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摘要：伴着国家的经济实力不断增长，以钢为材料的房屋越来越受人们的青睐，大量出现在工业或民用的建筑中。笔者根据经验总结出几点关于钢结构设计中应注意的问题。仅供大家参考。
关键词：钢结构结构设计 问题解析
中图分类号：TU391文献标识码： A
前言
钢结构的发展非常迅速，钢结构的种类也在不断的更新。综合国力的增强促进了建筑业的发展，钢结构日益增多，钢网架，立体钢桁架，多层的钢框架等渐渐的成为常用的结构形式，钢结构在设计的变革中也出现了一些问题。本文主要就钢结构设计出现的一些问题进行简要分析，并提出合理化建议。
1、钢结构设计中应该注意哪些问题
设计深度不够。对于紧急的设计任务，设计院往往采取的做法是外包给加工企业，从而造成设计质量得不到保证另外，钢结构设计院承担设计任务的人员一般为毕业不久的研究生他们往往缺乏设计经验，对于结构复杂的构件，通常是按照模板设计、照搬规范要求，对于某些特殊结构不进行必要的检验从一定意义上说，他们进行的是“构件布置图”设计设计图纸往往显得简单粗糙，节点处经常采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”，通常忽略了该连接方法的实用性和安全性加工企业在接到这些施工图之后，由于其缺乏相应的钢结构设计专业人员、对原始设计意图又不了解，通常生产出来的构件不符合原始设计要求，有些甚至存在严重安全隐患，这些做法无疑是钢结构设计过程中需要完全消除的。
钢结构设计中构件的选择尤为重要。边、角柱地震作用效应放大问题。根据建筑抗震设计规范的规定，进行结构的水平地震作用计算，只有在不进行扭转耦联计算时，才对边、角柱的地震作用效应乘以增大系数，其实就是对不作耦联计算采取的补充措施。现在很多人计算时既考虑扭转耦联，又对边、角柱的地震作用效应放大，这样做显然是不经济的，而且存在设计概念上的错误。
2、钢结构稳定性设计应注意的问题
随着计算机技术的飞速发展，钢结构设计中已大量运用计算机辅助设计，市面上针对钢结构设计的商用软件也涌现了很多钢结构设计人员通过软件对荷载进行布置，结构稳定性计算、强度计算则交由计算机自动完成在进行稳定性计算的时候，为简化计算，通常的做法是将结构的标高按一定规范转化相应荷载进行设计，其余部分计算也是交由计算机完成。目前，随着科技的发展，钢结构稳定性研究有了较大进展，但是仍然存在一些问题。
目前，在网壳结构稳定性的研究中，用的最广泛的工具为梁一柱单元理论，但该理论难以表现轴力的大小跟弯矩的祸合效应为此，有学者致力于该理论的修正工作。在进行大跨度结构设计时，通常采取的做法是把整体稳定和局部稳定统一考虑，取稳定安全系数在这一做法中，没有反应整体稳定和局部稳定的内在联系设计者不能知其然而不知其所以然，对于这些影响钢结构稳定性的因素要搞清来源，要了解其分类。物理、几何不确定性包括极限应力、材料的弹性模量、切变模量等；构件的长宽比、截面形状、受力状态、截面面积和尺寸。
统计的不确定性统计原理基于大量的数据支撑，从而建立相应的数据函数模型由于工程中数据的获得存在一定难度，就会导致统计信息的缺乏，产生不确定性。模型的不确定性在进行结构的分析之前，需要在相应的假设基础上，利用边界条件等条件建立数学模型由于前提假设的缺陷和人类现阶段理论的不完整性，往往造成所建立的模型存在不确定性。
以上所述都是影响钢结构稳定性的随机因素，钢结构设计理论的发展离不开我们对这些因素的研究。次的，构件的耐火极限要求也是基于建筑防火设计规范的要求确定的。因此有必要基于建筑物的整体安全目标确定钢结构的抗火设计要求，对钢结构进行基于性能目标要求的抗火设计。网架结构的计算，实际工作中，设计人员通常将网架和下部结构分开计算#计算时，假定网架支座刚度为无穷大，因此所有支座刚度相同，算出支座反力后再加到下部结构上。钢结构房屋的抗震设计钢结构房屋抗震设计时，应根据设防烈度$结构类型和房屋高度，采用不同的地震作用效应调整系数，并采取不同的抗震构造措施。
3、钢结构稳定性设计经验
受弯钢构件的板件局部稳定，可以通过几种方式实现:限制板件宽厚比，在发生屈曲破坏前使构件达到极限承载力；使板件在构件发生破坏前发生屈曲破坏，在利用其屈曲后的状态来提高整个构件的承载能力；对量的局部失稳情况，通过设置加筋肋加以解决轴心受压构件和压弯构件局部稳定的控制方式翼缘尺寸和腹板高度要做好计算，以此控制轴心受压构件和压弯构件局部稳定；若遇到圆管截面的受压构件，则可以通过控制外径与壁厚之比来实现。
钢结构计算长度系數的确定。对于一些大跨空间结构杆件的计算长度系数取值，目前研究领域没有明确规定，更缺乏计算方法的支持因而在实际工程中，钢结构计算长度系数往往较难计算笔者在实际工作中发现，反推法和反弯点法可以较准确地确定计算长度系数，使设计工作便捷具体方法如下，反弯点法。竖向荷载为主时，在框架分析得到的弯矩图里，框架柱脚弯矩和柱顶的弯矩方向是相反的，一正一负经过零，零点位置叫反弯点，反弯点都位于柱中点附近反弯点法是一种手工计算的简化近似计算方法之一种，适用于规则框架就是利用这个c反弯点都位于柱中点附近特性，设每层柱子中点弯矩为零，把多层框架截成每层的计算简图来计算由于约束条件是多种多样的。
如果未经计算分析，结构主构件的截面不能随意代换。在设计过程中或在钢结构加工过程中，由于现有型材规格与原设计往往有出入，或者是设计人员单纯为了提高/安全储备，经常提出以大代小的要求，而且许多设计人员也认为，只要构件截面比原来的大， 就更安全，都可以代换，无需验算。这么做，对代换构件本身来讲，有时可能没有问题，但考虑到对结构的周边影响，则存在设计概念上的错误。在结构抗震设计中，特别强调的一点就是强柱弱梁的设计原则，如果将梁用更大的截面代换，尤其是进行大规模代换，就有可能变成弱柱强梁，使结构变得不安全。同时，把某个构件代换成较大截面，还会引起临近构件刚度比的变化，发生内力重分布，也可能使其它原本安全的构件变得不安全。规范规定的剪力墙墙段不能过长的要求也是这个道理。过长的墙段会使整体结构的刚度及内力的分布很不合理，也降低结构的延性，对结构抗震是非常不利的。柱、梁连接节点的设计。这是多高层钢结构设计中最重要的连接节点。有些观点认为连接应该与梁截面等强，这样做并没有安全问题，但会使构造和加工制作很复杂，同时也不是必须的。
结束语：
通过几年的实践，有以下几点体会:通过对技术规范、力学知识、结构原理的学习，建立清晰的结构概念，这样才能正确处理实际工程中遇到的各种非常规性问题。了解施工方法、材料供应、市场价格等各种相关知识，提高设计人员的综合素质和设计水平，使结构设计不仅从技术上切实可行，还应争取在经济效益上达到最优，这样才能促进轻钢结构设计的健康发展。
参考文献:
[1]何海荣，国内钢结构设计规范与欧美设计规范的几点差别[J]科技资讯，2009(06)
[2]马健，现阶段钢结构设计中存在的问题分析[J]中国匡宅设施，2009(09)
[3]熊喜成，钢结构设计应注意的问题和步骤及思路[J]山西建筑，2007(01)
[4]刘仁杰，浅谈钢结构设计的一般过程[J]科技资讯，，2007(09)
[5]孙晋峰，钢结构设计中的基本概念探讨[J]科学之友(B版)，2009(07)
[6]于戈霆，王英杰，荣帆试。论高层建筑的钢结构施工技术[J]企业技术开发，2009(08)
关键词：钢结构结构设计 问题解析
中图分类号：TU391文献标识码： A
前言
钢结构的发展非常迅速，钢结构的种类也在不断的更新。综合国力的增强促进了建筑业的发展，钢结构日益增多，钢网架，立体钢桁架，多层的钢框架等渐渐的成为常用的结构形式，钢结构在设计的变革中也出现了一些问题。本文主要就钢结构设计出现的一些问题进行简要分析，并提出合理化建议。
1、钢结构设计中应该注意哪些问题
设计深度不够。对于紧急的设计任务，设计院往往采取的做法是外包给加工企业，从而造成设计质量得不到保证另外，钢结构设计院承担设计任务的人员一般为毕业不久的研究生他们往往缺乏设计经验，对于结构复杂的构件，通常是按照模板设计、照搬规范要求，对于某些特殊结构不进行必要的检验从一定意义上说，他们进行的是“构件布置图”设计设计图纸往往显得简单粗糙，节点处经常采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”，通常忽略了该连接方法的实用性和安全性加工企业在接到这些施工图之后，由于其缺乏相应的钢结构设计专业人员、对原始设计意图又不了解，通常生产出来的构件不符合原始设计要求，有些甚至存在严重安全隐患，这些做法无疑是钢结构设计过程中需要完全消除的。
钢结构设计中构件的选择尤为重要。边、角柱地震作用效应放大问题。根据建筑抗震设计规范的规定，进行结构的水平地震作用计算，只有在不进行扭转耦联计算时，才对边、角柱的地震作用效应乘以增大系数，其实就是对不作耦联计算采取的补充措施。现在很多人计算时既考虑扭转耦联，又对边、角柱的地震作用效应放大，这样做显然是不经济的，而且存在设计概念上的错误。
2、钢结构稳定性设计应注意的问题
随着计算机技术的飞速发展，钢结构设计中已大量运用计算机辅助设计，市面上针对钢结构设计的商用软件也涌现了很多钢结构设计人员通过软件对荷载进行布置，结构稳定性计算、强度计算则交由计算机自动完成在进行稳定性计算的时候，为简化计算，通常的做法是将结构的标高按一定规范转化相应荷载进行设计，其余部分计算也是交由计算机完成。目前，随着科技的发展，钢结构稳定性研究有了较大进展，但是仍然存在一些问题。
目前，在网壳结构稳定性的研究中，用的最广泛的工具为梁一柱单元理论，但该理论难以表现轴力的大小跟弯矩的祸合效应为此，有学者致力于该理论的修正工作。在进行大跨度结构设计时，通常采取的做法是把整体稳定和局部稳定统一考虑，取稳定安全系数在这一做法中，没有反应整体稳定和局部稳定的内在联系设计者不能知其然而不知其所以然，对于这些影响钢结构稳定性的因素要搞清来源，要了解其分类。物理、几何不确定性包括极限应力、材料的弹性模量、切变模量等；构件的长宽比、截面形状、受力状态、截面面积和尺寸。
统计的不确定性统计原理基于大量的数据支撑，从而建立相应的数据函数模型由于工程中数据的获得存在一定难度，就会导致统计信息的缺乏，产生不确定性。模型的不确定性在进行结构的分析之前，需要在相应的假设基础上，利用边界条件等条件建立数学模型由于前提假设的缺陷和人类现阶段理论的不完整性，往往造成所建立的模型存在不确定性。
以上所述都是影响钢结构稳定性的随机因素，钢结构设计理论的发展离不开我们对这些因素的研究。次的，构件的耐火极限要求也是基于建筑防火设计规范的要求确定的。因此有必要基于建筑物的整体安全目标确定钢结构的抗火设计要求，对钢结构进行基于性能目标要求的抗火设计。网架结构的计算，实际工作中，设计人员通常将网架和下部结构分开计算#计算时，假定网架支座刚度为无穷大，因此所有支座刚度相同，算出支座反力后再加到下部结构上。钢结构房屋的抗震设计钢结构房屋抗震设计时，应根据设防烈度$结构类型和房屋高度，采用不同的地震作用效应调整系数，并采取不同的抗震构造措施。
3、钢结构稳定性设计经验
受弯钢构件的板件局部稳定，可以通过几种方式实现:限制板件宽厚比，在发生屈曲破坏前使构件达到极限承载力；使板件在构件发生破坏前发生屈曲破坏，在利用其屈曲后的状态来提高整个构件的承载能力；对量的局部失稳情况，通过设置加筋肋加以解决轴心受压构件和压弯构件局部稳定的控制方式翼缘尺寸和腹板高度要做好计算，以此控制轴心受压构件和压弯构件局部稳定；若遇到圆管截面的受压构件，则可以通过控制外径与壁厚之比来实现。
钢结构计算长度系數的确定。对于一些大跨空间结构杆件的计算长度系数取值，目前研究领域没有明确规定，更缺乏计算方法的支持因而在实际工程中，钢结构计算长度系数往往较难计算笔者在实际工作中发现，反推法和反弯点法可以较准确地确定计算长度系数，使设计工作便捷具体方法如下，反弯点法。竖向荷载为主时，在框架分析得到的弯矩图里，框架柱脚弯矩和柱顶的弯矩方向是相反的，一正一负经过零，零点位置叫反弯点，反弯点都位于柱中点附近反弯点法是一种手工计算的简化近似计算方法之一种，适用于规则框架就是利用这个c反弯点都位于柱中点附近特性，设每层柱子中点弯矩为零，把多层框架截成每层的计算简图来计算由于约束条件是多种多样的。
如果未经计算分析，结构主构件的截面不能随意代换。在设计过程中或在钢结构加工过程中，由于现有型材规格与原设计往往有出入，或者是设计人员单纯为了提高/安全储备，经常提出以大代小的要求，而且许多设计人员也认为，只要构件截面比原来的大， 就更安全，都可以代换，无需验算。这么做，对代换构件本身来讲，有时可能没有问题，但考虑到对结构的周边影响，则存在设计概念上的错误。在结构抗震设计中，特别强调的一点就是强柱弱梁的设计原则，如果将梁用更大的截面代换，尤其是进行大规模代换，就有可能变成弱柱强梁，使结构变得不安全。同时，把某个构件代换成较大截面，还会引起临近构件刚度比的变化，发生内力重分布，也可能使其它原本安全的构件变得不安全。规范规定的剪力墙墙段不能过长的要求也是这个道理。过长的墙段会使整体结构的刚度及内力的分布很不合理，也降低结构的延性，对结构抗震是非常不利的。柱、梁连接节点的设计。这是多高层钢结构设计中最重要的连接节点。有些观点认为连接应该与梁截面等强，这样做并没有安全问题，但会使构造和加工制作很复杂，同时也不是必须的。
结束语：
通过几年的实践，有以下几点体会:通过对技术规范、力学知识、结构原理的学习，建立清晰的结构概念，这样才能正确处理实际工程中遇到的各种非常规性问题。了解施工方法、材料供应、市场价格等各种相关知识，提高设计人员的综合素质和设计水平，使结构设计不仅从技术上切实可行，还应争取在经济效益上达到最优，这样才能促进轻钢结构设计的健康发展。
参考文献:
[1]何海荣，国内钢结构设计规范与欧美设计规范的几点差别[J]科技资讯，2009(06)
[2]马健，现阶段钢结构设计中存在的问题分析[J]中国匡宅设施，2009(09)
[3]熊喜成，钢结构设计应注意的问题和步骤及思路[J]山西建筑，2007(01)
[4]刘仁杰，浅谈钢结构设计的一般过程[J]科技资讯，，2007(09)
[5]孙晋峰，钢结构设计中的基本概念探讨[J]科学之友(B版)，2009(07)
[6]于戈霆，王英杰，荣帆试。论高层建筑的钢结构施工技术[J]企业技术开发，2009(08)