[摘 要]文章主要围绕着高耸钢结构设计工作展开分析，探讨了高耸钢结构设计过程中比较重要的几个问题，提出了一些能够提高高耸钢结构设计效果的对策，以期可以为高耸钢结构设计工作提供参考。
[关键词]高耸钢结构；设计；问题
中图分类号：TU391 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0011-02
1.前言
在高耸钢结构设计过程中，如果没有采取合理有效的设计对策，就容易到高耸钢结构设计出现问题，所以，分析高耸钢结构设计的相关问题，对于提高高耸钢结构设计效果非常有必要。
2.钢结构建筑的发展
我国是世界钢产量第一的国家，钢结构建筑在我国发展前景可观，在2009年就已经供大于求。世界对钢结构建筑已经普遍认可并投入应用，目前为止，全世界101座超级高层建筑中，采用纯钢结构的就有59座，不仅高层，在国外60%以上的高级住宅中都是采用了钢结构建筑而成。国内外的专家一致认为，钢结构建筑不仅能保护环境，还能节约能源，是新世纪房地产产品中的优良品种，是一匹“黑马”。
3.钢结构构架的特殊性及设计中存在的问题
由于钢结构具有的施工速度快、在使用过程中易于改造等优越性，近年来在工业建筑中钢结构形式越来越受到业主的青睐。石油、化工企业的钢结构构架由于受到工艺流程条件的限制，结构布置与二般民用建筑相比有明显的区别，如果简单地套用民用建筑简化的计算模型，势必造成计算结果的误差。对比其差别有以下几点：
（1）框架的高宽比大，可能会远远超出民用建筑的高宽比限值；
（2）水平支撑有时很难对称布置，结构各层的抗侧力刚度中心与水平作用合力中心难以重合；
（3）框架各层荷载布置极不均匀，经常作用于构架的顶层并且伴有水平推力和振动；
（4）平台楼板采用花纹钢板或格构板，并开有大洞，楼层平面内不可能无限刚；
（5）石化行业多为易燃易爆产品，火灾时如果框架倒塌还会引发严重的次生灾害。
以上列举的特点表明钢结构体系的特殊性，在工业建筑中表现得尤为突出，以往钢结构设计理论的研究成果，为了便于实际设计工作中的应用，在进行力学分析模型简化时，主要是集中在针对民用建筑物的特点进行的。因此，在设计工业结构时必须清楚力学分析模型的简化条件，不可生硬地照搬，否则可能造成计算结果与实际情况不相符合。根据工业钢结构构架的特点，在设计时应注意以下几点：
（1）进行平面框架体系弹性稳定分析的假设条件：结构仅受竖向集中荷载，且所有荷载均作用在结构构件的交点上；结构是完全弹性的；框架柱轴向变形很小，可以忽略；结构按某一受载模式等比例加载。
（2）采用框架柱计算长度设计框架柱的概念来自于轴心压杆Eule临界力，柱的荷载条件和约束条件均会影响柱的实际计算长度。分析的假设条件为：荷载作用于梁柱的节点处；同层所有柱同时失稳，并只考虑和所计算柱直接相连的梁对它的约束。采用这一方法用于和假设条件相近的框架时，近似程度较好。
（3）忽略节点域剪切变形将高估结构的刚度，而梁、柱长度按轴线间距离取值又将低估结构的刚度，两部分相互抵消。有学者提出提出了不用考虑节点域剪切变形的划分条件。然而，当进行框架结构弹塑性分析时，如节点域有可能屈服，则必须考虑节点域剪切变形的影响。
（4）平台系统的刚度如假设为无限刚或无刚性，前者高估结构的整体刚度，后者低估结构的整体刚度，显然都是不合理的。结构分析中如何考虑平台支撑系统的刚度对构架空间性能的影响，以及实际设计工作中简化计算的方法及其适用的假设前提条件有待于进一步的分析研究。
4.钢结构设计中应注意的问题
4.1防腐问题
有很多原因会造成钢结构的腐蚀。第一是环境原因，钢材被长期的暴露在室外，加上湿度比重大，就会产生钢材腐蚀的现象，而环境中的酸、盐等由于化学作用会加快对钢结构的腐蚀；第二是设计原因，如钢架与墙体之间应该有一定的距离，有利于维护；第三是控制原因，主要由于施工中的疏忽，对涂料质量、涂膜厚度在施工中的检验不严格而造成腐蚀问题。
做好防腐工作势在必行，可以将室内、墙体、窗户等与外界接触的地方适量的涂抹水粘油，采用新的技术和材料进行防腐。
4.2防火问题
钢材是不耐火的，在烈火下，其构件温度会极速升高，使钢材强度与弹性下降，结构会随之迅速变形，最终必将造成结构倒塌现象。目前在钢结构的实际应用中大多数方法都是运用防火涂料进行保护的，在此之外还可以建设高效能的节能玻璃、硅气凝胶以及新型的墙体材料。
4.3防水问题
钢结构中防止保温材料是将水外保温和中间保温结合一起进行操作的方法。能有效的防止材料保温功能作用后凝聚的蒸汽积累过多而产生的受潮情况。内保温和中间保温的外表面是由强度大、密度实的材料构成，表面层的处理方法相对简单，而外保温作法的外表面对保护层的要求较高。
5.钢结构设计存在的问题及解决之法
5.1钢结构设计中的腐蚀以及防腐措施
在钢结构之中，钢结构的腐蚀问题是钢结构设计中最大问题，这也是影响钢结构设计的整体安全应用的重大因素。
对于钢结构设计中的腐蚀原因，主要是由三种构成：
自然环境的因素，也就是钢结构所处地方的自然环境的湿度或者空气的有害气体对钢结构的腐蚀。
钢结构设计的问题。也就是在设计中没有注意到钢结构该有的注意点，最典型的就是钢架与墙体之间没有预留空间而导致钢结构与墙体过于紧密，导致腐蚀问题的发生。
要解决钢结构设计中钢结构的腐蚀，所以那就从后果与解决方法入手分析。钢结构的腐蚀生锈主要是能够造成钢结构的强度和承载能力降低，以及减少钢结构的使用寿命，而且腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成建筑工程难以挽回的损失，另外就是，钢结构腐蚀影响建筑物的美观，所以钢结构设计中对钢结构的腐蚀问题也是要极其重视的，所以，解决从以下进行：对钢结构的外部设计是应该考虑到与外界接触的因素，而达到尽可能的减少外部自然环境对钢结构的腐蚀；在对钢结构的内部设计之时要充分的考虑到墙体对钢结构带来的影响，而要做出合理的改变；在对钢结构施工控制的防腐涂料选择时要考虑到涂料的防腐年限、保光保色性以及是否便于维修等。
5.2钢结构设计中钢结构及连接材料的问题及控制措施
当前我国的钢结构的设计中在钢结构及连接材料上的问题主要还是对于钢的选择过于草率，也就是说基本是按自己的经验对钢进行选择和运用，而在连接材料是以方便为主，没有考虑到连接材料在钢结构设计中起到的特殊性能。要对其解决可以从以下方面入手：
在钢结构的设计之中首先要考虑的就是受静力荷载又承受动力荷载，根据这两样的专业计算基本确定钢材的选用范围。
考虑钢材的承重情况，也就是要按照抗拉强度、伸长率、屈服强度含量等等对钢结构的钢材进行选择。
设计中的弯曲钢材的选择高质量的符合要求的，防止断裂的产生。
对连接材料的选择，要求应高于同样情况的非焊接结构钢材的质量，还有就是尽可能的保证材料中含碳、硫、磷的量符合规定。
5.3钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题及解决之法
钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题也是钢结构设计中重要考虑的问题，焊接裂缝的产生主要是有两方面构成：钢材焊接质量较差以及在对钢材的运输中振动而将原始的裂缝加大甚至开裂；钢结构焊接时使用的焊剂焊条潮湿以及焊接坡口没有清理，或者是在用气体保护焊是，对气体的纯度没有保证好而使得钢结构有裂缝产生。
要对上述的问题进行解决，那么对症下药是最好的方法，同样，解决的方法也有两个：钢结构的质检人员应该重视这些钢材之中的这些焊缝的检查以及要加强对钢材焊缝的检验力度，不仅如此，在对大板梁等长度较大钢结构在吊装运输过程要保证其受力均匀以及运输的平和而不是裂缝的产生。
6.结语
总而言之，高耸钢结构设计一定要更加重视设计的科学性和有效性，针对设计中比较关键性的问题，要提出一些比较可行的设计方法，尽量将设计的方案水平提升到一个更高的层次。
参考文献
[1]王萌.钢结构设计中应注意的几点问题[J].江西建材.2009（02）.
[2]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）.
[3]谢汉江.钢结构设计中若干问题探讨[J].中国新技术新产品.2009（20）.
[摘 要]文章主要围绕着高耸钢结构设计工作展开分析，探讨了高耸钢结构设计过程中比较重要的几个问题，提出了一些能够提高高耸钢结构设计效果的对策，以期可以为高耸钢结构设计工作提供参考。
[关键词]高耸钢结构；设计；问题
中图分类号：TU391 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0011-02
1.前言
在高耸钢结构设计过程中，如果没有采取合理有效的设计对策，就容易到高耸钢结构设计出现问题，所以，分析高耸钢结构设计的相关问题，对于提高高耸钢结构设计效果非常有必要。
2.钢结构建筑的发展
我国是世界钢产量第一的国家，钢结构建筑在我国发展前景可观，在2009年就已经供大于求。世界对钢结构建筑已经普遍认可并投入应用，目前为止，全世界101座超级高层建筑中，采用纯钢结构的就有59座，不仅高层，在国外60%以上的高级住宅中都是采用了钢结构建筑而成。国内外的专家一致认为，钢结构建筑不仅能保护环境，还能节约能源，是新世纪房地产产品中的优良品种，是一匹“黑马”。
3.钢结构构架的特殊性及设计中存在的问题
由于钢结构具有的施工速度快、在使用过程中易于改造等优越性，近年来在工业建筑中钢结构形式越来越受到业主的青睐。石油、化工企业的钢结构构架由于受到工艺流程条件的限制，结构布置与二般民用建筑相比有明显的区别，如果简单地套用民用建筑简化的计算模型，势必造成计算结果的误差。对比其差别有以下几点：
（1）框架的高宽比大，可能会远远超出民用建筑的高宽比限值；
（2）水平支撑有时很难对称布置，结构各层的抗侧力刚度中心与水平作用合力中心难以重合；
（3）框架各层荷载布置极不均匀，经常作用于构架的顶层并且伴有水平推力和振动；
（4）平台楼板采用花纹钢板或格构板，并开有大洞，楼层平面内不可能无限刚；
（5）石化行业多为易燃易爆产品，火灾时如果框架倒塌还会引发严重的次生灾害。
以上列举的特点表明钢结构体系的特殊性，在工业建筑中表现得尤为突出，以往钢结构设计理论的研究成果，为了便于实际设计工作中的应用，在进行力学分析模型简化时，主要是集中在针对民用建筑物的特点进行的。因此，在设计工业结构时必须清楚力学分析模型的简化条件，不可生硬地照搬，否则可能造成计算结果与实际情况不相符合。根据工业钢结构构架的特点，在设计时应注意以下几点：
（1）进行平面框架体系弹性稳定分析的假设条件：结构仅受竖向集中荷载，且所有荷载均作用在结构构件的交点上；结构是完全弹性的；框架柱轴向变形很小，可以忽略；结构按某一受载模式等比例加载。
（2）采用框架柱计算长度设计框架柱的概念来自于轴心压杆Eule临界力，柱的荷载条件和约束条件均会影响柱的实际计算长度。分析的假设条件为：荷载作用于梁柱的节点处；同层所有柱同时失稳，并只考虑和所计算柱直接相连的梁对它的约束。采用这一方法用于和假设条件相近的框架时，近似程度较好。
（3）忽略节点域剪切变形将高估结构的刚度，而梁、柱长度按轴线间距离取值又将低估结构的刚度，两部分相互抵消。有学者提出提出了不用考虑节点域剪切变形的划分条件。然而，当进行框架结构弹塑性分析时，如节点域有可能屈服，则必须考虑节点域剪切变形的影响。
（4）平台系统的刚度如假设为无限刚或无刚性，前者高估结构的整体刚度，后者低估结构的整体刚度，显然都是不合理的。结构分析中如何考虑平台支撑系统的刚度对构架空间性能的影响，以及实际设计工作中简化计算的方法及其适用的假设前提条件有待于进一步的分析研究。
4.钢结构设计中应注意的问题
4.1防腐问题
有很多原因会造成钢结构的腐蚀。第一是环境原因，钢材被长期的暴露在室外，加上湿度比重大，就会产生钢材腐蚀的现象，而环境中的酸、盐等由于化学作用会加快对钢结构的腐蚀；第二是设计原因，如钢架与墙体之间应该有一定的距离，有利于维护；第三是控制原因，主要由于施工中的疏忽，对涂料质量、涂膜厚度在施工中的检验不严格而造成腐蚀问题。
做好防腐工作势在必行，可以将室内、墙体、窗户等与外界接触的地方适量的涂抹水粘油，采用新的技术和材料进行防腐。
4.2防火问题
钢材是不耐火的，在烈火下，其构件温度会极速升高，使钢材强度与弹性下降，结构会随之迅速变形，最终必将造成结构倒塌现象。目前在钢结构的实际应用中大多数方法都是运用防火涂料进行保护的，在此之外还可以建设高效能的节能玻璃、硅气凝胶以及新型的墙体材料。
4.3防水问题
钢结构中防止保温材料是将水外保温和中间保温结合一起进行操作的方法。能有效的防止材料保温功能作用后凝聚的蒸汽积累过多而产生的受潮情况。内保温和中间保温的外表面是由强度大、密度实的材料构成，表面层的处理方法相对简单，而外保温作法的外表面对保护层的要求较高。
5.钢结构设计存在的问题及解决之法
5.1钢结构设计中的腐蚀以及防腐措施
在钢结构之中，钢结构的腐蚀问题是钢结构设计中最大问题，这也是影响钢结构设计的整体安全应用的重大因素。
对于钢结构设计中的腐蚀原因，主要是由三种构成：
自然环境的因素，也就是钢结构所处地方的自然环境的湿度或者空气的有害气体对钢结构的腐蚀。
钢结构设计的问题。也就是在设计中没有注意到钢结构该有的注意点，最典型的就是钢架与墙体之间没有预留空间而导致钢结构与墙体过于紧密，导致腐蚀问题的发生。
要解决钢结构设计中钢结构的腐蚀，所以那就从后果与解决方法入手分析。钢结构的腐蚀生锈主要是能够造成钢结构的强度和承载能力降低，以及减少钢结构的使用寿命，而且腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成建筑工程难以挽回的损失，另外就是，钢结构腐蚀影响建筑物的美观，所以钢结构设计中对钢结构的腐蚀问题也是要极其重视的，所以，解决从以下进行：对钢结构的外部设计是应该考虑到与外界接触的因素，而达到尽可能的减少外部自然环境对钢结构的腐蚀；在对钢结构的内部设计之时要充分的考虑到墙体对钢结构带来的影响，而要做出合理的改变；在对钢结构施工控制的防腐涂料选择时要考虑到涂料的防腐年限、保光保色性以及是否便于维修等。
5.2钢结构设计中钢结构及连接材料的问题及控制措施
当前我国的钢结构的设计中在钢结构及连接材料上的问题主要还是对于钢的选择过于草率，也就是说基本是按自己的经验对钢进行选择和运用，而在连接材料是以方便为主，没有考虑到连接材料在钢结构设计中起到的特殊性能。要对其解决可以从以下方面入手：
在钢结构的设计之中首先要考虑的就是受静力荷载又承受动力荷载，根据这两样的专业计算基本确定钢材的选用范围。
考虑钢材的承重情况，也就是要按照抗拉强度、伸长率、屈服强度含量等等对钢结构的钢材进行选择。
设计中的弯曲钢材的选择高质量的符合要求的，防止断裂的产生。
对连接材料的选择，要求应高于同样情况的非焊接结构钢材的质量，还有就是尽可能的保证材料中含碳、硫、磷的量符合规定。
5.3钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题及解决之法
钢结构设计中钢材焊接裂缝的问题也是钢结构设计中重要考虑的问题，焊接裂缝的产生主要是有两方面构成：钢材焊接质量较差以及在对钢材的运输中振动而将原始的裂缝加大甚至开裂；钢结构焊接时使用的焊剂焊条潮湿以及焊接坡口没有清理，或者是在用气体保护焊是，对气体的纯度没有保证好而使得钢结构有裂缝产生。
要对上述的问题进行解决，那么对症下药是最好的方法，同样，解决的方法也有两个：钢结构的质检人员应该重视这些钢材之中的这些焊缝的检查以及要加强对钢材焊缝的检验力度，不仅如此，在对大板梁等长度较大钢结构在吊装运输过程要保证其受力均匀以及运输的平和而不是裂缝的产生。
6.结语
总而言之，高耸钢结构设计一定要更加重视设计的科学性和有效性，针对设计中比较关键性的问题，要提出一些比较可行的设计方法，尽量将设计的方案水平提升到一个更高的层次。
参考文献
[1]王萌.钢结构设计中应注意的几点问题[J].江西建材.2009（02）.
[2]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）.
[3]谢汉江.钢结构设计中若干问题探讨[J].中国新技术新产品.2009（20）.