摘要：钢结构的建筑物已经成为现代建筑工程项目的主流。但我国对于钢结构方面的研究比较晚，缺乏一定的理论知识和管理规范，尤其是在钢结构工程的设计方面，仍是存在较多问题的。文章就钢结构工程中的设计问题进行详细的分析，为完善我国钢结构工程设计管理提供一些建议。
关键词：钢结构；刚结构工程；工程设计
钢结构建筑工程虽然只有一百多年的历史，但由于其具备良好的性能，自重轻、施工效率高、工作强度小、能够进行工厂化的生产等优势，已经成为现代建筑工程的主要结构[1]。钢结构建筑工程及相关理论知识从欧洲发达国家传入我国，我国本土就该方面的研究还并不成熟。目前，钢结构工程的设计问题已经成为我国钢结构设计行业的亟需解决的问题之一。它直接关系着钢结构工程的施工质量及过程，对于钢结构建筑工程的建设和使用都有着非常重要的意义。
1钢结构工程的设计方式
目前我国钢结构工程的设计方式主要是按照以下流程：根据弹性方法计算钢结构的各个构建的内力→依据弹塑性的计算方式计算出钢结构各个构建承载力的极限数值[2]。但当钢结构内的各个构建的承载力达到极限时，其构件就会进入到弹塑性的变形阶段，进而导致钢结构内部的内力重新分布。也就是说，我国目前的钢结构工程设计方式是没有考虑到钢结构在弹塑性阶段的内力分布情况。如此就无法保证设计的构建承载力与实际情况的一致性。
2钢结构工程的设计体系
当钢结构建筑工程是低于6层设计时，一般会采用框架-支撑体系，而高于6层的建筑会采用框架-砼剪力墙支撑体系[3]。此外，还有H型钢柱、钢管混凝土柱及钢骨混凝土柱集中支撑体系。对于6层以下的建筑，H型的钢柱支撑体系更能节省钢材。但对于从抗震和抗高的方面来看，钢支撑的体系是优于砼剪力墙支撑体系的。
3钢结构工程的楼板设计
楼板是钢结构工程设计中的一个重要部分，它承载竖向荷载并传递给框架体系，将水平力传递到至柱上，对于保证整个钢结构工程的承载力的平衡起到非常关键的作用。此外，楼板的强度和整体性也在不同程度上影响着钢结构工程建筑的承载力。现代居民对于居住环境的要求越来越高，尤其是对于隔音的效果。在设计楼板时，可以采用钢板组合楼板的方式来满足这一要求。目前建筑都要求具备一定的抗震能力，如果是在地震带区域的建筑，其抗震能力的要求就会更高一些。在楼板中的柱子周边设置钢箍筋，提升楼板水平力的传递作用，进而降低由于高水平力造成的破坏。4钢结构工程的抗震设计钢结构工程的抗震设计主要涉及到以下三个问题：①设计反应谱问题。在地震记录仪的结构中，高于3秒的强震很容易被削弱，所以是无法真实、有效地反应震级的具体强度。而一些建设部门为了便于计算，人为的将反应谱曲线调整成最优的效果，来完成钢结构的安全性设计。但这些设计的正确性是需要得到进一步检验的；②弹塑性地震反应计算问题。目前我国还没有高层钢结构弹塑性地震反应计算设备，需要从国外进行购买。如此既增加了设计成本，其使用的软件也并不符合我国钢结构工程的实际情况；③钢-砼结构搞垮设计问题。目前国际上并没有就这个方面的相关研究，这对于我国这种多地震的国家而言是非常不利的。钢结构工程的研究仍处于刚刚起步的阶段，因此要解决钢-砼结构整垮设计问题，需要逐步完善抗震设计原则及具体内容和指标。这需要耗费大量的时间和精力，短期内无法有效的解决这个问题。
5钢结构工程的结构节点和支撑结构
钢结构工程的结构节点与支撑结构设计的合理，是保证整个设计质量的重点。结构节点与支撑结构的设计涵盖了工程建筑设中的方方面面，大到施工的空间与工序，小到一个螺栓的安装。所以，在设计结构节点和支撑结构时，应注意以下几个方面：①焊接。在焊接时，焊缝的尺寸大小和形状都必须严格按照相关的操作规范；选择焊条时，应符合所施工的金属材质；焊缝应尽可能与构件重心连接在一起；②腹板。在施工前，要认真计算栓孔出腹板的截面的抗剪性能，并注意验算；在使用承压型的高强螺栓时，要注意计算并验算孔壁局部的承压情况；钢柱应穿过小悬臂与钢梁完成拼接，而钢梁拼接时可以使用翼缘焊接腹板的方式；在整个拼接或焊接的过程，要考虑腹板的弯矩性；③其他。当外加劲肋与内隔板需要通过梁与钢管混凝土柱的刚性连接完成时，要注意钢管壁板、隔板及环板的厚度及相互之间的匹配性；为保证钢结构工程的抗震性，钢管内不应该灌注混凝土[4]。
6钢结构工程的抗火设计
当钢的温度高于400℃时，其强度就会降至原来的一半；当温度上升到600℃时，钢的强度将完全丧失。钢结构工程中隐藏着大量的火源，因此发生火灾的隐患也是比较大。设计时要重视钢结构工程的抗火设计，为工程建筑后的使用打下良好基础。但目前大多数的钢结构工程抗火设计没有考虑到温度对于钢变形和应力的影响，没有考虑到钢结构内力会在高温的情况下发生重新分布的情况，没有考虑钢结构构建相互作用的影响。
7结束语
在钢结构工程的设计中，钢结构的选型和设计指标也是其中比较常见并重要的问题。如今钢结构工程建筑已经成为我国建筑行业的主流，在我国将迎来更好的发展机遇。钢结构工程建筑设计师在掌握专业知识的同时，也要重视对设计中问题的解决，提升自己对钢结构工程设计的认真度和细致度，保证每一个设计环节都有理有据，符合建筑工程与实际生活的需要，保证钢结构建筑的质量。只有如此，才能有效的推动我国建筑行业的持续发展，才能帮助钢结构工程更好的实现经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]荣灯.钢结构工程工程管理研究[J].中国石油和化工标准与质量,2012,(14):204.
[2]杨志强,贾树森,韩诘茹.钢结构住宅设计中存在问题的分析[J].河北冶金,2011,(1):48-49.
[3]庞赫,汪旭.钢结构住宅建筑设计探讨[J].住宅与房地产,2016,(18):49.
[4]姚刚.钢结构工程主承建施工进度控制研究[J].四川建筑科学研究,2002,(2):71-74.
作者：刘军 单位：长江工程职业技术学院
