現代鋼結構建筑的設計要點分析

■范佛林 ■尋烏縣城鄉規劃建設局，江西 尋烏 342200

現代鋼結構建筑是以鋼結構為骨架，配合多種復合材料拼裝而成，所有的材料能夠進行批量化、系列化、標準化生產，并且具有環保、功能眾多、成本低等優點，逐漸的取代傳統的鋼筋混凝土建筑結構，已經成為現代建筑產業的一個標志，并且在一定程度上，鋼結構建筑的水平代表了一個國家的建筑水平，由此可見鋼結構建筑的重要性。因此，文章針對現代鋼結構建筑設計要點的研究具有非常重要的現實意義。

1 現代鋼結構建筑的優點分析

(1)建材可循環使用。雖然我國地大物博，但是人均資源、能源非常短缺，鋼結構建筑的建材可以循環使用，有利于環保需求以及可持續發展。鋼結構建筑與傳統混凝土建筑相比，不僅具有客觀的循環再利用價值，還具有更高的能效以及更高的強度，同時在施工的過程中不需要進行建模，這對于推動建筑行業的環保、可持續發展具有非常重要的現實意義。

(2)滿足超跨度、超高度的標準要求。鋼材與各向同性的均質體非常接近，并且具有較高的彈性和強度，其密度小于同等強度的木材、混凝土、磚石等傳統材料，在相同受力條件下，由于鋼結構自重相對較小，因此能夠滿足高度、跨度比較高的結構要求，并且鋼結構具有更加豐富、靈活、多變的結構形體，更好的滿足不同建筑結構的實際需求。

(3)實現建筑的功能化與一體化。建筑結構是現代鋼結構建筑必不可好的重要環節，無論是結構的構件、形體，還是節點等，在一定程度上影響甚至是決定建筑的形象、質量好壞。因此，在進行鋼結構建筑結構設計時，應該盡可能的實現建筑的功能化與一體化，進而建造藝術性和技術性融為一體的現代鋼結構建筑。

(4)建設成本低，工程化程度高。現代鋼結構建筑具有統一標準、模數協調等特點，提高了建筑的工程化程度，實現現代建筑行業的規模化、工業化發展。同時，鋼結構采用一體化加工和安裝工藝，能夠有效的降低施工成本，為施工企業創造更多的經濟效益。

2 現代鋼結構建筑的設計要點分析

(1)鋼結構建筑的建筑構思分析。現代鋼結構建筑的建筑構思，應該重點考慮技術的可行性與可操作性，鋼結構建筑設計應該盡可能的實現結構構思與建筑構思的有機結合。現代鋼結構住宅的構思一方面體現了鋼材的靈活使用，另一方面體現了傳統意義的建筑構思。因此，現代鋼結構建筑設計師必須與機械工程師、設備工程師、結構工程師等進行溝通，通過多方的協調配合，保證鋼結構建筑構思在特定的條件下能夠順利、有序的實施。建筑設計師應該深入的了解各種材料的特性、材料創造的結構形式以及相應的技術等，這樣才能夠保證建筑構思的可行性，同時根據自身的構思相結合，保證鋼結構建筑的創造性獨特性與個性，同時保證建筑結構設計方案的可實施性。

(2)鋼結構建筑節點設計要點分析。鋼結構建筑結構體系與傳統建筑結構體系最大的區別在于節點設計，鋼結構建筑節點設計直接關系到建筑設計的成敗。鋼結構建筑的許多節點都是露明的，露明的節點與中國傳統木結構建筑的榫卯結構相似。通過對鋼結構建筑的節點進行合理的設計，能夠顯示鋼結構建筑特有的結構美感。為了滿足鋼結構建筑的防火需求，一些設計時在進行節點設計時輔以一定的防火設計，例如用防火板材封閉節點或者涂抹防火涂料等，防火板材將鋼結構特有的節點封閉起來，會影響鋼結構節點結構美的體現，涂抹防火涂料既能夠體現鋼結構節點的美感，又能夠起到防火的作用，并且還能夠保持鋼格連接節點的特點，應該進一步的推廣和應用。

(3)預估截面設計要點分析。鋼結構布置完成之后，應該對截面進行預先估算，主要根據是梁柱斷面狀況以及梁柱的大小，根據截面進行仔細的設計。首先，鋼結構的梁通常采用H 型鋼、軋鋼、槽鋼的截面，通過分析支座與荷載，截面的大小介于跨度的2-5%之間;其次，鋼結構的柱截面應該按照長細比進行預估，通常狀況下，其范圍應該控制在50-150 單位之間，在初步選值時應該將其控制在100 單位左右，柱截面的大小應該根據受力狀況確定，選擇合適的軋鋼或者槽鋼;再者，輕型鋼結構與普通鋼結構設計之間存在很大的差別，為了保證每一個構件能夠充分的發揮性能，應該根據具體狀況設計輕型鋼結構，同時利用高科技作業，保持強弱軸方向的正確性，以此降低鋼結構的受力和變形。

(4)地基結構設計要點分析。地基結構設計時鋼結構建筑結構設計的重點，鋼結構過程中應該注意以下要點:在進行地基結構設計之前，應該對施工現場的水文地質條件、分布狀況、荷載大小、建筑物體型等狀況進行調查，并根據施工現場的實際狀況，設計基礎形式;在進行框架結構設計時，為了增加基礎結構的整體性，應該采用交叉梁條地基結構。

(5)網架結構設計要點分析。鋼結構建筑經常遇到網架結構，建筑設計師需要將下部結構與網架結構分開計算和分開設計。首先，假設網架支座剛度無限大，支座剛度相同，然后計算支座反力，然后再傳遞至下部結構。通常狀況下，下部結構為梁、柱等，不僅剛度大，而且差別相對較大，和計算建設剛度無限大相違背，計算的網架內力、支座反力與實際狀況存在很大的差異，因為網架內力與反力分配和剛度大小存在密切的關系，網架與下部結構分開計算，導致結果存在較大的誤差。但是，在現實應用的過程中并沒有出現工程事故，原因是鋼網架結構為高次超靜定空間結構，并且鋼材具有良好的彈塑性，不會導致桿件破壞或者斷裂，不至于出現工程事故。

(6)鋼材焊接要點。鋼材焊接施工是鋼結構的重點，如果焊接施工出現問題，將會影響鋼結構施工質量。因此，在進行鋼材焊接施工時，應該將焊接部位徹底清理干凈，按照焊接施工相關規定保管和存放鋼材，高度重視氣孔部位施工，避免在焊接施工的過程中出現裂縫。

(7)鋼結構構件設計要點。鋼結構構件設計要點主要包括以下幾個方面:首先，做好材料選購工作，需要創建一套健全的材料采購監督體系，以此保證設計材料的質量;其次，為了防止在施工的過程中出現技術問題、質量問題，應該選聘綜合素質高的技術人員和施工人員，并加強對設計人員和施工人員的培訓和再教育，為鋼結構構件施工質量奠定可靠的技術保障。

3 結束語

總而言之，現代鋼結構設計是一個復雜的系統工程，在設計的過程中應該嚴格控制各個設計要點，并不斷的改進和創新設計方法，提高設計水平和效率。同時，鋼結構建筑設計師應該在實踐的過程中不斷的探索和積累經驗，以此保證鋼結構建筑設計的科學化、規范化以及標準化，實現現代鋼結構建筑行業的健康、穩定、可持續發展。

［1］劉琳.關于鋼結構設計要點的思考［J］.民營科技，2011(11):339.

［2］陳超.多層鋼結構住宅的結構設計要點分析［J］.門窗，2014(3):199.