建筑鋼結構設計要點

來源：建科 瀏覽：- 發布日期：2025-09-16 14:22:08

在建筑鋼結構設計中，設計師需要遵循相應的設計原則，嚴格把握相關的設計要點，使整體結構與細節部分有機協調，對其中易產生問題的環節要加強質量控制，全方位提高鋼結構建筑質量，保證建筑物的使用性能以及整體設計的美觀性、經濟性。

1、遵循設計原則

建筑鋼結構設計需要遵循以下幾方面原則：

1）穩定耐久原則。鋼結構設計中應充分考慮穩定性，穩定問題是鋼結構設計中面臨的一個重要問題，若因設計不當出現結構失穩，不但造成巨大經濟損失，甚至還可引發嚴重人員傷亡。因此，設計人員應充分把握鋼構件及結構的穩定性能，處理好鋼結構的穩定問題，確保鋼結構的安全可靠性。

2）便利高效原則。在進行建筑鋼結構設計時，要高效利用鋼材資源，減輕結構自身重量，便于運輸、安裝與維護。

3）實用美觀原則。在確保鋼結構整體穩定性與耐久性等基礎性能的基礎上，還應重視設計的美觀性，尤其是外露結構需符合相應的建筑美學要求。

2、正確選用鋼材及焊縫質量等級

在進行建筑鋼結構設計時，需依照現行規范要求，將鋼材與焊縫質量等級標注于設計方案中。目前建筑鋼結構設計中未明確焊縫質量等級，焊接作為基本的鋼結構連接方式，其質量優劣關乎整體結構安全與穩定性，因此設計人員需要根據鋼結構的材料以及承載力等明確焊縫質量等級。建筑鋼結構所使用的鋼材具有較高的性能要求，包括良好的抗拉強度、屈服強度等，在設計方案中，要充分考慮鋼材選用的科學性，這對于鋼結構的使用性能影響重大。

3、重要功能實現的設計要點

1）防火性能設計

雖然鋼材的熔點比較高，但如果處于高溫環境下，鋼結構也容易產生物理及化學性質變化，進而影響到整體結構的安全性。因此，在進行建筑鋼結構設計時，要充分考慮到防火性能的實現。溫度越高，鋼結構的強度及承載力等都會相應降低，如超過300℃，鋼結構的屈服點與極限強度便顯著下降；在400℃以上的高溫環境中，鋼結構強度及承載力只有平時的1/2；而達到600℃以上，其內部結構會遭受完全破壞。因此，設計師需要考慮到鋼結構的防火性能設計，應用阻熱法與水冷卻法等措施，使鋼材構件在規定的時間內溫度升高低于臨界值，避免火災對鋼結構產生嚴重的破壞。

2）防污性能設計

建筑常見污染，包括噪聲污染、光污染等，為了降低這些污染對建筑物使用造成的不良影響，在設計時就需要進行防污性能設計。噪聲污染的產生，主要是由于建筑結構的隔音效果較差而導致的，而光污染則是由于結構設計不合理導致光線干擾建筑物使用，在進行建筑鋼結構設計時，設計者要重視防污性能設計。例如可通過在墻體內部填充玻璃棉的方式有效吸收聲音，提高建筑物的防噪音性能。

3）防腐性能設計

提高建筑鋼結構的抗腐蝕性也是保證建筑物正常使用功能和使用壽命的重要因素。鋼結構的防侵蝕性一直以來都是建筑行業致力研究的課題。隨著建筑使用時間的增加，鋼結構不可避免地會暴露于室外，經過風雨等自然力的侵蝕必定會發生老化和生銹，不僅建筑的美觀度會受到影響，其穩定性和安全性也會大大降低。為了解決這類問題，各種鋼結構防腐材料應運而生。在鋼結構表面涂抹防銹、防腐，以及防火蝕涂料是當前鋼結構設計中最常見的做法之一。

4、結構選型與布置

鋼結構設計應該滲透“概念設計”理念，在結構選型與布置環節，這一設計理念至關重要。設計者對于難以進行理性精確分析的問題，可著眼于整體結構與分體系間的破壞機理、力學關系等，合理確定細部構造措施。在結構選型中，需考慮不同鋼結構形式特點，如針對屋面覆蓋跨度比較大的建筑物，可設計索模結構體系，針對有較大懸掛荷載的工業廠房，可以網架替代門式鋼架。結構布置是整個鋼結構設計中的難點部分，設計師既要考慮結構整體剛度大小要求，同時又要考慮剛度的均勻性，包括剪力墻設置位置、柱子主方向朝向等，如對結構布置缺乏仔細分析，那么會影響到整體鋼結構的抗力有效性和傳力途徑的合理性等，既影響建筑物的質量，同時又背離了經濟性原則。