摘要：当前建筑钢结构建设模式已经逐渐成为了我国的工业建筑等的基础，但在后期使用的过程中往往会出现很多的突发事故，这是由于钢结构在实际应用的过程中，由于环境问题导致钢结构性质发生变化。当前由于该方面研究还不够充足，导致使用中问题很多。
关键词：建筑；钢结构；设计；问题
1建筑钢结构的意义
建筑钢结构，是通过钢板与热轧型钢材的共同施工，所组成的一种以钢为基础的骨架结构。如果将其与传统的砖混结构做对比，建筑钢结构比传统的砖混结构更具强度和韧性，且内部的组织非常严密与均匀。建筑钢结构具有多种优势，并且在建筑过程中，建造难度远远低于其他建筑方式。所以建筑钢结构广泛用于桥梁建设、工业厂房、民用建筑当中，例如：法国埃菲尔铁塔就是世界闻名的钢结构建筑工程，埃菲尔铁塔高300m，天线高24m，总高324m，塔身为钢架镂空结构，由四条与地面成75°角的、粗大的、带有混凝土水泥台基的铁柱支撑着高耸人云的塔身，铁柱由水平横梁连接，除四个脚是用钢筋水泥之外，全身都用钢铁构成。在钢结构的具体使用过程中，还可以很好地实现环保，为我国的可持续发展的战略目标的实现，添砖加瓦。
2钢结构设计原则
（1）除疲劳强度计算使用容许应力法，其它的设计计算均使用极限状态设计法进行，其设计基础是概率论。（2）全部的承载结构要结合两个状态进行设计计算，一个是承载能力极限状态，另一个是正常使用极限状态。（3）设计过程中要结合不同的建筑特点，对安全等级要求进行考虑，同时利用相关系数，将其在体现在荷载效应计算中。（4）在承载能力极限状态下，设计结构构件或连接节点时，以适用条件为依托，考虑载荷效应的基本组合。（5）在正常使用极限状态时，要结合设计要求的不同，应用不同的荷载组合，一般情况采用荷载标准组合。（6）疲劳强度验算过程中，采用容许应力法。（7）选择钢材时，要结合结构的受荷载情况、环境特点以及工艺要求等，合理选择。（8）钢种选择时，应考虑抗拉强度、屈服点以及碳含量等。
3钢结构设计要点
3.1稳定性设计
在具体设计时，要考虑的首要问题是，注意局部与整体的关联。除满足强度要求，还要满足结构体系及结构构件的稳定性。结合以往的设计经验，必须有合理的结构体系，且要注意局部与整体关联的紧密性。要做好这方面的工作，就需要在结构设计过程中，有效规避使结构不稳定的因素，合理选择结构构件的几何形状及尺寸，以满足强度及稳定要求。除此以外，在设计时，还应考虑施工的可实施性，既要满足结构受力及稳定性要求，又要考虑便于施工、安装，并在此基础上考虑其经济性，尽量减少材料用量。
3.2结构节点的设计
在建筑钢结构体系之中，节点设计的重要性等同于构件设计，所以一定要对其予以足够的重视。一般来说，钢结构节点设计主要包括：梁粱连接节点、梁柱连接节点、柱柱连接节点、柱帽节点以及柱脚节点等。在节点设计时，一定要切实保证节点的可靠性与安全性，并且在施工时应尽可能采用可靠、稳定、简捷的施TZ艺，尽量减少或避免工程现场的焊接操作。根据传力特性，可以将钢结构节点形式分为三种：刚性节点、半刚性节点以及铰接节点。由于铰接节点和刚性节点的施工工艺以及受力性能等方面的研究较为成熟，所以能够在工程之中得到较广泛的使用。在选择具体的梁柱节点连接形式的时候，应该对钢结构体系布置具体分析，并结合工程的实际状况，选择合理的连接形式。在设计时，多层及体型规则的建筑钢结构，柱大多采用箱形截面或者焊接工字形截面。因焊接工字形截面腹板的厚度较小，所以在弱轴方向和梁连接时应采取加强措施，或根据具体情况采用铰接方式，并增设支撑体系；在强轴的方向通常使用刚接的方法。在有足够的设计依据时，可采用半刚性节点，一般情况宜尽量避免使用半刚性节点。
3.3抗震性能设计
钢结构有一个突出的优势，就是建设适应性非常强，这就能够让钢结构适用于很多的高层建筑物中。但是尽管如此，钢结构设计时，还是存在很多需要优化的方面，比如抗震性能就是优化环节中要考虑的一个问题。要提升钢结构抗震性能，就要求设计人员在设计的过程中，了解建筑的抗震需求，考虑结构体系的抗震能力。结合实际情况，选择合理的结构体系，准确选取计算参数，合理设计，以确保提升钢结构的受力性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计时将地震作用下的影响因素考虑周全，将建筑物整体变形及构件的局部变形控制在规范规定的范围内。可结合当地以往的经验，对钢结构的抗震性能进行优化，提高建筑物的抗震性能。为降低造价，应对钢结构的抗震性能进行优化，尽量减少用钢量。
3.4钢结构建筑设计的防火、防腐蚀
如果发生大火，当温度高于400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半左右，而当温度高于600度时，钢材损失全部强度和刚度。钢材虽非燃材料，但钢材不耐火。所以说火灾对钢结构建筑的最大危害，当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏。建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决，但是在钢结构建筑设计上需考虑更多的因素。如果钢材长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀，会生锈老化，其自身承载力会下降，建筑的美观会受到影响。防腐问题是钢结构建筑设计需要解决的常见问题，目前的主要做法是采用新型防腐和构造材料。防火涂料一般做法为先刷红丹防锈底漆两度，再刷钢结构面漆两度。对钢结构建筑的钢结构构件施工也有确定的要求。在实际建筑设计中遇到钢结构建筑中对所设计的建筑都做出特别的要求。然而现在虽然有各种不同类型的防腐涂料但较为有效的防腐涂料还需外国进口。
3.5设计过程中未对施工荷载及可行性进行充分考虑
对于许多钢结构设计人员而言，由于其多数终日埋首于办公室中，并未经常深入施工现场参与钢结构的具体施工过程，因此导致许多设计人员并不了解钢结构的具体施工过程，对现场施工荷载等考虑得不全面甚至遗漏，而导致设计数据不准确甚至是错误，与实际需要相差较大，埋下了结构上的安全隐患，同时设计出来的施工图可行性也较差，增加了施工的复杂性，导致施工造价的大幅度提高。
应对措施：对于设计相关人员而言，应深入到钢结构具体施工过程中，这样才能对施工过程中可能遇到的不利条件了然于胸，设计过程中也才能够有效避免此类问题的发生，确保结构构件的可靠性及施工的可行性。
4BIM技术运用
4.1建筑场地与建筑结构分析工作中的应用
钢结构设计时，需要结合其它各专业的设计要求，进行结构设计。在这个过程中，使用BIM技术，能够帮助结构设itA员明确了解其它专业的设计内容及要求，及时判断出其它专业的设计是否影响结构设计，以及结构方案是否影响其它专业，从而完善各专业之间的配合，避免相互影响。
4.2建筑结构设计模型的构建
在建筑结构设计的过程中，传统的设计方式是通过手工或CAD绘图来呈现所设计的内容。而采用BIM技术，能够将所设计的建筑立体的呈现出来的。这项技术实现了建筑结构模型的整体构建与部分构建，将建筑内部所包含的梁、柱、板材、支撑等都直接的呈现出来，在一定程度上直观且准确地反映出了各部分之间的联系及空间关系，对后续的建筑结构调整有很大的帮助，实现了建筑结构的可视化。比如在建筑结构的墙体与楼层的设计工作中，使用BIM技术能够将墙体与楼层之间的关联性直接呈现出来，还能具体表现出不同位置使用的材料以及材料的数量。
4.3建筑结构设计中钢结构模型的建造
社会的进步带动着建筑行业的发展，建筑工程的规模也在不断扩大。在这样的大背景下，钢结构建筑逐渐被广泛使用，建筑工程钢结构主要是通过钢构件之间连接形成完整的结构体系。钢材之间的连接是复杂多样的，这就增加了设计难度。使用BIM技术，能够很大程度上降低这种工作的难度，通过BIM信息数据参数共享功能，能够有效把握钢结构螺栓位置以及其他构件的位置。同时，通过使用BIM技术能够准确计算出钢构件的位置以及钢结构的高度，很大程度上提高了建筑结构的科学性和合理性以及建筑设计工作的质量水平。
结语
随着建筑市场的不断发展和壮大，人们对建筑工程的施工质量提出了越来越高的要求。然而建筑钢结构设计水平的高低直接影响着建筑工程的施工质量。因此，加强建筑工程钢结构的设计水平，对于提高施工的效率，加快施工工程的进度，促进建筑行业的发展以及社会主义现代化的发展进程具有十分重要的意义。
参考文献
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[3]居荣初，周鹏洋，张才傲.我国高层建筑钢结构的发展及展望[J].浙江建筑，2018，S1：17-20
论文作者:崔莹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/23
标签：钢结构论文; 建筑论文; 节点论文; 结构论文; 过程中论文; 构件论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;