浅谈钢结构在建筑结构设计中存在的问题
【摘要】本文从钢结构建筑的设计基本原则入手，分析了其在建筑结构设计中存在的问题，并以此进行了相应的设计探讨，希望以此来提高钢结构住宅建筑的可靠性，以此来实现我国建筑行业的可持续发展目标。
毕业论文网 【关键词】钢结构；基本原则；高层建筑；问题；建议 1、钢结构在高层建筑结构设计基本原则 高层建筑钢结构的设计必须符合一定的原则，确保所设计的结构合理，安全可靠： 1.1注重钢结构体系适用性，钢结构仅仅是建筑物中的承重部分，起到为建筑本身服务的作用， 因此在设计时首要考虑的原则，是遵循建筑物设计的一般规律，发挥钢结构自身的优势， 满足用户的使用需要， 而不是为了彰显钢结构特色， 牺牲建筑的实用性、舒适性和安全性，这样的设计必然会失去其市场地位，所做结构设计应符合建筑物的使用要求，有足够的强度、刚度和稳定性，有良好的耐久性； 1.2注重钢结构经济性，“钢结构经济性”原则应从总体上加以分析，不能仅从某一方面孤立地去考察。
对门式刚架轻型钢结构房屋，全面评价结构体系的合理性应综合考虑用钢量、加工制作费、安装费、施工周期及基础费用等，所设计结构应尽可能节约钢材，减轻钢结构重量；尽可能缩短制造、安装时间，应便于运输、便于维护，减少成本； 1.3尽量注意美观，对于外露结构有一定建筑美学要求。
2、钢结构在高层建筑结构设计中存在的问题 2.1缺乏相关设计标准与规范、对国外设计方案不加变通， 盲目照搬 钢结构在高层建筑行业中的应用日趋广泛，但是在建筑主管部门现阶段出台的相关设计标准与规范中，尚存在很多不完善之处。
例如：轻钢结构在国内尚处于技术空白，而现行的设计标准与规范则主要是针对钢筋混凝土、砖混等结构体系，从而导致设计中缺少可供参考的标准与规范，而在设计方案的审核中，相关部门也多是依靠经验进行审核，无法准确评估设计方案的安全性、合理性与技术性。
此外，部分设计人员过于追求国外设计方案的新颖创意， 而忽视成本问题。
国外方案的奇特和新颖之下，可能由于设计师自身的创意或者商业目的，出现一些承重体系复杂怪异， 节点连接个性化，安装制造手工化，结构体系不合理的不利方案，而我国钢结构设计方案首要考虑的问题是经济效益，因此我国的设计人员照搬外国的设计方案是不符合实际情况的。
有些设计人员盲目追求设计的新颖而没有考虑成本问题，选取失误时， 将可能引起钢结构的构件验算出现偏差， 导致基础设计本身出现失误，最终导致设计方案不合理。
2.2设计图纸深度不足 在钢结构设计工作中，部分设计单位的专业水平较低，对于一些关键技术与问题缺乏深入的研究，往往只是绘制出构件布置图就算完成任务，如：整体计算中结构的阻尼比选取不当，阻尼比选取不当，将严重影响到设计结果；柱脚设计失误，柱脚常见的设计类型包括外露式、外包式及埋人式三种， 民用住宅设计中， 多为外露式， 此时柱脚刚度取决于底板的塑性或弹性变形， 因此钢结构自身及底板的变形将引起钢结构本身的整体变形， 如果在设计过程中， 对内力分析考虑不周，未预留较大的层间位移角限度数值， 或未考虑底层的柱顶弯矩因钢柱弯矩的反弯点向下移动而增大， 那么当建筑遇到超过一定强度的地震等自然灾害时，容易超出柱脚节点的抗弯极限承载力，使柱脚节点过早遭到破坏，引起建筑物的损毁。
对轻型钢结构的概念偏差，目前部分设计人员倾向于采用轻型钢结构的方式来解决非主要建筑结构或建筑的附属设施， 忽视了全面分析主体结构效应，从而使建筑荷载载体标准下降。
实际上，所谓轻型钢结构，是指结构荷载相对承受较轻， 而在建筑的整体设计上， 不应当因选择了钢结构而减少荷载标准， 因此无论设计方案中采用钢结构还是传统的混凝土结构， 在效应分析上都不应当有所不同。
2.3专业设计人才缺少，钢结构设计质量不高 在国内高等院校的建筑专业教学中，涉及钢结构体系的教学内容相对较少。
在工程设计单位现有的技术人员中，对于钢结构相关知识、理论，以及设计原则、方法的了解也比较少，实践经验的缺乏也严重影响了设计方案的总体质量。
加上钢结构设计的任务相对繁重，而且相关项目的设计费用较高，在一定程度上增加了钢结构设计的难度，所以很多设计人员都不愿意接这类工作。
另外，在钢结构设计中，各种专业软件得到了广泛的应用，但是设计人员缺少对于设计协调性与合理性的考虑，难以保证施工工艺与设计的实际应用效果。
3、针对钢结构设计的一些合理化建议 3.1 规范设计管理制度， 强化监督机制 钢结构设计具有其特殊性， 建设主管部门应严格审查参与钢结构设计及承包的企业资质。
例如审查期结构件的制作能力及水平、施工安装能力等，确保承接工程的企业具备设计安装资质，能够严格遵守规定，满足钢结构设计及建设的需要 3.2 重视钢结构设计深度 首先判断是否适宜使用钢结构设计。
通常情况下，钢结构适用于跨度大、多高层、体型复杂、可能出现大幅振动、高温密封场所、需要经常拆装的建筑结构，例如大厦、住宅、厂房、剧院、展馆、临时建筑等， 在设计之初，应首先考虑设计项目是否符合钢结构的自身特点，是否能够发挥出钢结构的自身优势。
其次，连接节点的设计是整个设计过程中极其重要的环节，节点设计得当与否，对保证结构的整体性、可靠度以及建设周期和成本有着直接影响。
在进行结构设计时，在结构分析过程中就应该想好用哪种节点形式，根据结构构件的选用，传力特性不同判断是选用刚节点、铰节点还是半刚节点。
再次， 重点进行结构分析。
在实际设计过程中，应做精确的结构分析，通常采用线弹性分析的方法， 可以通过查阅力学手册等方法明确结构的变形及内力数据， 或者使用软件更为精确地分析型材钢板的弹塑性能、结构的非线性因素等。
最后，重视钢结构的防腐设计和抗震设计，钢结构不能长时间暴露在空气中，因为钢结构在空气中暴露太久容易被腐蚀， 被腐蚀的钢结构不仅缩小了构建截面，而且导致钢结构的表层出现锈坑，在很大程度上减少了钢结构的使用寿命。
当前，钢结构的防腐设计通常都是将防腐防锈涂料涂在钢结构表面，从而达到保护钢结构的目的。
而在钢结构的抗震设计方面，由于我国属于地震多发国，设计人员要尽可能提高钢结构的抗震性能，确保钢结构的连接方法要选择得当、柱子和屋架之间以及屋面板和屋架之间的连接稳定牢固，确保地震发生时节点的稳定等。
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：（ 1） 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。
（2） 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。
（3） 构造要求。
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。
（4） 制作、安装控制条件。
4、结束语 目前，钢结构设计在我国得到广泛的应用，但在应用过程中还是存在很多问题，设计师要正视问题，针对钢结构在建筑结构设计中存在的不足，积极寻求改进措施，才能更好的促进钢结构设计的完善。
参考文献： [1] [3] 吴炳 傅承诚，高层建筑结构抗震设计的讨论[j]科技与生活，2012.（09）：123—124. [2] 邱鹤年.钢结构设计禁忌及实例[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.（55）：135—136。