淺談鋼結構的設計

摘要：本文就從鋼結構設計為出發點展開分析探討，從鋼結構設計的流程以及鋼結構設計中的存在的一些問題以及問題的解決之法進行詳細的分析討論，希望能為建筑業以及鋼結構的進一步發展能夠有所幫助。

關鍵詞：鋼結構設計 流程 存在問題 對策

引言：在我國的建筑領域里，鋼結構被定義為是型鋼和鋼板通過焊接以及螺栓連接或者鉚接而制成的建筑領域中的工程結構。而且由于鋼結構不僅具有自重輕、抗振（震）性好和抗沖擊性好以及可靠性極高，而且制造的工業化程度也較高、還可以能夠準確快速裝配以及施工工期短等特點，所以，我國的建筑業中的鋼結構開始被廣泛應用于我國的工業與民用建筑中。因此，對鋼結構的設計也是越來越受到我國的建筑企業的重視以及社會各方的關注，而且鋼結構的良好設計不僅僅能夠使建筑的安全性能更好，另外還能使建筑的有效期更長，這不論對于企業來說還是對于社會來說都是具有極其重要的社會意義以及經濟效益的。

1.鋼結構的設計流程

鋼結構在我國的建筑領域中占據極其重要的地位，因此對鋼結構的設計的流程各企業也是極其的關注，不僅如此，鋼結構設計流程的制度化以及明確化也是鋼結構設計的基礎以及重要部分，下面就對鋼結構的流程做一個簡單的分析：

第一步，收集工程的資料。收集資料是鋼結構設計的前期準備，也是鋼結構的設計根據。而資料的收集主要是工程的自然環境的資料的收集，這是為了準確的了解鋼結構的使用年限或者腐蝕的問題。而人文的環境，就是人們對建筑的要求，也就是鋼結構如何設計才能符合建筑本身的要求。

第二步，確定鋼結構的結構體系和柱網。首先那就是鋼結構體系，在我國的建筑工程之中鋼結構體系主要還是由橫向結構系統和縱向結構系統組成。所以，對建筑的結構體系那就是確定建筑才有橫向結構體系還是縱向結構體系。而對于柱網而言，鋼結構的柱網的確定一般還是依據建筑的工藝要求、經濟柱距以及跨度、建筑美觀等方面考慮而進行選擇。

第三步，鋼結構設計的荷載及荷載效應的計算。這方面的計算主要是據國家對建筑的要求，對鋼結構的風載，地震荷載，活荷載，吊車荷載進行計算，此外還有要按承載能力極限狀態設計鋼結構時，還應該考慮荷載組合的效應。

第四步，鋼結構的結構構造。我國的鋼結構的主要材料是根據不同鋼型號的物理性能而確定的。也就是建筑之中通常考慮的鋼材的屈服強度和抗拉強度等等。比如，高強螺栓就是根據屈服強度、抗拉強度還有承剪切能力以及抗滑移能力和扭矩值來確定的。

2.鋼結構設計存在的問題及解決之法

2.1鋼結構設計中的腐蝕以及防腐措施

在鋼結構之中，鋼結構的腐蝕問題是鋼結構設計中最大問題，這也是影響鋼結構設計的整體安全應用的重大因素。

對于鋼結構設計中的腐蝕原因，主要是由三種構成：

自然環境的因素，也就是鋼結構所處地方的自然環境的濕度或者空氣的有害氣體對鋼結構的腐蝕。

鋼結構設計的問題。也就是在設計中沒有注意到鋼結構該有的注意點，最典型的就是鋼架與墻體之間沒有預留空間而導致鋼結構與墻體過于緊密，導致腐蝕問題的發生。

對鋼結構設計的施工控制不良，這個主要是指鋼結構的涂料質量控制及施工過程涂膜厚度的檢查不嚴格造成鋼結構的腐蝕問題出現。

要解決鋼結構設計中鋼結構的腐蝕，所以那就從后果與解決方法入手分析。鋼結構的腐蝕生銹主要是能夠造成鋼結構的強度和承載能力降低，以及減少鋼結構的使用壽命，而且腐蝕造成鋼結構變形、斷裂、垮塌就會造成建筑工程難以挽回的損失， 另外就是，鋼結構腐蝕影響建筑物的美觀，所以鋼結構設計中對鋼結構的腐蝕問題也是要極其重視的，所以，解決從以下進行：對鋼結構的外部設計是應該考慮到與外界接觸的因素，而達到盡可能的減少外部自然環境對鋼結構的腐蝕；在對鋼結構的內部設計之時要充分的考慮到墻體對鋼結構帶來的影響，而要做出合理的改變；在對鋼結構施工控制的防腐涂料選擇時要考慮到涂料的防腐年限、保光保色性以及是否便于維修等。

2.2鋼結構設計中鋼結構及連接材料的問題及控制措施

當前我國的鋼結構的設計中在鋼結構及連接材料上的問題主要還是對于鋼的選擇過于草率，也就是說基本是按自己的經驗對鋼進行選擇和運用，而在連接材料是以方便為主，沒有考慮到連接材料在鋼結構設計中起到的特殊性能。要對其解決可以從以下方面入手：

在鋼結構的設計之中首先要考慮的就是受靜力荷載又承受動力荷載，根據這兩樣的專業計算基本確定鋼材的選用范圍。

考慮鋼材的承重情況，也就是要按照抗拉強度、伸長率、屈服強度含量等等對鋼結構的鋼材進行選擇。

設計中的彎曲鋼材的選擇高質量的符合要求的，防止斷裂的產生。

對連接材料的選擇，要求應高于同樣情況的非焊接結構鋼材的質量，還有就是盡可能的保證材料中含碳、硫、磷的量符合規定。

2.3鋼結構設計中鋼材焊接裂縫的問題及解決之法

鋼結構設計中鋼材焊接裂縫的問題也是鋼結構設計中重要考慮的問題，焊接裂縫的產生主要是有兩方面構成：鋼材焊接質量較差以及在對鋼材的運輸中振動而將原始的裂縫加大甚至開裂；鋼結構焊接時使用的焊劑焊條潮濕以及焊接坡口沒有清理， 或者是在用氣體保護焊是，對氣體的純度沒有保證好而使得鋼結構有裂縫產生。

要對上述的問題進行解決，那么對癥下藥是最好的方法，同樣，解決的方法也有兩個：鋼結構的質檢人員應該重視這些鋼材之中的這些焊縫的檢查以及要加強對鋼材焊縫的檢驗力度，不僅如此，在對大板梁等長度較大鋼結構在吊裝運輸過程要保證其受力均勻以及運輸的平和而不是裂縫的產生。

在執行鋼結構設計的鋼材焊接時，一定要做到焊接部位徹底的清理，以及鋼結構制作過程中按規定對對鋼材的保存，還有那就是氣體保護焊時要注意氣孔部位的注意，防止焊接裂縫產生。

結束語：總而言之，鋼結構設計不僅僅是在決定一個建筑工程好壞的決定性因素之一，對建筑的整體設計以及局部工程的設計也是至關重要的。另外，在鋼結構設計中不能僅僅只考慮鋼結構的材料中的優點，更要重視鋼結構設計中材料的缺點。在我國，鋼結構在建筑領域工程中的許多優點已經在建筑領域被廣泛的應用以及借鑒，這些優點能使建筑有一個質的優化，但是缺點也同樣重要，一個微小的缺點就能導致整個工程的坍塌，所以鋼結構的缺點也是不可忽視的。因此，在對工程的鋼結構設計的過程中要全面考慮建筑以及鋼結構的各方面的因素，設計出高質量的鋼結構。

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