建筑結構設計中的鋼結構設計策略分析

么 春 龍

(大同市建筑設計研究院，山西 大同　037006)

0　引言

鋼結構在本質屬性上具備磚混結構以及混凝土結構在建筑上的運用優點。鋼結構的自重較輕、延展性能良好，這一特性使得應用鋼結構的建筑物具備相對良好的抗震能力。鋼結構可被應用于復雜以及具有較大跨度的建筑結構中，滿足建筑結構設計的要求。鋼結構在建筑結構設計中的有效應用對建筑物的穩定性和質量具有積極影響，但鋼結構在結構設計過程中還存在需要改進的地方。

1　鋼結構設計在建筑結構設計中的必要性

在建筑領域，鋼結構指的是利用焊接、熱軋、冷彎等加工技術處理鋼板，使其能夠成為建筑所需的鋼型。輕鋼和重鋼是鋼結構的兩種主要類型，兩者具有不同的優點，可結合實際情況應用在適宜的地方。輕鋼由于自重較輕、所占面積較小，在跨度較小的建筑項目中得到大力推廣。重鋼的自重雖然比輕鋼重，但比鋼筋混凝土輕，常常被用于具有較大跨度的建筑物之中。鋼結構設計作為建筑結構設計中至關重要的組成部分，對建筑的穩定性和安全性具有不可忽視的影響。鋼結構設計涉及到多個環節，任何一個環節的不當便會影響整體。鋼結構設計的好壞會直接影響到建筑物的質量和品質，甚至還會影響建筑行業的整體發展以及鋼結構制造業的發展。因此，結構設計人員要重視鋼結構設計，利用扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗完善和優化鋼結構設計。鋼結構設計涉及到幾何層面的知識，對工作人員的專業技能具有較高要求，在設計時具有一定的難度和挑戰。結構設計人員在設計鋼結構時，要嚴格遵守設計規劃，以建筑項目的施工性質以及工程圖紙為設計導向，將鋼結構的每一個設計要點落實到位，明確整個結構的立體形象，并繪制出相應的設計圖紙，將鋼結構設計的質量問題放在首位。高品質的鋼結構設計離不開具有扎實理論基礎與豐富工作經驗的專業人才。

鋼結構設計涉及到多個環節，每一個環節環環緊扣，任何一個環節的偏差將會影響整體效果和質量。整體是由部分組成的，關鍵部分對整體具有決定性作用。結構設計人員在設計時要重視每一個環節以及每一個構建，將每一個細節落實到位，保證構件的安裝質量，避免在建筑工程后續施工環節出現安全事故或產生安全隱患。在設計鋼結構時，結構設計人員要以相關設計規范和原則為指導，明確設計對構造以及結構受力特點的多方面要求，讓設計的鋼結構質量符合國家的檢測標準。與此同時，不同建筑工程可能具有不同的施工要求，結構設計人員要具體問題具體分析，根據實際情況對鋼結構進行必要的調整和優化，重視對鋼結構關鍵部分的完善，增強建筑結構設計中鋼結構的質量，為建筑項目的順利施工奠定基礎，提升建筑物的質量，從而有效提升建筑企業在市場中的核心競爭力和綜合實力。

2　當前建筑結構中鋼結構存在的不足

穩定是建筑物的基本要求，也是社會公眾關注的要素。根據相關調查數據顯示，鋼結構失穩問題成為導致當前建筑項目鋼結構安全問題的主因。鋼結構失穩在表現形式上具有局部失穩以及由于局部失穩導致的間接整體失穩。當受彎部位的尺寸大小超出了承受范圍時，鋼結構失穩現象便會產生。造成鋼結構失穩的因素有很多，其中最為關鍵的因素是結構設計人員在設計鋼結構時，未能將各個受力點以及支撐作用的關鍵性考慮到位。由于對鋼結構的支撐作用缺乏系統全面的認識，當鋼結構的吊裝位置出現誤差時，網架、桁架的桿件受力會因此發生巨大的變化，進而導致失穩現象的出現。只要有鋼結構，失穩問題便可能發生。鑒于這一情況，相關工作人員要重視鋼結構失穩問題，建立完善系統的防范機制，確保建筑工程的施工質量。

除了鋼結構失穩問題，鋼結構的腐蝕問題也是相關工作人員需要重點關注的問題。鋼材料在抗腐蝕方面略顯不足，當鋼材料處于濕度較大以及具有侵蝕性媒介的環境時，鋼結構會出現銹蝕現象，并加速銹蝕現象的蔓延。建筑結構中鋼結構一旦出現銹蝕現象，構件的承載能力便會被大大削弱，嚴重時甚至會威脅到整個建筑物的安全和穩定，造成安全隱患。根據相關調查數據顯示，木屋架、鋼木屋架、鋼筋混凝土屋架以及鋼屋架均可能產生安全事故，其中由鋼材料腐蝕問題導致的鋼屋架安全事故所占比例頗高。鋼材的耐高溫能力較弱，鋼材的性能會根據溫度的變化而產生差異。當溫度處于430 ℃～540 ℃這個區間范圍時，鋼材的屈服點、抗拉強度、彈性模量會發生巨大的變化，不再具備承載能力。由于建筑物構建的耐火性能不佳，一旦發生火災，鋼結構的承載能力將難以為繼，使得相關解決疏散工作不能及時進行。

3　建筑結構設計中鋼結構的設計策略

3.1　基于鋼結構穩定性的探討

鋼結構的穩定性作為基本要素，相關工作人員要給予高度重視，明確鋼結構設計的相關原則和標準，全面系統的分析鋼結構的布置問題，將鋼結構設計放到建筑整體之中去考量，確保各個環節以及各個系統之間的穩定性。為了有效克服鋼結構出現平面外部失穩問題，結構設計人員要細致處理桁架與框架的平面體系設計問題，讓平面結構構建的平面穩定計算與結構布局協調一致，并適當增加支撐構建，從而有效控制鋼結構的穩定問題。結構設計人員在計算時所參考的簡圖要與結構計算簡圖一致，確保數據的真實性和準確性。設計人員在計算框架柱的穩定計算時，要確保所有條件都符合相關要求。

3.2　基于鋼結構腐蝕問題的探討

鋼結構的耐腐蝕問題是結構設計人員需要重點關注的問題。在設計鋼結構時，設計人員要根據具體情況采用適宜的防腐蝕措施，增強鋼結構的耐腐蝕能力。在建筑物施工過程中，施工人員為了增加建筑外觀的美觀程度，會在鋼結構上噴涂鋁或鋅，由于作為鋁和鋅的化學元素容易發生化學反應，會產生一定的腐蝕作用，進而加劇鋼結構的腐蝕程度。為了有效解決鋼結構的腐蝕問題，施工人員可以在鋼結構上涂抹具有耐腐蝕能力的材料，給鋼結構添加耐腐蝕的防護層，增強鋼結構的耐腐蝕能力。保護涂層具有良好的附著力和電阻力，使得致密輸水能力強，有利于解決鋼結構的腐蝕問題。

3.3　基于鋼結構火災問題的探討

針對鋼結構的防火災問題，結構設計人員在設計之初便要慎重對待這一問題。應對鋼結構防火災問題的措施有很多，如涂抹防火涂層、使用防火板、結構內同冷卻水等。結構設計人員在進行防火設計時需要明確鋼結構所處的位置，選擇性能良好的防護材料。增加防護措施后的鋼結構會增加重量和所占空間，結構設計人員要根據具體情況制定適宜的解決措施，并將施工難度以及經濟因素納入考慮范圍內，將每一個細節落實到位，做好鋼結構的防護措施，優化和完善鋼結構的防火設計。

4　結語

伴隨著鋼結構的逐步發展，結構設計人員關于鋼結構設計方面的理論知識和實踐能力也在逐步增強。在設計鋼結構時，結構設計人員要明確關于鋼結構的相關規范條文，將安全性和穩定性放在設計的首位，萬萬不能為了追求經濟效益的最大化而降低對質量和安全的要求。鋼結構具有優點也具有缺點，結構設計人員要細致考量結構的屈曲，確保建筑結構的穩定性。

參考文獻：

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