建筑鋼結構工程設計策略研究

彭德望

摘要：為了確保建筑鋼結構工程的建設具有更高的質量，需要在進行鋼結構工程設計的時候，嚴格地按照相應的規范和標準進行設計，并做好相應的設計要點工作，從而為使用者提供更加安全、可靠的鋼結構建筑?；诖耍恼轮饕獙ㄖ摻Y構工程設計及其注意事項進行了研究和分析。

關鍵詞：建筑工程；鋼結構；設計

現階段雖然我國對建筑鋼結構的應用越來越廣，但由于我國在建筑鋼結構工程設計方面的起步比較晚，使得了我國的鋼結構工程設計水平要遠遠落后于國外的發達國家。因此需要相關的設計人員一步一個腳印，不斷學習和總結相應的設計經驗，以確保我國建筑鋼結構工程的設計具有更高的水平，進而促進我國建筑鋼結構工程的進一步發展。

一、建筑鋼結構工程設計的方法

（一）容許應力法

如果將影響結構設計的諸因素取為定值，而用一個憑經驗判定的安全系數來考慮設計諸因素變異的影響，衡量結構的安全度，這種方法稱為定值法，容許應力法就屬于定值法的一種，其設計原則是：其結構計算應力應小于結構構件設計所規定的容許應力。對于結構構件的計算應力要按規定的標準荷載，計算是以一階彈性理論而得到，是以一個去除材料并大于 1 的安全系數的極限應力或是屈服應力而確定的。容許應力主要存在的缺點在于：第一，不能合理的考慮到結構幾何的非線性影響；第二，由于容許應力法采用的是單一安全系數，不能反映出荷載變異和抗力的獨立性等。

（二）半概率法

隨著工程技術的發展，定值法開始轉向概率設計法，首先考慮荷載和材料強度的不確定性，用概率方法確定它們的取值。不過仍然沒有將結構可靠度與概率聯系起來，故稱為半概率法。半概率法的設計表達式仍可采用容許應力法的設計式，但安全系數是多系數分析決定的。

（三）概率極限狀態法

極限狀態法把結構可靠度和概率聯系起來，克服了容許應力法和半概率法所存在的缺陷，這種方法主要是采用荷載分項系數和抗力來替代單一安全系數。目前，極限狀態法以是我國最常用的設計方法。其結構由于荷載的作用，可在一定的周期內達到兩種極限狀態，第一種是正常使用極限狀態，第二種是承載能力極限狀態。承載能力極限狀態所對應的是結構的安全性，主要是指構件的塑性變形、斷裂等造成的結構破壞。

二、建筑鋼結構設計

（一）鋼結構的詳圖設計

由于建筑鋼結構的施工主要是根據鋼結構的詳圖設計來進行的，因此為保證建筑鋼結構工程的質量，首先就需要做好鋼結構的詳圖設計工作。為了保證詳圖設計的質量，需要設計人員充分了解和掌握鋼結構的組成、所采用的焊接技術，并且對于資深的設計人員進行溝通，從而確保將鋼結構的詳圖設計工作做得更好。

（二）建筑鋼結構工程的穩定性設計

做好鋼結構的詳圖設計之后，還需要保證建筑鋼結構工程設計的穩定性。而要想實現這一設計目標，需要保證鋼結構整體的設計質量，只有鋼結構整體具有足夠的剛度和強度，才能保證建筑鋼結構工程具有更高的穩定性。因此，在實際的設計過程中，需要對建筑鋼結構工程的整體剛度以及穩定性方面的系數進行準確地計算，目前在實際的計算過程中常采用的方法主要有折減系數法和臨界壓力求解法這兩種方法。在得出鋼結構的剛度和強度系數之后，將其應用到建筑工程中的時候需要努力尋找最佳的平衡狀體，從而能夠使得建筑鋼結構工程整體具有更好的穩定性。

三、鋼結構設計中存在的問題

首先，對于建筑鋼結構工程設計過程中所使用到的鋼材，有一部分由于生產工藝的問題導致鋼材的質量達不到相應的施工標準。其次，在對鋼結構進行設計的時候，一些設計人員往往忽視鋼結構與建筑工程的整體性要求，經常使得鋼結構的設計獨立于整體建筑之外，這樣導致了鋼結構設計完工之后，出現與建筑物之間的銜接度不夠的情況，這樣勢必導致建筑鋼結構工程的建設質量大打折扣。第三，一些設計師盲目搬規范、套程序，只給出構件布置圖。將應該設計的“節點構造”、“支座詳圖”等都交給加工企業。廠家若做出的圖紙不符合原設計要求，存在質量隱患。

四、建筑鋼結構工程設計的注意事項

（一）建筑鋼結構工程設計過程中的鋼材選擇

建筑鋼結構工程設計過程中的選材非常重要，主要是因為：（1）我國鋼鐵工業迅速發展，鋼材的種類繁多，要從眾多的鋼材種類中選出適合某種建筑工程的鋼材是有難度的；（2）目前鋼結構建筑的種類也在不斷增加，不同建筑物對鋼結構的強度、變形度、疲勞應力等方面的要求也不一致，因此選擇合適的鋼材顯得至關重要，否則就不能發揮出鋼結構建筑的功用。

（二）判斷建筑鋼結構的適用性

當前鋼結構主要用于跨度和荷載較大、體型復雜的高層建筑中。要求其能夠承受較高的溫度、方便拆卸、能夠承受大幅度的振動、密封嚴實，因此在鋼結構設計之前必須要對這些方面進行全面的分析，考慮所設計的鋼結構是否適用、能否滿足要求。

（三）加強對建筑鋼結構受力體系以及細部節點的設計

建筑鋼結構工程設計方案確定后，需要立即對鋼結構的受力體系以及細部節點進行具體的計算和完善。首先基于鋼結構受力體系設計而言，當前很多鋼結構都是采用的桿系結構，這種結構要求鋼材強度大、截面尺寸小；在生產的時候可以在現場組裝、構件之間的約束作用小。因此其設計的重點是保證構件節點之間的連接穩固性。其次對于鋼結構建筑的細部節點設計來說，鋼結構建筑的設計要求細致且設計內容復雜，都需要對細部節點進行嚴格的設計。

五、結束語

在對建筑工程進行建設中，運用鋼結構工程進行設計，不僅能夠使得建筑工程具有更大的跨度空間，同時還存在著安裝便利、造價成本較低等優勢，因此使得其在建筑工程方面的應用越來越廣。隨著我國城市化進程的進一步發展，高層建筑的數量將會急劇增多，這就對鋼結構工程的設計提出了更高的要求。作為相關的設計人員，需要掌握鋼結構工程設計工作中的要點，從而保證我國的建筑鋼結構工程設計工作能夠做得更好，最終促進我國建筑行業更好的發展。

參考文獻：

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