陈文台 孟石平 陈洪官

摘 要：伴随着建筑行业的迅速发展，传统建筑结构已经不能满足人们日益增长的建筑产品消费需求。同时，在建筑产业转型升级后，建筑产业链的构建，也推动了建筑设计向多元化方向发展，如建筑设计理念的多样化、建筑结构设计的层次化、建筑产品生产制造的产业化等。加上新时期要素市场配置资源功能的增强，在市场机制作用下，消费者对性价比的普遍重视等，共同造成了对钢结构的广泛需求。本文以此为出发点，选取钢结构工程设计问题浅谈作为研究题目，概述了钢结构设计的意义，剖析了钢结构设计中在的问题。并以此为基础，提出了几点建议。

关键词：钢结构;工程设计;问题

钢结构工程设计，旨在通过力学原理与计算方法，对建筑物进行基本的框架结构设计，突出其骨架与主体，为其赋予整体格局。从钢结构工程设计的内容看，它包括结构方案、结构计算、图纸设计。钢结构工程采用钢基骨架结构，主要由钢板、热轧钢板等材料与构件共同组成。与传统时期采用的砖混结构、钢筋混凝土结构相比，强度高、韧性大、结构内部紧密性好、均匀分布程度高。由于钢结构的优势相对较多，所以范围正在逐渐扩大。从应用意义方面看，可以起到节约资源、保护环境、改善居住环境等实际效果，有利于钢结构工程产出综合效益。

1 钢结构工程设计现状

钢结构设计属于新兴领域，虽然发展较晚，发展速度相对较快。正是由于钢结构的比较优势较大，应用范围较大，所以，在要素市场资源配置功能增强的情况下，钢结构工程行业发生了诸多问题。以钢结构工程生产建设产业链条中居于主导地位的设计环节为例，一方面，在防火设计方面仍然存在对连接部位安全设计不全面的情况。另一方面，钢结构中使用的钢材截面相对较小且强大较大，所以，在使用过程中强度控制与优势发挥也不太充分。尤其是在设计人员的综合素质方面，对于钢结构质量体系管理标准的转换能力相对较弱，在设计稳定性、设计安全性方面，容易埋下隐患。

2 钢结构工程设计问题分析

2.1设计质量问题

钢结构工程设计质量问题与其设计难度趋于一致。具体而言，在钢结构设计环节，设计流程相对复杂。加上专业化程度较高，在实际的设计过程中，一些设计院即使接到了此类项目，也会委托第三方公司进行设计。在这种情况下，存在设计监督不到位、设计质量复审不全面、设计质量评估难等实际问题。另一方面，即使设计院自行设计，也缺乏相应的经验与数据积累，其中存在一定的创新性、探索性，也不能提除风险性。所以，设计中的质量问题仍然十分严峻。

2.2防火设计问题

建筑结构防火设计不到位的问题相对明显。从原因方面看，主要是对于钢结构中使用的钢材料的性能的全要素分析不足，而且，对于实际使用钢材耐火性的界限范围缺乏匹配的实验论证。例如，钢材虽然可以起到一定的防火作用，但是导热性能较好，当温度过高时，仍然会引起附属物发生火灾，并且产生热膨胀现象，从而导致材料变形、结构受损、承载力下降等实际问题。根据当前的研究看，温度在600摄氏度左右时，钢材料的韧性、强度均会趋于无效，在脆性增加的同时，极容易造成安全事故。

2.3设计人员素质问题

由于钢结构工程属于新兴领域，设计人员在这方面积累的设计经验相对较少。加上现代钢结构工程设计环节发生了一些变化，需要对整条产业链条进行统筹分析。目前，钢结构工程设计人员对于产业链知识相对欠缺，加上在BIM技术等配套的设计技术应用方面，熟练性与各类软件的操作全面性，也存在一定的问题。整体上看，设计人员综合素质仍然有待提升。尤其在数据分析方法、数据库技术应用、设计指标设置等方面，也存在较为明显的短板。

3 钢结构工程设计优化对策

3.1提升设计稳定性

第一，设计人员应该先对钢结构工程中的刚度参数进行细致分析，并针对杆件安装实际情况调研，认识到杆件安装偏心的实际问题。从而在设计环节尽可能保障设计指标的全面性、数据分析有效性。第二，需要针对钢结构框架，计算其稳定性。目前通过BIM技术中使用的参数计算软件、结构模型，均可以细化构件要素，进而更为细致的分析每个部分的稳定性与整体稳定性。需要注意的是，钢结构工程设计经验相对较少，通常可以透过对施工中发生的问题的总结，逆向收集设计中容易发生的问题。例如，施工时的附加荷载应力集中的问题容易发生，设计人员在实际设计时应该做好相应的抗应力计算。再如，在无热桥轻钢结构设计时，钢结构工程中的冷热桥问题的解决相对棘手。此时，设计人员应该加强对相关工程的案例分析，如通过对洪珠澳大桥中应用连接件解决冷热桥问题的案例进行细致分析，均有利于增强设计稳定性。

3.2增强防火设计

应该从钢结构材料本身出发，针对其导热性、耐火性能分析，再采用有效的防火设计方案。例如，目前在钢结构工程设计中已经获得有效应用的截流法、疏导法，既能够起到较好的阻热效果、保护原材料，也能够运用充水冷却的办法，消耗掉钢结构材料中的热量。以疏导法为例，可以通过对自动喷水系统灭火系统设计优化，增强其防火功能。具体而言，在喷头数量方面，应该满足钢结构工程设计标准配置需求。在自喷配水管的规格方面进行一致性匹配，喷头的连接，应该与暖通、电力等管线进行相关性分析，避免阻碍。在位置的选择方面，喷头应该结合实际钢结构梁柱结构图，进行位置定位分析，规避间距问题。另外，需要将自动喷水灭火系统的安装与周边环境进行综合检查，并确保其清洁性，这样才能确保钢结构设计，在严格安装施工与使用时的可用性。

3.3提升设计人才综合素质

钢结构工程设计环节的综合性要求非常高，除了不同设计人员之间的密切配合之外，还需要作为个体的设计人员具备一定的综合素质，包括全面的知识素质、专业化的技术素质，以及行业标准内较高的职业伦理素养。具体而言，要做到全知、专能。除此之外，钢结构工程设计环节的系统性与生产制造其它环节的体系化操作密切关联。因此，设计人员需要考虑到技术路径与管理路径的融合问题，并在资源融合的思路基础上，使技术与管理实现“两管齐下”目标。因此，建议在新时期根据实际的钢结构工程行业发展与产业化运营需求，从钢结构工程设计风险管理的角度，对设计人员实施钢结构工程设计专题化培训，以此使其综合素质得到全面提升。比如，严格培训、考核上岗、按能安排分配任务等，均可以促进其素质培育。

4 结束语

总之，钢结构建筑产品生产制造过程中，具有较大的比较优势。因此，在钢结构工程设计环节，应该综合考虑设计、材料、施工、订单、销售、运维管理等多个环节之间的关联性。同时，根据在施工方案的设计环节，应该在严格的对其施工工艺进行细化剖析，确保设计时，选择的制作技术、安装技术、焊接技术等，与设计方案相一致。结合以上初步分析，建议在鋼结构工程设计过程中，尽可能按照建筑工程项目产品的生产建设构成要素与钢结构生产管理指标需求为准。在系统性设计与配套性设计相结合的路径下，实施对钢结构工程的合理设计，保障设计的安全性，预防后续施工中发生设计方案与施工方案实施时发生矛盾问题。

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