摘要：随着经济水平的提高和科技的发展，建筑结构逐渐变为钢结构的时代，成为主流建筑工艺，人们对建筑设计的要求也越来越高。经济的飞速发展，使得钢结构技术越来越多地应用在各种民用建筑和工业建筑中。现代建筑设计中采用钢结构的越来越多，本文针对钢结构建筑设计的特点并立足于现有条件，主要从技术层面和建筑设计与表现进行分析。
关键词：钢结构；现代建筑；设计分析
前言：现代钢结构建筑是以钢结构为骨架，配合多种复合材料拼装而成，所有的材料能够进行批量化、系列化、标准化生产，并且具有环保、功能众多、成本低等优点，逐渐的取代传 统的钢筋混凝土建 筑结构，已经成为现代建筑产业 的一个标志，并且在一定程度上，钢结构建筑的水平代表了一个国家的建筑水平，由此可见钢结构建筑的重要性。现代钢结构建筑是一种以钢材作为主要材料，并以此作为骨架，以保温材料作为墙体的建筑体。钢结构建筑在许多国家流行开来，影响并改变着传统的建筑理念，因为优点较多，逐渐成为建筑体系当中的主流，我们要不断研究，充分发挥出它的优势，设计出更好的建筑物，使其成为现代化建筑的标志。因此，文章针对现代钢结构建筑设计要点的研究具有非常重要的现实意义。
一、现代钢结构建筑的基本特点
现代钢结构建筑区别于传统的混凝土结构建筑以及砖混结构建筑，在实际施工中有一定的预工程化，这样可以实现一体化材料加工和安装环节，多数钢结构在出厂的过程中基本上已经完成生产，因此只需要在施工现场采用合适的连接方式即可组装钢结构，这样可大大提高工程施工效率，缩短施工工期。同时，钢结构自身结构具有良好的韧性以及承重能力，因此在实际施工过程中并不用拆模或者支横，这样可大大减少建筑施工费用。其次，钢材的自重较轻，内部组织比较均匀，而且具有较高的强度，因此受力相同的话，钢结构制作成的结构体系在结构上会更加灵活，钢结构高度更高，而且跨度更大。另外，钢结构建筑可以不用受到结构的束缚，在钢结构建筑造型中应用曲线、斜线等可以设计出更加优美、新奇的建筑形象，可有效增强建筑结构设计的艺术性、工艺性，整体的建筑结构也更美观，这也是传统的混凝土结构、砖混无法做到的。
二、钢结构建筑应注意的几点
2.1.防腐问题
钢材如果长时间暴露在室外受到风雨等自 然力的侵蚀，必然会生锈老化，其自身承载力会下降，建筑的美观也会受影响。因此，防腐问题也是钢结构建筑需要解决的问题。目前的做法主要是采用新型防腐和构造材料。对于钢结构建筑应做出特别的要求，比如涂刷防锈涂料。另外，对钢结构建筑的钢结构构件施工也有明确的要求，比如，构件出厂前涂红丹防锈底漆一道；钢结构安装调整后，将其清洗干净，然后再刷一遍底漆、两遍面漆。
2.2.钢结构建筑中屋面漏水问题。
施工工程中对屋面围护不注意保护，随意踩踏屋面，破坏了屋面的平整甚至出现裂纹，密封胶未打到量，位置未设在正确地方，打拉铆钉过多，并且未进行防水处理；天沟不进行防腐。有些施工单位的天沟防腐只是刷防锈漆或者沥青漆，使用一段时间后，天沟腐蚀严重；钢结构厂房屋面板因跨度过大，很多情况下屋面板存在搭接，虽然在搭接等处采用了聚氨酯密封胶和缝合钉等处理，安装往往很难达到设计理论标准，导致漏雨；天沟横向没有坡度。制作时应留一定坡度，至少0.5％；关键节点部位施工马虎。
房屋在使用过程当中随意增加荷载，导致屋面板变形。特别是在屋面檩条上随意增加荷载，檩条变形，导致屋面积水；防水胶、密封胶老化，使用过程中缺少必要维护。
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2.3防火问题
火灾是对钢结构建筑的最大危害，钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600度时钢材基本损失全部强度和刚度，因此当建筑对于钢结构一般情况下结构局部少数构件发生破坏，将引起结构内力的重分布，结构仍具有一定的继续承载的能力。当结构抗火设计以防止整体结构倒塌为目标时，则基于整
体结构的承载能力极限状态进行抗火设计更为合理，目前结构火灾下的整体反应分析尚是热门研究课题。
三、分析现代钢结构建筑的设计要点
网架结构设计要点分析。钢结构建筑经常遇到网架结构，建筑设计师需要将下部结构与网架结构分开计算和分开设计。首先，假设网架支座刚度无限大，支座刚度相同，然后计算支座反力，然后再传递至下部结构。通常状况下，下部结构为粱、柱等，不仅刚度大，而且差别相对较大，和计算建设刚度无限大相违背，计算的网架内力、支座反力与实际状况存在很大的差异，因为网架内力与反力分配和刚度大小存在密切的关系，网架与下部结构分开计算，导致结果存在较大的误差。但是，在现实应用的过程中并没有出现工程事故，原因是钢网架结构为高次超静定空间结构，并且钢材具有良好的弹塑性，不会导致杆件破坏或者断裂，不至于出现工程事故。
预估截面设计要点分析。钢结构布置完成之后，应该对截面进行预先估算，主要根据是梁柱断面状况以及梁柱的大小，根据截面进行仔细的设计。首先，钢结构的梁通常采用Ｈ型钢、轧钢、槽钢的截面，通过分析支座与荷载，截面的大小介于跨度的２%—５% 之 间；钢结构的柱截面应该按照长细比进行预估，通常状况下，其范围应该控制在５０—１５０单位之间，在初步选值时应该将其控制在１００单位左右，柱截面 的大小应该根 据受 力状况 确定，选择合适的轧钢或者槽钢；再者，轻型钢结构与普通钢结构设计之间存在很大的差别，为了保证 每一个构件能够充分的发挥性能，应该根据具体状况设计轻型钢结构，同时利用高科技作业，保持强弱轴方向的正确性，以此降低钢结构的受力和变形。
钢结构建筑的形象设计分析。现代建筑注重形象的设计，也是建筑设计过程中的难点和关键部分，它的构思是由抽象到具体化的过程。设计思想融入科学性，使得建筑不仅徒有其表，建筑功能更是实用。在设计过程中，首先要考虑建筑的目的和当地的文化背景，向传统建筑和各个流派的建筑中学习，取其适合自己的；其次要将建筑的结构构思与形象构思相结合，在后续的设计工作中，与其他领域的专家讨论，力求完美；钢材还可以与其他材料结合，比如由钢构架与玻璃板组成的玻璃墙体，形式多样且显得高端大气，具有很强的艺术性效果。
网架结构设计要点分析。钢结构建筑经常遇到网架结构，建筑设计师需要将下部结构与网架结构分开计算和分开设计。首先，假设网架支座刚度无限大，支座刚度相同，然后计算支座反力，然后再传递至下部结构。通常状况下，下部结构为粱、柱等，不仅刚度大，而且差别相对较大，和计算建设刚度无限大相违背，计算的网架内力、支座反力与实际状况存在很大的差异，因为网架内力与反力分配和刚度大小存在密切的关系，网架与下部结构分开计算，导致结果存在较大的误差。但是，在现实应用的过程中并没有出现工程事故，原因是钢网架结构为高次超静定空间结构，并且钢材具有良好的弹塑性，不会导致杆件破坏或者断裂，不至于出现工程事故。
四、结束语
现代钢结构设计是一个复杂的系统工程，在设计的过程中应该严格控制各个设 计要点，并不断的改进和创新设计方法，提高设计水平和效率。同时，钢结构建筑设计师应该在实践的过程中不断的探索和积累经验，以此保证钢结构建筑设计的科学化、规范化以及标准化，实现现代钢结构建筑行业的健康、稳定、可持续发展。
参考文献：
[1]陈超.多层钢结构住宅的结构设计要点分析［Ｊ］．门窗，2014（3）19
[2]李胜才 .钢结构体系工业建筑中钢构元素的艺术表达 [J]. 工业建筑 .2006（S1）9
论文作者:孙,纯
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第1期
论文发表时间:2020/3/27
标签：钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 网架论文; 刚度论文; 支座论文; 截面论文; 《建筑模拟》2020年第1期论文;