建筑工程钢结构设计方法及要点分析

张德勇 王喜胜

摘 要：随着我国经济水平的不断提升，近年来建筑行业也获得了突飞猛进的发展。在目前的建筑行业中，因钢材具有其较强的稳定性、抗裂性、抗震性，所以现阶段所用的建筑材料多以钢材为主。钢材的使用使得建筑工程的施工过程更加简便快捷，但土木工程自身作为一项复杂性和周期性都较强的系统化工程，要想高效快捷的完成就需要从工程结构入手进行整体的设计规划，以保障整个系统工程的功能性和稳定性，但现阶段在建筑工程钢结构的设计过程中仍存在着一些问题有待解决。

关键词：建筑工程；钢结构设计；设计方法

1 钢结构节点的分类

1.1 刚性节点。刚性节点，就是保证钢结构在建筑物受力过程中，梁柱夹角保持不变形或者轻微变形的节点。要想保证钢结构的性能发挥到最大，就要保证钢结构的节点和梁柱结构之间的角度尽量在受力时不发生变化，这样，建筑物的结构才会保持稳定。刚性节点的连接强度，要大于被连接构件的屈服强度，因此，控制好节点连接的稳定性和强度非常重要。在所有的刚性节点完成以后，钢结构的节点功能能够得到有效的发挥。

1.2 铰接连接节点。铰接连接节点一般不用在钢构件的连接上，而是用在梁和柱身、柱脚的固定上。当铰接连接在连接梁和柱身时，其只有垂直方向的剪力作用，钢结构不会产生弯矩，而铰接连接结构能够实现自由的转动。铰接连接节点施工操作比较简单、实用性强。在建筑中用于钢结构端部的固定，可以增强其稳定性，加强端部的承受能力，保证建筑物的安全性。

1.3 钢结构半刚性节点。半刚性节点是介于刚性节点和铰接连接节点之间的一种节点。它具有一定的弯矩承受力，还能够塑造钢结构的形状。除此之外，半刚性结构还能够增加建筑的抗震能力和抗弯能力，是一种介于刚性和柔性之间的连接方式。这种节点方式具有的超强抗弯能力，能够保钢结构的承载能力。但是其施工难度比较大，由于施工和设计不当引起的钢结构弹性过大，会影响钢结构的稳定性和安全，因此应用不是非常广泛。

2 现阶段土木工程结构设计中存在的问题

2.1 建工工程的设计方案和图纸存在问题

建筑工程的设计方案和图纸作为指导建筑工程的主要的依据，其规划和设计尤为重要。但目前在建筑工程的设计方案和图纸中存在着诸多问题，如：相关建筑工程的设计方案和图纸缺乏整体性的考量，使得整体建筑工程不能兼顾实用性和美观性更有甚者会影响整个建筑工程的安全性。其次有些建筑工程的图纸，在前期设计过程中为了节省设计时间或受到其他客观因素的影响，使得建筑工程图纸主要参数模糊不清，没有办法指导实际的建筑施工。从而在一定程度上阻碍了相关建筑工程的施工进程，甚至影响了建筑工程施工的整体工程质量。

2.2 设计细节处理不合理

建筑工程钢结构设计图纸涉及诸多的建筑施工细节，而细节往往是决定整个工程水平优质与否的重要因素，因此想要保证建筑工程的整体施工质量就要从细节出发对细节进行科学合理的处理，才能有效保证整个建筑工程的质量。但目前由于相关设计人员对于建筑工程细节的注重程度不足，使得诸多细节有失考量，导致整个建筑工程的质量不高，为后续的建筑工程施工埋下隐患[1]。

2.3 设计结构的整体协调性较差

在我国现阶段的建筑工程钢结构设计的过程中，由于多种因素的综合影响导致了现阶段建筑工程钢结构的设计方案缺乏整体协调性。造成设计结构整体协调性差的主要原因是由于建筑工程的设计人员在进行相关的设计之前没有进行实际的施工现场考察，也没有与一线施工单位进行良好的沟通，单单从设计师的角度出发进行设计导致整个建筑存在一定程度上的缺陷。

3 建筑工程钢结构设计方法简述

3.1 容许应力法

建筑工程中的容许应力法是指在建筑工程的结构计算应力需要比结构构件设计中规定的容许应力小，但是这一设计的方法由于存在一定的缺陷，所以在应用过程中要根据需求进行科学的论证后再使用。

3.2 塑形设计法

在建筑物的结构构件塑性性质和强度大于标注荷载的构件乘上安全系数的时候，此时在构件的内力结构分析中一般使用塑性设计的方法。此方法的优点在于在其结构进行塑性之后能够允许进行内力的重分布，但一定要注意结构和构件需要有充足的延性，且需要根据具体的情况进行设计分析，严格限制翼缘以及截面腹板的比例尺寸[2]。

4 建筑工程钢结构的设计要点

4.1 选择合理的建筑钢材

钢材作为现阶段在城市建设过程中的主要材料，发挥着尤为重要的作用。因此要想保障建筑工程的建设质量，就要从选择钢材出发，用最适合的钢材进行相关工程建设，才能有效提升整体的工程质量。目前我国拥有钢材种类众多，想要选择最适合的钢材，就需要在结合实际建筑工程的相关需要的同时，对使用钢材的自身质量进行把关。这要求工程钢结构的设计人员在进行设计前进行实地的工程需求考察，并根据考察的数据进行系统化理论化的分析，最终结合所有的主客观因素，选择最适合的建筑钢材。

4.2 提升建筑工程设计人员的专业素养

建筑工程钢结构设计从业人员的专业素养将会决定相关设计作品的优劣，因此要想有效提升建筑工程钢结构设计的质量，使其设计作品能够有效指导工程的实际建设，就要不断提升建筑工程设计从业人员的专业素养。相关设计单位应该定期组织设计人员到工程一线，进行实地的考察研究，根据考察研究的数据召开设计前的数据分析会议，让分析数据全面具体的设计师担任此次工程设计的总设计师，其次相关设计单位应定期对自身的设计人员进行专业素养的培训，并组织相关设计考核对优胜的设计师或团队进行奖励，从而刺激设计师或设计团队专业素养的不断提升，从而有效提升整个设计方案的质量，使设计方案能够有效指导施工。

4.3 明确工程参数要求

由于建筑工程钢结构设计自身具有其较强的专业性，所以在相关设计的图纸中会运用到大量的工程参数。而工程参数是影响整个工程设计的重要因素之一，因此要想有效提升建筑工程钢结构设计的质量，就要从工程参数入手，明确设计图纸中的具体参数，并与实际施工人员进行高效的沟通，有效确保整个施工过程严格按照工程参数要求进行。

5 结束语

综上所述，随着我国经济的快速发展城市化进程不断加快，人们对于建筑工程行业的需求量逐渐增加，人们对于相关建筑的实用性稳定性和美观性的要求也越来越高。因此要想有效提升建筑工程的整体质量，满足人们的日常生产生活需求，就要从建筑工程钢结构的设计环节出发。设计人员需要通过对实际的工程要求进行分析研究的前提下，再加之以实地的考察最终再进行相关的设计，以建筑工程的稳定性为前提同时兼顾建筑工程的美观性和功能性，在满足人们使用的同时保障人们的生命财产安全。

參考文献

[1]周武龙.探析高层建筑钢结构工程建设的设计要求与设计要点[J].建筑工程技术与设计，2017，（33）：451-451.

[2]苏侠杰，徐方利，胡江勇，等.浅析建筑中的钢结构设计[J].建筑工程技术与設计，2017，（17）：745-745.

[3]王杨.浅析建筑钢结构工程的设计方法及其设计要点[J].消费导刊，2017，（14）：29.