1、    建筑鋼結構設計的要點分析    田亞文摘要：鋼結構在現代建筑設計和施工中占有十分重要地位，鋼結構的應用使建筑施工更加便利，同時也極大的推動了建筑行業的進步與發展。因此在建筑設計領域，必須充分掌握鋼結構的設計概念及方法。本文將對建筑施工中鋼結構的設計要點進行分析和探討。關鍵詞：建筑鋼結構；設計要點：tu391：a引言由于國內鋼材產量的不斷提高，以及人們對建筑造型及規模、使用功能的要求也日益提高，結合鋼材自身的優點，比如延展性好、抗震性能強、質量輕、強度高、安裝方便等，使得建筑鋼結構得到越來越廣泛的應用。盡管鋼結構有很好的自身優勢，但想要使鋼結構在保

2、證安全的前提下充分發揮材料性能，合理使用，并不容易。對于設計人員來說，就要求熟練掌握鋼結構設計概念，切實掌握設計要點，并對其進行優化設計，以降低成本。1鋼結構概述鋼結構是指在建筑工程中，運用冷彎、熱軋、焊接等方法將鋼板進行加工形成的鋼型構件，利用這些型鋼構件組合成的結構受力體系。鋼結構一般分為兩大類，分別是重鋼結構（也叫普鋼結構）和輕鋼結構。一般跨度、高度、荷載較小的單層建筑結構，常采用輕鋼結構。輕鋼結構的使用，具有一定的限定條件。跨度、高度、荷載較大、多層的建筑結構，一般采用重鋼結構。無論是重鋼結構還是輕鋼結構，相對于混凝土結構來說，其自重較輕，在跨度、負載等條件相同的情況下，同樣尺寸的構件

3、，鋼筋混凝土結構的自重是鋼結構的三倍。2鋼結構設計原則（1）除疲勞強度計算使用容許應力法，其它的設計計算均使用極限狀態設計法進行，其設計基礎是概率論。（2）全部的承載結構要結合兩個狀態進行設計計算，一個是承載能力極限狀態，另一個是正常使用極限狀態。（3）設計過程中要結合不同的建筑特點，對安全等級要求進行考慮，同時利用相關系數，將其在體現在荷載效應計算中。（4）在承載能力極限狀態下，設計結構構件或連接節點時，以適用條件為依托，考慮載荷效應的基本組合。（5）在正常使用極限狀態時，要結合設計要求的不同，應用不同的荷載組合，一般情況采用荷載標準組合。（6）疲勞強度驗算過程中，采用容許應力法。（7）選擇

4、鋼材時，要結合結構的受荷載情況、環境特點以及工藝要求等，合理選擇。（8）鋼種選擇時，應考慮抗拉強度、屈服點以及碳含量等。3鋼結構設計要點3.1穩定性設計在具體設計時，要考慮的首要問題是，注意局部與整體的關聯。除滿足強度要求，還要滿足結構體系及結構構件的穩定性。結合以往的設計經驗，必須有合理的結構體系，且要注意局部與整體關聯的緊密性。要做好這方面的工作，就需要在結構設計過程中，有效規避使結構不穩定的因素，合理選擇結構構件的幾何形狀及尺寸，以滿足強度及穩定要求。除此以外，在設計時，還應考慮施工的可實施性，既要滿足結構受力及穩定性要求，又要考慮便于施工、安裝，并在此基礎上考慮其經濟性，盡量減少材料用

5、量。3.2結構節點的設計在建筑鋼結構體系之中，節點設計的重要性等同于構件設計，所以一定要對其予以足夠的重視。一般來說，鋼結構節點設計主要包括：梁粱連接節點、梁柱連接節點、柱柱連接節點、柱帽節點以及柱腳節點等。在節點設計時，一定要切實保證節點的可靠性與安全性，并且在施工時應盡可能采用可靠、穩定、簡捷的施tz藝，盡量減少或避免工程現場的焊接操作。根據傳力特性，可以將鋼結構節點形式分為三種：剛性節點、半剛性節點以及鉸接節點。由于鉸接節點和剛性節點的施工工藝以及受力性能等方面的研究較為成熟，所以能夠在工程之中得到較廣泛的使用。在選擇具體的梁柱節點連接形式的時候，應該對鋼結構體系布置具體分析，并結合工程

6、的實際狀況，選擇合理的連接形式。在設計時，多層及體型規則的建筑鋼結構，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較小，所以在弱軸方向和梁連接時應采取加強措施，或根據具體情況采用鉸接方式，并增設支撐體系；在強軸的方向通常使用剛接的方法。在有足夠的設計依據時，可采用半剛性節點，一般情況宜盡量避免使用半剛性節點。3.3抗震性能設計鋼結構有一個突出的優勢，就是建設適應性非常強，這就能夠讓鋼結構適用于很多的高層建筑物中。但是盡管如此，鋼結構設計時，還是存在很多需要優化的方面，比如抗震性能就是優化環節中要考慮的一個問題。要提升鋼結構抗震性能，就要求設計人員在設計的過程中，了解建筑的抗

7、震需求，考慮結構體系的抗震能力。結合實際情況，選擇合理的結構體系，準確選取計算參數，合理設計，以確保提升鋼結構的受力性能。設計時將地震作用下的影響因素考慮周全，將建筑物整體變形及構件的局部變形控制在規范規定的范圍內。可結合當地以往的經驗，對鋼結構的抗震性能進行優化，提高建筑物的抗震性能。為降低造價，應對鋼結構的抗震性能進行優化，盡量減少用鋼量。3.4bim技術運用3.4.1建筑場地與建筑結構分析工作中的應用鋼結構設計時，需要結合其它各專業的設計要求，進行結構設計。在這個過程中，使用bim技術，能夠幫助結構設ita員明確了解其它專業的設計內容及要求，及時判斷出其它專業的設計是否影響結構設計，以及

8、結構方案是否影響其它專業，從而完善各專業之間的配合，避免相互影響。3.4.2建筑結構設計模型的構建在建筑結構設計的過程中，傳統的設計方式是通過手工或cad繪圖來呈現所設計的內容。而采用bim技術，能夠將所設計的建筑立體的呈現出來的。這項技術實現了建筑結構模型的整體構建與部分構建，將建筑內部所包含的梁、柱、板材、支撐等都直接的呈現出來，在一定程度上直觀且準確地反映出了各部分之間的聯系及空間關系，對后續的建筑結構調整有很大的幫助，實現了建筑結構的可視化。比如在建筑結構的墻體與樓層的設計工作中，使用bim技術能夠將墻體與樓層之間的關聯性直接呈現出來，還能具體表現出不同位置使用的材料以及材料的數量。3.4.3建筑結構設計中鋼結構模型的建造社會的進步帶動著建筑行業的發展，建筑工程的規模也在不斷擴大。在這樣的大背景下，鋼結構建筑逐漸被廣泛使用，建筑工程鋼結構主要是通過鋼構件之間連接形成完整的結構體系。鋼材之間的連接是復雜多樣的，這就增加了設計難度。使用bim技術，能夠很大程度上降低這種工作的難度，通過bim信息數據參數共享功能，能夠有效把握鋼結構螺栓位置以及其他構件的位置。同時，通過使用bim技術能夠準確計算出鋼構件的位置以及鋼結構的高度，很大程度上提高了建筑結構的科學性和合