构设计适用范围包括多层次的、体型较为复杂的以及跨度比较大的建筑结构设计，高温密以及大幅度振动的设计也适用于钢结构设计。（2）设计人员应进入施工现场进行实地勘察，结合建筑物的使用需求，综合考虑建筑物的安全性、实用性以及经济效益来进行设计，不能一味照搬国外的设计方案或是单纯的追求结构花哨而忽略了其施工的可行性和经济性。

3.2重视和加强深度设计

3.2.1重视钢结构的防腐设计

钢结构如果长时间暴露在空气中，容易受潮湿环境的影响而受到侵蚀，遭受腐蚀之后的钢结构其构建截面会缩小，表面出现锈坑，从而极大地降低钢结构的耐用性及使用寿命。所以，钢结构设计中一定要充分考虑防腐问题。通常情况下，钢结构的防腐设计是在其表面涂抹防腐防锈的材料，注意材料的选择必须具备附着力强等特征，这样才能有效防止钢结构受到氧气和水分子以及氯离子的侵蚀。一般来说，室内钢结构部分需要涂抹的防腐材料厚度为100μm，室内裸露部分的钢结构需要涂抹的材料厚度在150μm～200μm之间，地面和地面以下部分的钢柱柱脚使用C20混凝土进行包裹，并涂抹厚度超过50μm的防腐涂料。需要注意的是，如果建筑物所在区域为酸性环境，则需要使用氯磺化防酸漆来进行防腐保护。

3.2.2重视钢结构抗震性能设计

我国位于两大地震带之间，地震多发决定了我国建筑结构在设计过程中必须考虑到抗震性能。因此，在钢结构设计中一定要保证钢结构均匀和规正的受力模式，柱子与屋架，屋面板与屋架等钢结构之间的连接务必要确保正确、牢固和稳定。此外，选择正确的钢结构位置及支撑形式也能有效提高建筑物的抗震性能，同时要对墙体结构和柱子两者间的高宽比例进行科学合理地调整，这样才能保证钢结构的拉结力和抗震性能良好。

3.3提升设计人员专业素质

钢结构建筑的设计中，设计质量很大程度上受到设计人员素质的影响，为此应针对钢结构设计人员开展定期与不定期专业知识培训与考核，提升专业知识掌握和运用能力，达到提升设计水平的目的。考核的目的在于敦促设计人员不断提升自身能力和钢结构设计水平，同时淘汰不符合规范要求的设计人员。

3.4强化监督机制

众所周知，钢结构设计在建筑设计过程中具有非常重要的作用，钢结构设计的质量能够直接对建筑物的最终质量产生影响。因此，在这种情况下，要与实际情况进行有效结合针对现阶段存在于钢结构设计中的问题进行分析，并且提出有针对性的解决措施。钢结构本身巨野一定的特殊性，所以在针对钢结构进行设计之前，需要对设计单位、承包商各自的资质进行审查，只有符合规定标准和程序的单位才能够进入到设计环节当中。除此之外，还需要在实践中对钢结构制作能力、安装等各个方面的能力进行深入理解，这样有利于制定出科学合理、并且与实际情况相符和的设计方案。承包商或者是设计单位，在针对钢结构进行设计的时候，要从实际角度出发对其进行操作[3]。同时，设计人员在设计时，还要对成本进行综合考量，不能够盲目进行一系列的设计模仿，要从实际出发，保证建筑舒适、安全、稳定的基础上，能够实现钢结构设计质量的有效控制。

结束语

随着我国社会经济的迅猛发展以及人民生活水平的提高，建筑行业也取得了长足进步。目前国内的建筑架构设计中，使用最为广泛的一种就是钢结构设计。与过去传统的混凝土、砖石结构相比，钢结构最大的优势在于力学性能与材料性能都比较稳定。不过，由于我国建筑行业起步晚，相关制度体系不够完善，在钢结构设计等各方面还存在许多问题亟需解决，因此积极探索钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施具有重要的现实意义。

参考文献

[1]吕清海.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨[J].江西建材，2017（17）：20-21.

[2]叶婷婷.钢结构在建筑结构设计中存在的问题[J].四川建材，2017，43（06）：51-52.

[3]张扬波.高层建筑钢结构施工技术要点分析[J].住宅与房地产，2017（05）：186+213.

[4]陈军.土木工程施工中钢结构技术的应用[J].住宅与房地产，2017（03）：209.