淺析鋼結構設計中的常見問題

劉義

摘 要 近年來，我國的工程建設越來越多，鋼結構的應用越來越廣泛。鋼結構可塑性較強，還具有一定的抗震性能，屬于地震集中區域的首選建筑結構，因此在工程設計當中，設計人員需要結合各個建筑工程的實際特點，選擇適合的設計方案，滿足建筑的使用功能。目前鋼結構在設計過程中存在較多問題，本文主要針對鋼結構設計中存在的問題以及改進措施進行了分析。

關鍵詞 鋼結構;結構設計;問題

引言

鋼結構建筑施工工期短、工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產，由此可以獲得更高的經濟效益，所以在建筑物中得到廣泛應用。與傳統的建筑材料相比，鋼結構存在諸多優勢，但也存在一些不足，如果不采取預防措施，很可能引起安全隱患。同時，建筑結構的自身復雜性和具體工程項目的獨特性，對鋼結構的設計要求也越來越高。所以，在鋼結構設計中，應針對具體問題采取有效的措施加以解決。

1鋼結構房屋發展的前景

①綠色環保，效益高。鋼結構環保效果好。鋼結構施工時大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，可回收的材料，在建筑物拆除時，大部分材料可以再生或降解，不會造成很多垃圾。施工速度快，工期比傳統體系至少縮短三分之一，因而可降低綜合造價，綜合造價降低5%。加快資金周轉，大大提高投資效益。②延性好、塑性變形能力強。鋼材塑性好，使鋼結構一般不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞。韌性好，則使鋼結構對動力荷載的適應性較強。鋼材的這些性能對鋼結構的安全可靠提供了充分的保證[1]。

2鋼結構結構設計中存在的問題

（1）鋼結構的防護問題。金屬具有腐蝕性，所以我們必須注意材料的防護性問題，建筑工程師在實際工作中不會考慮材料的防腐蝕能力，而風力，雨水等外部侵蝕會縮短鋼結構的使用年限，尤其是薄腹構件，更會影響整個建筑物的使用安全。部分鋼結構需要被埋在地下，如果對這部分材料的防侵蝕防護不規范，就會嚴重影響到結構的安全。

（2）鋼結構的防火問題。在鋼結構建筑中，使用的建材主要以不易燃燒的鋼材為主，但是鋼材在溫度達到一定數值時，強度會降低，將會影響到整個建筑結構的安全性能，存在極大的安全隱患。所以鋼結構建筑，火災是最大的安全隱患。所以在鋼結構應選擇合適的防火材料和構造方法。

（3）鋼結構的穩定性問題。由于鋼材強度較高，用它制成的構件比較細長，截面相對較小，組成構件的板件寬而薄，因而在荷載作用下容易失去穩定性。在設計中往往容易忽視結構的穩定性分析，而造成結構的失穩破壞。

（4）鋼結構的抗扭問題。在實際工作中，鋼結構梁常常采用工字鋼、H型鋼或槽鋼等開口薄壁截面構件，其抗扭承載力遠低于其抗彎及抗剪承載力。在設計中往往容易忽視結構的抗扭問題，而造成結構的破壞[2]。

3鋼結構結構問題優化措施

（1）注重設計鋼結構的防護。對鋼結構進行防腐蝕和隔熱防護是十分必要的，但在實際操作中，設計人員只重視鋼材的硬度和抗壓能力，忽視了防腐蝕和隔熱能力。因此，鋼結構須采用合適的防腐蝕及防火做法和要求。

（2）選取合適的結構模型。影響鋼結構的整體性能的要素不單單是選材，還有房屋的結構模型。在實際操作過程中，科學合理的設計必須依據實際要求選擇不同的結構模型，從而更好地發揮鋼結構的優勢。

（3）鋼結構的穩定性措施。在設計中應明確鋼結構穩定的基本概念，才可以更好地處理鋼結構的穩定問題。鋼結構在穩定設計應該遵循下列3項基本原則：①結構的整體布置必須考慮各部分的穩定性要求。現在市場結構大多是平面體系設計，因此，如何保證平面結構不出現平面失穩就需要從結構整體布置來考慮，結構構件的平面內外的穩定計算需要和結構布置一致。②結構計算簡圖與實用計算方法的簡圖要一致。用框架柱的穩定來計算，能使柱穩定計算與框架穩定的計算效果相同。而實際上框架種類繁多，在設計中為了減少計算工作就需要假設。框架各柱的穩定參數和桿件穩定計算的常用方法大多是依據一定的假設或典型情況得出的，所以，設計者要明確設計的結構要符合這些設定的條件時才可以正確進行應用。③構件的穩定計算與結構的細部構造要具有一致性、相互配合。設計者處理構造細部時要經常考慮傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節點的連接，盡量減少桿件偏心。

（4）結構構件的抗扭。對于一般鋼結構構件，箱形截面除外，它的抗扭的能力是較弱的。因此在實際的工程設計中，盡量從結構布置上使構件不受扭或者采取各種有效的措施阻止其受扭，若無法避免時，宜采用閉合式的箱形截面梁[3]。

4結束語

綜上所述，在房屋結構設計中，對鋼結構各種性能的考慮要詳盡，對其結構的穩定性進行合理具體的分析，在關注鋼結構優勢的同時，找出因其耐熱能力不強等引起的問題，并提出具體的解決措施，使鋼結構的應用更為廣泛，讓建筑業的發展更為節能化、科學化、美觀化。

參考文獻

[1] 王艷.鋼結構房屋結構設計中常見問題的分析[J].智能城市，2017（12）：97.

[2] 許春龍.民用高層建筑鋼結構設計中的常見問題[J].科技風，2017（14）：111.

[3] 王青.鋼結構房屋結構設計中常見問題研究[J].江西建材，2016（14）：15，19.