浅谈钢结构的设计

摘要：本文就从钢结构设计为出发点展开分析探讨，从钢结构设计的流程以及钢结构设计中的存在的一些问题以及问题的解决之法进行详细的分析讨论，希望能为建筑业以及钢结构的进一步发展能够有所帮助。

关键词：钢结构设计 流程 存在问题 对策

引言：在我国的建筑领域里，钢结构被定义为是型钢和钢板通过焊接以及螺栓连接或者铆接而制成的建筑领域中的工程结构。而且由于钢结构不仅具有自重轻、抗振（震）性好和抗冲击性好以及可靠性极高，而且制造的工业化程度也较高、还可以能够准确快速装配以及施工工期短等特点，所以，我国的建筑业中的钢结构开始被广泛应用于我国的工业与民用建筑中。因此，对钢结构的设计也是越来越受到我国的建筑企业的重视以及社会各方的关注，而且钢结构的良好设计不仅仅能够使建筑的安全性能更好，另外还能使建筑的有效期更长，这不论对于企业来说还是对于社会来说都是具有极其重要的社会意义以及经济效益的。

1.钢结构的设计流程

钢结构在我国的建筑领域中占据极其重要的地位，因此对钢结构的设计的流程各企业也是极其的关注，不仅如此，钢结构设计流程的制度化以及明确化也是钢结构设计的基础以及重要部分，下面就对钢结构的流程做一个简单的分析：

第一步，收集工程的资料。收集资料是钢结构设计的前期准备，也是钢结构的设计根据。而资料的收集主要是工程的自然环境的资料的收集，这是为了准确的了解钢结构的使用年限或者腐蚀的问题。而人文的环境，就是人们对建筑的要求，也就是钢结构如何设计才能符合建筑本身的要求。

第二步，确定钢结构的结构体系和柱网。首先那就是钢结构体系，在我国的建筑工程之中钢结构体系主要还是由横向结构系统和纵向结构系统组成。所以，对建筑的结构体系那就是确定建筑才有横向结构体系还是纵向结构体系。而对于柱网而言，钢结构的柱网的确定一般还是依据建筑的工艺要求、经济柱距以及跨度、建筑美观等方面考虑而进行选择。

第三步，钢结构设计的荷载及荷载效应的计算。这方面的计算主要是据国家对建筑的要求，对钢结构的风载，地震荷载，活荷载，吊车荷载进行计算，此外还有要按承载能力极限状态设计钢结构时，还应该考虑荷载组合的效应。

第四步，钢结构的结构构造。我国的钢结构的主要材料是根据不同钢型号的物理性能而确定的。也就是建筑之中通常考虑的钢材的屈服强度和抗拉强度等等。比如，高强螺栓就是根据屈服强度、抗拉强度还有承剪切能力以及抗滑移能力和扭矩值来确定的。

2.钢结构设计存在的问题及解决之法

2.1钢结构设计中的腐蚀以及防腐措施

在钢结构之中，钢结构的腐蚀问题是钢结构设计中最大问题，这也是影响钢结构设计的整体安全应用的重大因素。

对于钢结构设计中的腐蚀原因，主要是由三种构成：

自然环境的因素，也就是钢结构所处地方的自然环境的湿度或者空气的有害气体对钢结构的腐蚀。

钢结构设计的问题。也就是在设计中没有注意到钢结构该有的注意点，最典型的就是钢架与墙体之间没有预留空间而导致钢结构与墙体过于紧密，导致腐蚀问题的发生。

对钢结构设计的施工控制不良，这个主要是指钢结构的涂料质量控制及施工过程涂膜厚度的检查不严格造成钢结构的腐蚀问题出现。

要解决钢结构设计中钢结构的腐蚀，所以那就从后果与解决方法入手分析。钢结构的腐蚀生锈主要是能够造成钢结构的强度和承载能力降低，以及减少钢结构的使用寿命，而且腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成建筑工程难以挽回的损失， 另外就是，钢结构腐蚀影响建筑物的美观，所以钢结构设计中对钢结构的腐蚀问题也是要极其重视的，所以，解决从以下进行：对钢结构的外部设计是应该考虑到与外界接触的因素，而达到尽可能的减少外部自然环境对钢结构的腐蚀；在对钢结构的内部设计之时要充分的考虑到墙体对钢结构带来的影响，而要做出合理的改变；在对钢结构施工控制的防腐涂料选择时要考虑到涂料的防腐年限、保光保色性以及是否便于维修等。

2.2钢结构设计中钢结构及连接材料的问题及控制措施

当前我国的钢结构的设计中在钢结构及连接材料上的问题主要还是对于钢的选择过于草率，也就是说基本是按自己的经验对钢进行选择和运用，而在连接材料是以方便为主，没有考虑到连接材料在钢结构设计中起到的特殊性能。要对其解决可以从以下方面入手：

在钢结构的设计之中首先要考虑的就是受静力荷载又承受动力荷载，根据这两样的专业计算基本确定钢材的选用范围。

考虑钢材的承重情况，也就是要按照抗拉强度、伸长率、屈服强度含量等等对钢结构的钢材进行选择。

设计中的弯曲钢材的选择高质量的符合要求的，防止断裂的产生。

对连接材料的选择，要求应高于同样情况的非焊接结构钢材的质量，还有就是尽可能的保证材料中含碳、硫、磷的量符合规定。

2.3钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题及解决之法

钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题也是钢结构设计中重要考虑的问题，焊接裂缝的产生主要是有两方面构成：钢材焊接质量较差以及在对钢材的运输中振动而将原始的裂缝加大甚至开裂；钢结构焊接时使用的焊剂焊条潮湿以及焊接坡口没有清理， 或者是在用气体保护焊是，对气体的纯度没有保证好而使得钢结构有裂缝产生。

要对上述的问题进行解决，那么对症下药是最好的方法，同样，解决的方法也有两个：钢结构的质检人员应该重视这些钢材之中的这些焊缝的检查以及要加强对钢材焊缝的检验力度，不仅如此，在对大板梁等长度较大钢结构在吊装运输过程要保证其受力均匀以及运输的平和而不是裂缝的产生。

在执行钢结构设计的钢材焊接时，一定要做到焊接部位彻底的清理，以及钢结构制作过程中按规定对对钢材的保存，还有那就是气体保护焊时要注意气孔部位的注意，防止焊接裂缝产生。

结束语：总而言之，钢结构设计不仅仅是在决定一个建筑工程好坏的决定性因素之一，对建筑的整体设计以及局部工程的设计也是至关重要的。另外，在钢结构设计中不能仅仅只考虑钢结构的材料中的优点，更要重视钢结构设计中材料的缺点。在我国，钢结构在建筑领域工程中的许多优点已经在建筑领域被广泛的应用以及借鉴，这些优点能使建筑有一个质的优化，但是缺点也同样重要，一个微小的缺点就能导致整个工程的坍塌，所以钢结构的缺点也是不可忽视的。因此，在对工程的钢结构设计的过程中要全面考虑建筑以及钢结构的各方面的因素，设计出高质量的钢结构。

参考文献：

[1]王萌.钢结构设计中应注意的几点问题[J].江西建材.2009（02）

[2]孙晋峰.钢结构设计中的基本概念探讨[J].科学之友（B版）.2009（07）

[3]谢汉江.钢结构设计中若干问题探讨[J].中国新技术新产品.2009（20）