钢结构设计在建筑工程中的应用分析

摘要：随着城市化建设进程的加快，城市建筑逐渐增多。科学技术的飞速发展，使得建筑工程中钢结构的设计方法发生了变化。现今，钢结构被广泛应用于建筑工程中，使得钢结构的设计日趋系统化、科学化、合理化。钢结构不同于以往的建筑材料，其能够有效节省资源，避免资源浪费，达到节能减排的目的。但是在目前的建筑工程中，钢结构设计还存在诸多的问题，如果不及时加以解决，就会导致钢结构失去稳定性，严重的会造成人员伤亡。因此，本文对钢结构设计在建筑工程中的应用进行分析。

关键词：钢结构设计；建筑工程；应用

当前，钢结构在中国的发展势头迅猛，已不只是运用在工业建筑项目中，它的适用范围逐渐扩大。比如：摩天大楼、公共设施、桥梁轨道等建筑中都有钢结构的身影。钢结构有着优良的塑性、柔韧度，而且质地优良、成本低廉、绿色环保，极为适合当代建筑的特质要求。 1建筑工程中应用钢结构设计的优点 1.1优良塑性与柔韧度

钢结构有着优良的塑性和柔韧度，这一点是极为关键的。钢结构建筑会在超出其负荷范围的状况下，对各方向的力重新调整，让应力变化回归正常值，避免钢结构出现崩塌的情况。这个特质也使钢结构建筑有着优良的抗震性能。当地震来临时，钢结构建筑利用本身的优良塑性，在很大程度上牵制了地震与其附带的破坏力影响，实现抗震目标。 1.2造价低廉

当前，钢结构在摩天大楼施工过程中也获得了推广，其应用不但提升了高层建筑的安全效能，而且极大地削减了建筑耗费成本，有益于获取更高收益。钢结构相较于以往在此类建筑中常用的钢筋混凝土形式，它所耗费的总成本低廉，并且钢架构的质量也更轻，因而运费成本较低廉。钢结构的运用在很大程度上有益于缩短施工时间，人工成本因而得以降低。综上所述，钢结构在造价成本上有着极大的优势。 1.3快速竣工

我们都知道，钢结构相较于别的建筑项目，其受环境、天气的影响有限，重点是在工厂里面加工完工，再运输到工地上直接安装即可。由此使它的建筑工期较短，对作业周围环境的影响不大，合乎文明施工的需要。并且钢结构在加工、安装等程序中，很多都是依赖机器生产，这就从本质上决定了它适用于工期吃紧的建筑项目。钢结构建筑很大程度上采用自动化生产，高效地削减了人工费用，提升了企业组织的经济利润空间。 2钢结构设计中的问题 2.1设计深度不够

对于紧急的设计任务，设计院往往采取的做法是外包给加工企业，从而造成设计质量得不到保证另外，钢结构设计院承担设计任务的人员一般为毕业不久的研究生他们往往缺乏设计经验，对于结构复杂的构件，通常是按照模板设计、照搬规范要求，对于某些特殊结构不进行必要的检验从一定意义上说，他们进行的是“构件布置图”设计设计图纸往往显得简单粗糙，节点处经常采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”，通常忽略了该连接方法的实用性和安全性加工企业在接到这些施工图之后，由于其缺乏相应的钢结构设计专业人员、对原始设计意图又不了解，

通常生产出来的构件不符合原始设计要求，有些甚至存在严重安全隐患，这些做法无疑是钢结构设计过程中需要完全消除的。 2.2钢结构设计中构件的选择尤为重要

边、角柱地震作用效应放大问题。根据建筑抗震设计规范的规定，进行结构的水平地震作用计算，只有在不进行扭转耦联计算时，才对边、角柱的地震作用效应乘以增大系数，其实就是对不作耦联计算采取的补充措施。现在很多人计算时既考虑扭转耦联，又对边、角柱的地震作用效应放大，这样做显然是不经济的，而且存在设计概念上的错误。 2.3统计的不确定性

统计原理基于大量的数据支撑，从而建立相应的数据函数模型由于工程中数据的获得存在一定难度，就会导致统计信息的缺乏，产生不确定性。模型的不确定性在进行结构的分析之前，需要在相应的假设基础上，利用边界条件等条件建立数学模型由于前提假设的缺陷和人类现阶段理论的不完整性，往往造成所建立的模型存在不确定性。

3钢结构设计在建筑工程中的应用策略 3.1设计人员要尽力合理设计

对于设计人员来说，钢结构住宅设计是要充分考虑实际情况进行精密计算的，但在实际情况中，会出现很多突发性问题，此时设计人员就应该具体问题具体分析了。只有设计者把设计工作渗透到日常的钢结构设计中，才能提高设计能力从而有效的提高工程质量。同时，要充分考虑钢结构部分设计对整体影响和建筑材料的选取。要根据楼层的高度来选择合适的建筑体系，对于选取材料方面也要根据每个设计环节的特点进行选择。 3.2加深钢结构的设计深度

在进行钢结构设计之前，需要先确定设计图纸应用规范是否齐全、正确。如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准；有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明，而这些均已列入了钢结构施工质量验收规范，并作为强制性条文要求，如果设计图纸未加说明，施工和验收就缺乏依据，造成盲目施工和无法验的后果。只有设计秉持精益求精的态度，才能更好的提高建筑工程的施工质量。 3.3截面优化和安装设计

在进行截面优化时，必须综合考虑以下几点：第一，构件强度、稳定验算。截面尺寸的优化必须满足强度、稳定性的要求，从而满足结构设计的安全性要求；第二，刚度要求。截面尺寸在优化时，结构的整体刚度必须满足有关规范规定的变形控制要求，即横梁的最大挠度、柱顶的最大水平位移、吊车轨顶处柱的最大水平位移必须满足有关规范规定的变形限值；第三，构造要求。优化截面尺寸必须满足有关规范的构造要求及使用要求。如柱翼缘的宽厚比、腹板的高厚比等截面尺寸都必须满足有关规定；第四，制作、安装控制条件。优化构件截面尺寸必须满足常规的制作、安装要求。 3.4强调节点设计的科学性

为了顺利实现建筑钢结构设计目标，在建筑钢结构设计要点分析中，强调节点设计的科学性，具有积极的现实意义。强调节点设计的科学性，要求设计人员结合影响建筑钢结构设计的所有因素，在综合分析的基础之上，形成合理的建筑钢结构设计方案，确保建筑钢结构施工符合建筑工程的建设标准。同时，强调节

点设计的科学性，也是确保建筑钢结构设计符合建筑施工标准的前提之一。因此，在实际工作中，强调节点设计的科学性，具有一定的现实意义。 3.5重视局部与整体之间稳定性的关系

避免采用根据经验确定局部稳定性与整体稳定性之间安全系数的方法，加强对钢结构局部稳定性与整体稳定性之间关系的重视程度。根据钢结构工程的实际情况，考察现场、材料等相关因素，科学地计算出一个较为可靠的安全系数，减小误差，提高钢结构稳定性设计的准确性。 结束语：

总之，钢结构自重轻、强度高、工业化程度高等优点，在建筑工程中得到了广泛的应用，同时钢结构建筑还符合国家的可持续发展战略、发展钢结构建筑对提高城市建设水平有很大作用、在钢结构设计中要充分考虑材料的优缺点，综合考虑各方面的因素加强对结构的整体稳定、局部稳定以及平面外稳定的设计，克服结构设计缺陷，避免出现失稳事故，加快钢结构应用领域的发展。 参考文献：

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