探析钢结构的优点及钢结构设计

韩兴珍 罗超

杭州铁木辛柯工程设计有限公司 310015

摘要：在我国城市化水平不断提升的背景下，建筑工程领域也获得了比较大的发展。在这个过程中，随着建筑工程领域的技术水平不断提升，对于钢结构的研究也更加深入，成熟的钢结构施工技术体系能够在高层建筑的施工中发挥重要的作用，并提升建筑结构的稳定性，在现代建筑工程技术中具有重要的地位。基于以上认识本文从钢结构建筑的概念出发，探讨钢结构的优势以及钢结构的设计要点，希望该研究能够为钢结构的应用提供一定的思路。

关键词：钢结构；优点；钢结构设计

在建筑行业不断发展的过程中，现代建筑工程中材料以及技术的标准都在提升。钢结构作为一种现代的建筑形式，在建筑施工中有广泛的应用，其本身能够实现较好的结构强度以及稳定性，同时钢材料也能够被循环应用，符合绿色建筑的发展方向，对于提升建筑工程的质量，满足建筑工程多样性的需求具有重要的意义。尽管钢结构在实际应用的过程中表现出了诸多优势，但是钢结构在设计以及施工的环节中也有很多需要关注的技术重点，需要进一步加强钢结构的认识，提升钢结构设计的质量，从而充分发挥钢结构建筑的优势。

1钢结构建筑的概念

对于钢结构的认识以及应用是一个不断深化的过程。从工程建设实践来看，钢结构主要是一种以钢构件作为主要承重结构，进行专业化搭建以及系统。集成的建筑形式钢结构建筑在性能以及稳定性上具有较为明显的优势，其自身的钢材能够循环利用，材料的特性也决定了钢结构的设计具有较强的灵活性，能够满足建筑物抗震性能的要求。在钢结构建筑不断发展应用的过程中，高强度、轻质量的建筑材料也获得了进一步发展。相关材料在很大程度上促进了钢结构的广泛应用，同时也为建筑行业的发展提供了有利条件。对于现代建筑工程领域来说，绿色环保成为工程建设的重点发展方向，建筑行业在发展的过程中需要明确这一发展方向，在提升建筑结构稳定性以及抗震能力的前提下，进一步提升建筑工程的经济性、实用性与绿色环保性。而钢结构材料轻便，技术体系较为成熟，结构部件能够进行批量化的生产，施工效率较高，能够有效的降低施工过程中的成本。与传统的建筑材料相比，钢材料具有较强的结构强度、耐久性，能够保证建筑有较长的使用寿命，提升建筑工程整体的使用效益。

2钢结构的优势

2.1较强的抗震性以可塑性

与钢筋混凝土结构建筑相比，钢结构建筑在稳定性比抗震性能上有更大的优势。钢结构建筑自身的重量较轻，且具有较大的承载力，在发生地质灾害时。能够有效吸收地震波的能量，防止建筑倒塌，从而保障居民的生命安全。此外，钢结构还具有比较强的可塑造性，这一点与钢筋混凝土建筑有很大的区别。钢筋混凝土建筑，如果在质检的过程中发现不合格的情况。需要对大量的施工部分进行拆除，而钢结构建筑仅需要对有问题的结构部件进行替换，拆除即可，有利于降低建筑工程的纠错成本，并保证工程的顺利实施

2.2施工便捷

在实际使用的过程中钢结构建筑在建筑强度以及材料密度方面都有很大的优势。此外，钢结构建筑本身的施工环节较为简单，有利于施工现场的快速部署，推进工程的顺利实施。在施工的过程中，不需要做配合比的作业，因此与钢筋混凝土建筑形式相比，其施工具有较高的便捷性，能够避免出现复杂的施工作业，提高施工的效率。此外，钢结构建筑由于采用大量的钢结构部件进行拼接搭建，因此，在施工的过程中有条件应用大量的机械设备辅助施工，进一步缩短工程建设的周期。

3钢结构建筑设计原则

3.1依据建筑形态选择结构类型

钢结构建筑往往具有较强的抗震性能，这一优势也决定了这种建筑结构被广泛的应用于高层以及超高层建筑中。随着建筑高度的增加，在建筑设计的过程中也需要结合建筑的高度来合理设定相关指标，在不同的高度下对于结构设计的要求也不同，因此在设计的过程中，需要确保钢结构的类型选择能够与建筑的高度充分匹配，满足建筑质量的要求。

3.2充分考虑结构稳定性以及平面利用效果

在对钢结构进行设计的过程中，需要优先考虑结构的稳定性是否能够达到要求，以及平面布置是否合理。优秀的结构设计方案不仅需要能够保证建筑的结构性能，也需要确保现场施工能够顺利实施。这就需要设计人员做好各个设计基础与整体结构的关联性分析。加强对设计细节的优化，通过应用科学的论证方式，确保结构设计方案能够满足建筑结构稳定性的要求，并有利于后续的现场施工。

3.3重视框架整体测算

在钢结构设计中，框架测算是十分关键的设计环节，框架测算的准确性直接影响设计方案的科学性以及框架本身的稳定性。为了确保设计方案能够满足预期，就需要重视对专业书籍的量化分析。并不断优化设计处理，防止在设计的过程中出现参数错误。在对建筑结构稳定性能进行分析的过程中，如果发现存在问题，需要及时的进行改进处理，防止由于设计不当对建筑的质量造成影响。

4钢结构设计的要点

4.1提升钢结构防火防腐的性能

钢结构的建筑虽然具有比较高的结构强度，但是钢材料本身的耐火与防腐蚀的性能却与混凝土有一定的差距，因此在设计钢结构建筑的过程中一定要做好结构部件的防火以及耐腐蚀的处理，可以在关键的结构点进行外包防火砌块，或者涂刷防火涂料处理。同时建筑物的防火处理还可以与建筑的装修工作相结合，在装修中大量采用防火的新型材料，并涂刷防火材料来增加建筑防火的能力，另外为了保证钢结构具有较好的耐腐蚀性，对于钢材料本身应该进行镀锌，或者是喷涂油漆的处理，从而起到比较好的防腐蚀效果。

4.2柱网确定

柱网确定是钢结构建筑十分关键的施工技术，在这个环节中，需要从建筑的平面分割情况出发，结合建筑上梁位置与横截面高度来对建筑结构进行调整，通过应用隐蔽钢梁的形式来确定柱面。在整个过程中需要充分考虑到柱面与外墙的相对位置，确保外墙高粱能够与玻璃高度实现高度匹配，使得设计方案具有较高的合理性。

4.3变形限值

变形限值技术能够较好的解决钢结构建筑在抗侧力方面的要求。在设计的过程中，如果应用钢桁架的方式来提升建筑抗侧力能力，需要保证相关设计符合国家的标准，做好提前计算，确定好钢的用量。如果计算不准确，可能导致工程成本增加，影响工程整体的经济效益。为了保证在有效控制成本的前提下满足建筑抗震能力的要求，可以考虑应用钢结构混凝土组合的结构形式，一方面能够实现对建筑成本的有效控制，另一方面，对于提升建筑结构整体的稳定性也具有重要的意义。

总结：

钢结构是一种重要的建筑结构形式，该建筑结构在稳定性以抗震能力方面均有良好的表现，且由于钢材可以回收利用，因此也有利于绿色建筑的发展。但是在应用钢结构的过程中，需要充分了解钢结构建筑的特点，明确钢结构设计的原则以及特点，准确分析钢结构的受力情况，在此基础上开展设计，提升设计方案的科学性，这对于充分发挥钢结构的优势具有重要的意义。

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