鋼結構的優點及建筑鋼結構設計思路分析

喬昆

摘要：鋼結構是建筑行業中非常重要的一部分。隨著我國房屋建筑數量不斷增加，鋼結構建筑設計逐漸成熟起來。為了發揮鋼結構在建筑行業優勢，本文針對鋼結構連接方式和鋼結構設計要求以及設計思路進行分析和研究，使鋼結構在建筑行業發揮更大優勢。

關鍵詞：鋼結構優點;鋼結構設計;鋼結構材料

一、鋼結構的優點

1.1鋼結構材料強度高、塑性與韌性好

在建筑材料中鋼結構與混凝土以及磚石等材料對比而言，前者強度非常高，因此建筑工程中更適合使用鋼結構，其主要材料是鋼板、熱軋型鋼和薄壁型鋼。由于鋼結構強度高，構件截面小，比較薄這樣確保構件在受到擠壓時能符合要求。另外鋼結構韌性好，這樣使鋼結構在宅在建筑過程中不會因遭到承載力過大而發生變形，并且鋼結構具有很強的抗震性能，在建筑中不會斷裂。因此，鋼結構能適用于各種建筑行業，確保建筑工程項目質量以及安全。

1.2鋼結構材質比較均勻

鋼結構材質要求比較嚴格，要具有良好的機械性能，特別是強度、塑性和韌性，冷熱加工和焊接加工的性能。鋼材在冶煉過程中要求對鋼材質量嚴格把控，確保結構安全可靠。特別是在遭遇臺風和地震情況下，鋼結構能夠避免建筑物被破壞。

1.3鋼結構的制造簡單，施工周期不長

鋼結構整體結構并不復雜，材料比較單一，施工周期短，施工較為方便。鋼結構構件精度高，在安裝上比較容易只需要螺絲和螺母安裝就可以，也可以在地面進行組裝，組裝完成直接用在建筑當中，這樣不僅提高工作效率，同時也能縮短建筑周期。鋼結構的使用簡單，拆裝方便，也給建筑工程帶來更高的施工效率。

1.4鋼結構的重量比較輕

鋼結構與傳統的混凝土材料相比較鋼結構材料比較輕，并且鋼結構密度大，穩定性比較強。由于鋼結構重量比較輕，在運輸上帶來一定便捷。目前我國所使用的鋼結構技術大部分依賴于進口，但是由于我國勞動力廉價，所以在鋼結構制造上都是在國內進行的。鋼結構最大的問題是抗腐性能和耐火性能較差，進而導致鋼結構后期維修費用較高。

二、鋼結構在住宅中的應用及優點

2.1鋼結構住宅自重較輕

鋼結構住宅比傳統混凝土結構住宅較輕，由于鋼結構住宅自重較輕，鋼結構本身具有很好的抗震性，延性也較好，因此無論是遇到地震還是臺風情況發生，都可以大大降低風險。

2.2精度高，施工速度快

鋼結構在建筑工程中優勢很多，其中精度高，施工速度快大大提高工程施工進度，同時鋼結構設計的精度更符合住宅結構的設計要求。另外鋼結構材質均勻也符合力學假定、比較安全可靠。鋼結構一般情況下都是工廠化生產，工業化程度高，施工速度較快，不會導致工期延期，為企業提高經濟效益。

2.3鋼結構住宅自重輕，強度高

鋼結構不像混凝土可以做成方形并且是實心的，鋼結構一般采用的是工字鋼和H型鋼總體用量少，因此鋼結構住宅自重輕，強度高。鋼結構在建筑中也有高層和低層之分，低層一般應用在別墅或低層住宅樓中，高度超高時一定進行鋼結構加固處理，否則會對建筑物穩定造成一定影響，同時為了確保鋼結構抗震性，鋼結構布置也很重要。

三、建筑鋼結構設計的原則

3.1結構整體布置要考慮整個體系與相關組成部分的穩定性

在鋼結構建筑設計時要重點注意，首先是結構整體布置要考慮整個體系與相關組成部分的穩定性，確保建筑工程能夠實現綜合治理，在鋼結構設計時要均勻布置，彈性設計也是很關鍵的，其保證鋼結構的穩定性。

3.2設計結構的細部構造要與構建穩定計算相互配合

鋼結構設計的細步構造要與構件穩定計算相互配合，使結構布置符合建筑工程需要，因此對設計師的要求非常嚴格，特別是要求傳遞彎矩的節點連接和不要求傳遞彎矩節點連接，這兩方面在設計過程中完全是相反的，在出現不均衡的情況向要及時進行糾正。

四、建筑鋼結構設計中應注意的問題

4.1在設計中結構布置應該符合規則性要求

鋼結構在設計中結構布置要符合規則性要求，首先是鋼結構有低層和高層之分，低層不超過3層，一般適用于別墅和公寓建筑，超過9層屬于高層建筑，特別是在小高層對抗震要求非常嚴格，因此對低層和高層提出不同規范和要求。其次是結構上的抗震性能和結構的布置規則之間有著很大的關系，如果結構布置不夠規范，發生地震時很容易損壞，并且對彈性設計需要做彈塑性層間位移動驗算，因此在設計中結構布置盡量要符合規則和要求。

4.2適當調整支撐剪力墻配置

剪力墻比鋼支撐延期性低，在布置上規則要求對稱，這樣在發生地震時延性好的地方地震受到的力度相對小，在實際住宅中鋼結構也存在一定問題，由于平面不規則，導致支撐剪力墻方向偏不對稱，因此要根據實際情況對支撐剪力墻配置及時注意調整，這種方式現在建筑鋼結構中使用非常廣泛，做到合理配置適當調整。

五、結束語

通過上文對鋼結構優勢以及建筑鋼結構設計進行分析可知，鋼結構與傳統結構相對比，無論是使用功能，還是在設計上以及施工等方面都具有相對優勢，設計制造周期短，提高工作效率。工廠與設計一體化，這樣在生產中出現問題及時調整設計和修改起來特別方便，另外鋼結構可以現場安裝，隨著計算機高科技的廣泛應用，通過網絡計算機和數控機床相結合，使設計人員在工作室進行設計和操控，由生產線完成產品，不僅提高效率精準度也高，真正實現保質保量完成工期，進一步提高城市化標準建設水平。

參考文獻

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