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摘要：随着科学技术的不断发展以及人们对新型建筑的更高要求，在现代建筑设计中越来越多的建筑采用的是新型钢结构设计，尤其是一些标志性建筑、公共建筑。钢结构具有很大的优点，钢结构承载力高，可以实现结构的大开间布置，构件截面小，与砼结构和砖混结构相比，钢结构自重比较轻，地基的处理比较容易，可以采用天然基础型式。本文就钢结构的优势进行了分析，并对钢结构的设计基本思路等方面进行了简述。
关键词：钢结构；设计工艺
建筑自人类产生以来一直都是人们生活的重要组成部分，但在很长时间里运用的都是石材，木材等。随着高科技的发展新型材料的运用越来越广泛，其中钢材是普遍采用的一种。轻钢建筑由于具有施工周期短、综合经济效益好、能满足复杂造型、利于环保的特点，已得到越来越多设计师和业主的认可。以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土，砌体，木结构建筑相比有一定的差别，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计与表现具有重要的意义和价值。
一、钢结构建筑围护系统设计
轻型钢结构的围护系统主要包括墙面系统、屋面系统、采光带、包边及泛水、天沟和保温棉等。围护系统是轻钢结构最主要的组成部分之一，它决定了建筑外观的观赏度、以及建筑的防水与保温效果。
1、钢建筑结构的保温设计
①材料的选取
钢结构为确保达到保温效果，在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。钢结构常用保温材料有玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯、挤塑泡沫板等。这些材料在保温隔热性能、防火性能、稳定性、抗压强度、防水性能、隔音性能等方面，存在较大差异。在选择建筑围护结构保温材料时，除保温材料本身外，应综合考虑建筑物的用途、地理位置及建筑物的形状、大小、朝向等因素。
②保温设计及节点构造
拥有了良好的保温材料并不能保证建筑物可以产生良好的保温效果，如果处理不当就会发生冷凝结露、冰冻及热量散失等现象，在烟草、医药、食品等特殊行业甚至会影响到建筑的正常使用。房屋中热量的损失和获得主要通过辐射、交换和传导等方式进行，其中通过围护结构的传导所占的比例最大。由于空气渗透所造成的热交换，可以通过将建筑物密闭来防止；受玻璃表面情况影响的热辐射，可以通过镀膜等技术来减少；由于传导而失去的热量则可以通过增加保温材料来解决。
2、屋面墙面的彩板设计
钢结构厂房的墙面、屋面系统的材料主要采用单层彩钢板或彩钢夹芯板。在进行安装时，首先，实测安装板材的实际长度，按实测长度核对对应板号的板材长度，需要时对该板材进行剪裁。将提升到屋面的板材按排板起始线放置并使板材的宽度覆盖标志线对准起始线。并在板长方向两端排出设计的构造长度。用紧固件紧固两端后，再安装第二块板，其安装顺序为先自左（右）至右（左），后自下而上。安装到下一放线标志点处，复查板材安装的偏差，当满足设计要求后进行板材的全面紧固。不能满足要求时，应在下一标志段内调正，当在本标志段内可调正时，可调整本标志段后再全面紧固，依次全面展开安装。
在安裝彩钢夹芯板时，应挤密板间缝隙，当就位准确仍有缝隙时，应用保温材料填充。安装完后的屋面应及时检查有无遗漏紧固点。在紧固自攻螺丝时应掌握紧固的程度，不可过度，过度会使密封垫圈上翻，甚至将板面压得下凹而积水。紧固不够会使密封不到位而出现漏雨。板的纵向搭接，应按设计铺设密封条和设密封胶，并在搭接处用自攻螺丝或带密封垫的拉铆钉连接，紧固件应拉在密封条处。屋面、墙面系统如果安装方法不正确会造成很严重的漏水等情况，容易损坏厂房设备，影响正常生产。
二、钢建筑结构的稳定性设计
稳定性是钢结构工程设计中需要重点考虑的内容之一。钢结构的稳定性设计、直接关系到整个工程的质量。在各种类型的钢结构中，由于结构设计不稳定造成的伤亡事故经常发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证整个工程的质量及建筑的使用安全，我们有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
1.钢结构构件稳定性设计的原则
根据实际设计制造中钢结构构件存在的稳定性问题，可以总结出以下三条原则，更好地遵循这些原则可以增强钢结构构件的稳定性能：
①必须同时考虑整体及各组成部分的稳定性要求。
从目前的钢结构构件设计制造情况来看，大部分的设计都是从平面体系来进行的，例如桁架和框架的设计就属于这种情况。为了确保这些平面结构不散失其稳定性，就需要从结构整体来进行考虑解决方案，也就是要设计必要的支撑构件，要满足这一点，就要求实现平面结构构件的平面稳定计算必须和结构布置的一致，且需要注意横隔设置和杠杆稳定等相关细节。
②结构计算简图和使用方法所依据的简图要相一致
目前实际设计操作过程中，在设计单层或多层框架结构时，经常为了节省成本不做框架稳定性分析，而采用框架柱的稳定性计算来取代。这就容易产生下列问题，在采用这种方法时，框架柱稳定性计算的参数应该由框架整体的稳定性分析来得出，而实际操作中为了简化计算往往会设定典型数值，也就是说通常情况下只会考虑典型情况，而忽略了实际中钢结构构件的多样性，这样会导致计算出现偏误，造成钢结构构件的失稳。因此，在钢结构建筑设计中，结构计算简图和使用方法所依据的简图要相一致。
③结构细部构造设计和稳定性计算相一致
在钢结构构件的设计制造中，结构计算和结构设计一致性的问题一直是广受关注的问题，为了实现这一目标，必须赋予传递弯矩和不传递弯矩的节点相应的刚度和柔度，而针对桁架节点的结构特性尽量减少其杠杆偏心。在涉及到稳定性能时，对于钢结构构造经常有不容的强度要求和特殊考虑。
2.钢结构构件稳定性设计的特点
①整体刚度和失稳效应：在现行的轴心压杆稳定相计算方法主要是通过临界压力求解和这件系数这两种方法
②稳定性计算的二阶分析：在计算钢结构构件的稳定性过程中，除了需要整体考虑结构的屈曲性能和强度等指标，还有一些特性需要重点加以分析，首当其冲的就是二阶分析。钢结构设计规范中涉及一阶弹性分析法和二阶弹性分析法，对于构件稳定性涉及到到结构和位移对结构内力产生的影响，称之为二阶效应。采用二阶分析发，可以针对大变形、大挠度的钢结构进行较为系统准确的分析计算。
③稳定性分析的整体性：钢结构构件的稳定性分析和计算必须从整体考量，因为杆件能够保持稳定性是结构整体的性能和承载力决定的。
④稳定性分析不需要对钢结构够构件的超静定性能进行分析，因为稳定分析只是针对位移进行的计算。
三、结语
钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构建筑已成为国际现代化都市建筑发展的主流，特别是随着结构解析和钢结构技术的提升，这种趋势更加明显。目前随着经济的发展以及人们对于住宅越来越高的要求，钢结构是有很大市场的住宅结构体系。钢结构可随着人们审美观的不同，使用功能要求的不同，设计出各种造型、尺度、空间的新型房型，会逐渐成为建筑行业的主流。
参考文献：
[1]陈绍蕃，钢结构稳定设计指南[M]，北京：中国建筑工业出版社，2005
[2]张耀春，武振宇，张文元，值得探讨的若干钢结构稳定问题[J]，钢结构工程研究，钢结构增刊，2002
关键词：钢结构；设计工艺
建筑自人类产生以来一直都是人们生活的重要组成部分，但在很长时间里运用的都是石材，木材等。随着高科技的发展新型材料的运用越来越广泛，其中钢材是普遍采用的一种。轻钢建筑由于具有施工周期短、综合经济效益好、能满足复杂造型、利于环保的特点，已得到越来越多设计师和业主的认可。以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土，砌体，木结构建筑相比有一定的差别，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计与表现具有重要的意义和价值。
一、钢结构建筑围护系统设计
轻型钢结构的围护系统主要包括墙面系统、屋面系统、采光带、包边及泛水、天沟和保温棉等。围护系统是轻钢结构最主要的组成部分之一，它决定了建筑外观的观赏度、以及建筑的防水与保温效果。
1、钢建筑结构的保温设计
①材料的选取
钢结构为确保达到保温效果，在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。钢结构常用保温材料有玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯、挤塑泡沫板等。这些材料在保温隔热性能、防火性能、稳定性、抗压强度、防水性能、隔音性能等方面，存在较大差异。在选择建筑围护结构保温材料时，除保温材料本身外，应综合考虑建筑物的用途、地理位置及建筑物的形状、大小、朝向等因素。
②保温设计及节点构造
拥有了良好的保温材料并不能保证建筑物可以产生良好的保温效果，如果处理不当就会发生冷凝结露、冰冻及热量散失等现象，在烟草、医药、食品等特殊行业甚至会影响到建筑的正常使用。房屋中热量的损失和获得主要通过辐射、交换和传导等方式进行，其中通过围护结构的传导所占的比例最大。由于空气渗透所造成的热交换，可以通过将建筑物密闭来防止；受玻璃表面情况影响的热辐射，可以通过镀膜等技术来减少；由于传导而失去的热量则可以通过增加保温材料来解决。
2、屋面墙面的彩板设计
钢结构厂房的墙面、屋面系统的材料主要采用单层彩钢板或彩钢夹芯板。在进行安装时，首先，实测安装板材的实际长度，按实测长度核对对应板号的板材长度，需要时对该板材进行剪裁。将提升到屋面的板材按排板起始线放置并使板材的宽度覆盖标志线对准起始线。并在板长方向两端排出设计的构造长度。用紧固件紧固两端后，再安装第二块板，其安装顺序为先自左（右）至右（左），后自下而上。安装到下一放线标志点处，复查板材安装的偏差，当满足设计要求后进行板材的全面紧固。不能满足要求时，应在下一标志段内调正，当在本标志段内可调正时，可调整本标志段后再全面紧固，依次全面展开安装。
在安裝彩钢夹芯板时，应挤密板间缝隙，当就位准确仍有缝隙时，应用保温材料填充。安装完后的屋面应及时检查有无遗漏紧固点。在紧固自攻螺丝时应掌握紧固的程度，不可过度，过度会使密封垫圈上翻，甚至将板面压得下凹而积水。紧固不够会使密封不到位而出现漏雨。板的纵向搭接，应按设计铺设密封条和设密封胶，并在搭接处用自攻螺丝或带密封垫的拉铆钉连接，紧固件应拉在密封条处。屋面、墙面系统如果安装方法不正确会造成很严重的漏水等情况，容易损坏厂房设备，影响正常生产。
二、钢建筑结构的稳定性设计
稳定性是钢结构工程设计中需要重点考虑的内容之一。钢结构的稳定性设计、直接关系到整个工程的质量。在各种类型的钢结构中，由于结构设计不稳定造成的伤亡事故经常发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证整个工程的质量及建筑的使用安全，我们有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
1.钢结构构件稳定性设计的原则
根据实际设计制造中钢结构构件存在的稳定性问题，可以总结出以下三条原则，更好地遵循这些原则可以增强钢结构构件的稳定性能：
①必须同时考虑整体及各组成部分的稳定性要求。
从目前的钢结构构件设计制造情况来看，大部分的设计都是从平面体系来进行的，例如桁架和框架的设计就属于这种情况。为了确保这些平面结构不散失其稳定性，就需要从结构整体来进行考虑解决方案，也就是要设计必要的支撑构件，要满足这一点，就要求实现平面结构构件的平面稳定计算必须和结构布置的一致，且需要注意横隔设置和杠杆稳定等相关细节。
②结构计算简图和使用方法所依据的简图要相一致
目前实际设计操作过程中，在设计单层或多层框架结构时，经常为了节省成本不做框架稳定性分析，而采用框架柱的稳定性计算来取代。这就容易产生下列问题，在采用这种方法时，框架柱稳定性计算的参数应该由框架整体的稳定性分析来得出，而实际操作中为了简化计算往往会设定典型数值，也就是说通常情况下只会考虑典型情况，而忽略了实际中钢结构构件的多样性，这样会导致计算出现偏误，造成钢结构构件的失稳。因此，在钢结构建筑设计中，结构计算简图和使用方法所依据的简图要相一致。
③结构细部构造设计和稳定性计算相一致
在钢结构构件的设计制造中，结构计算和结构设计一致性的问题一直是广受关注的问题，为了实现这一目标，必须赋予传递弯矩和不传递弯矩的节点相应的刚度和柔度，而针对桁架节点的结构特性尽量减少其杠杆偏心。在涉及到稳定性能时，对于钢结构构造经常有不容的强度要求和特殊考虑。
2.钢结构构件稳定性设计的特点
①整体刚度和失稳效应：在现行的轴心压杆稳定相计算方法主要是通过临界压力求解和这件系数这两种方法
②稳定性计算的二阶分析：在计算钢结构构件的稳定性过程中，除了需要整体考虑结构的屈曲性能和强度等指标，还有一些特性需要重点加以分析，首当其冲的就是二阶分析。钢结构设计规范中涉及一阶弹性分析法和二阶弹性分析法，对于构件稳定性涉及到到结构和位移对结构内力产生的影响，称之为二阶效应。采用二阶分析发，可以针对大变形、大挠度的钢结构进行较为系统准确的分析计算。
③稳定性分析的整体性：钢结构构件的稳定性分析和计算必须从整体考量，因为杆件能够保持稳定性是结构整体的性能和承载力决定的。
④稳定性分析不需要对钢结构够构件的超静定性能进行分析，因为稳定分析只是针对位移进行的计算。
三、结语
钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构建筑已成为国际现代化都市建筑发展的主流，特别是随着结构解析和钢结构技术的提升，这种趋势更加明显。目前随着经济的发展以及人们对于住宅越来越高的要求，钢结构是有很大市场的住宅结构体系。钢结构可随着人们审美观的不同，使用功能要求的不同，设计出各种造型、尺度、空间的新型房型，会逐渐成为建筑行业的主流。
参考文献：
[1]陈绍蕃，钢结构稳定设计指南[M]，北京：中国建筑工业出版社，2005
[2]张耀春，武振宇，张文元，值得探讨的若干钢结构稳定问题[J]，钢结构工程研究，钢结构增刊，2002