鋼結構設計在建筑工程中的應用

孫文

摘 要：與傳統的建筑相比，鋼結構的建筑在質量上不僅具有更勝一籌的優勢，在環保的方面上也是遠勝與傳統的建筑物。同等的工程，鋼結構的建筑不僅能減少房子對鋼材的需求量，同時還能降低建筑物的重量，為承載地的安全提供更多一度的保障。另外在建筑的周期上，采用鋼結構的建筑還能有效的減少工作時間，從而減少施工人員疲勞施工的情況，為工程的消除了相當大的安全隱患，為工程的建筑帶來更多的經濟效益。基于此，文章對建筑工程中鋼結構設計方面的內容進行了分析與研究，以供參考。

關鍵詞：建筑工程；鋼結構設計；應用分析

1 引言

鋼結構本身比混凝土結構、磚石結構等具有良好的優勢，它的優勢不僅體現在材料的性能方面，還體現在力學性能方面。從目前鋼結構設計的發展來看，它的功能不再限于是一種結構工具，而是成為一種中介，在一定的性能系數下可以在建筑中發揮出獨特的作用，為優化建筑的質量提供保證。因此，加強鋼結構設計在建筑工程中的應用分析顯得十分重要。

2 鋼結構設計概論

鋼結構設計要從物理特性和經濟性方面進行判斷：（1）經濟方面，把鋼結構運用到施工建設中，可以在很大程度上節約施工的成本。（2）物理特性，為了保證鋼結構的設計，質量和施工質量，要盡量提高其物理承受力，結合其體系特點、荷載性質和分布特征來進行綜合性分析。通常情況下，不僅要保證力學模型的清晰度以及剛度的均勻程度，還要保證柱間扛側支撐的分布均勻。鋼結構之所以在建材市場占據較大的比例，受到很多施工單位的重視，主要有以下三個方面的原因：（1）鋼材質地均勻。一定應力條件下，鋼結構由于受力而產生的實際彈性和力學計算中的理想數據最為接近，無論是材質還是內部結構都很穩定。（2）鋼材強度比較大。和一般的建筑材料相比，鋼材的強度大，抗震性好。另外，鋼材的體積比較小，在建筑施工時，可用面積大。鋼材的內部結構緊密，自身重量小，遇到突發的自然災害時能夠減輕建筑物的重量，還能使整個工程造價降低。（3）鋼材和其它的鋼筋材料不同，它的可塑性很強，不會因為載重問題出現折斷的情況，這也和鋼材內部對外來作用力的合理分配和對應力平衡的把握有關。

3 鋼結構設計在建筑工程中的優勢

3.1 優良的塑性和韌性

剛結構優良的塑性和韌性具體表現在：建筑在出現超載嚴重或者負載的情況下，鋼結構能夠重新分配作用力，減少建筑的應力變化幅度，避免鋼結構出現斷裂的現象。這一性質也使得鋼結構建筑在抗震方面表現出良好的優勢。在地震發生時，鋼結構建筑可以通過本身發生的彈性和塑性形變，吸收一定程度的地震破壞力，從而達到抗震目的。和多種建筑材料相比之下，鋼結構建筑的抗震性優勢最為明顯，效果最好。

3.2 鋼材料質地均勻

鋼材料自身的材料性能和其在力學計算方面的假定符合度很高。另外一方面，鋼材料的內部組織結構和各項同性最為接近，材料自身波動范圍很小，其彈性在所有的建筑材料中是最為理想的，與此同時，其在一定受力范圍內，屬于完全彈性材料，實際受力和工程力學的計算結果符合度高，所以優勢很明顯。

3.3 鋼結構設計在高層建筑中造價低

當前，鋼結構設計也逐漸應用到高層建筑中，其推廣應用不僅降低了投入成本，而且提高建筑的可靠性和安全性，有利于提高收益。相比于鋼筋混凝土用在高層建筑中，鋼結構的總成本更低，并且其質量也比鋼筋混凝土要輕很多，因此運輸費用就相對較低。鋼結構的使用在一定程度上也可以縮短工程時間，減少人工費和其他因為工期而支付的費用。所以，鋼結構設計在高層建筑中具有良好的造價優勢。

3.4 鋼結構建筑所需的施工時間更短

顯然，鋼結構設計和其他類型的建筑工程相比，其受氣候和環境等外界條件的影響比較小。鋼結構的生產加工是在工廠內部完成的，加工完后直接送到建筑場所組裝即可完工。這就意味著其施工周期比其它類型的建筑施工周期短，對施工場所的周圍環境影響也小，完全符合國家關于文明施工的要求。并且，鋼結構建筑的生產屬于自動化，這在很大程度上降低了人工成本，為企業經濟效益的提高做出很大貢獻。

4 鋼結構設計在建筑工程中的開展

4.1 防火措施

在建筑項目工程當中為了避免鋼結構發生火災事故設計人員通常會在對鋼結構進行防火設計，例如會對鋼結構進行防火涂料保護、防火板保護、混凝土防火保護和鋼結構內通水冷卻保護等保護措施。鋼結構防火設計并不是簡單的對鋼結構進行涂料保護，鋼結構防火設計不僅需要對鋼結構所處部位和防護材料的穩定性與可靠性進行綜合的考慮而且還要對鋼結構與防護措施疊加起來后重量所占用的空間大小、施工的難易程度以及面臨的經濟性等因素給予充分的重視。所以設計人員在對鋼結構防火進行設計時一定要科學合理的選擇好設計方法。

4.2 防腐保護措施

防腐的問題一直以來都是鋼結構設計中的難題，隨著現代建筑的工程逐漸變大，工程的施工時間也越來越長，建筑中的材料在太陽下暴露的時間隨之也越來越長，在已結束的工程中，也會出現難以避免的鋼材暴露情況。這些暴露在外的鋼結構在經過長時間的風吹日曬后，必然會發生不同程度的生銹和老化，從而損壞建筑的美感，其次。人們對于建筑中的這一問題往往忽略，長時間的腐蝕現象對于建筑物來講，過多或少的都會造成一定程度上的危害，建筑物的穩定性和牢固性隨之就會產生一定程度的下降，為人們的居住安全帶來更多的隱患。所以，在鋼結構設計的建筑時，工作人員應盡量避免鋼結構暴露在建筑外，或是對暴露在外的鋼結構采用涂漆、絕緣、防水的措施。還應加強對建筑物的安全宣傳，讓物業過居住人員對建筑的危害有一定的了解，避免發生由腐蝕而造成的危害。

4.3 防污染處理

污染的問題并不僅僅是針對于建筑而言，它的涉及面相當的廣，但建筑中的污染問題在污染的體系中也占據著較大的地位。無論是光污染還是噪音污染或是空氣的污染在建筑中都有所設計，因此，鋼結構的建筑工程要盡量體現出環保的建筑意識，對建筑材料的選取要遵循節能環保的策略，在建筑中的噪音工作人員要做出解決措施，在建筑中也要體現出防噪防污的理念，對建筑物采用最可行的防范措施。例如：針對墻體用隔音的材料，或是在墻上安裝隔音的工具等，都能有效的減少噪音污染。其次，在光污染的防治上，鋼結構的建筑要盡可能的實現光源科學環保安全，讓居民在居住中感到舒適。總之，無論是光污染還是噪音的污染，或是生活污染，鋼結構設計的建筑都應有針對性的對這些問題做出防范，以確保居民的生活環境安全與舒適。

5 結束語

綜上所述，鋼結構因其自身良好的特性在我國建筑行業中得到越來越廣泛的推廣應用。鋼結構不但能夠使建筑周期減短、降低施工成本，還具有良好的環保性和抗震能力，這些性質不僅符合國家可持續發展的要求，也充分保證了整個建筑工程的安全性和可靠性，有助于企業的未來發展。不難看出，鋼結構在未來的建筑領域將會占據很大市場，要加大對鋼結構應用的推廣，從而促進我國建筑行業的快速發展。

參考文獻：

[1] 黃首贊.鋼結構在建筑結構設計應用中存在的問題分析[J].低碳世界，2015（8）：189～190.

[2] 趙根田，劉卉.鋼結構設計在現代建筑中的應用分析[J].建筑設計，2016（9）：44.

[3] 李有力.鋼結構在建筑設計中的應用分析[J].低碳世界，2015（3）：22.

[4] 鄭先元.鋼結構工程施工質量監督中的常見問題及應對措施[J].工程質量，2012（2）：345～346.