摘要:在我国建筑工程的发展中,建筑钢结构设计的要点分析,始终是一项非常关键的工作。在建筑钢结构设计中,设计人员应充分关注建筑主体部分与细节部分之间存在的关联性,并有效的协调这种关联性,综合把握各方面的设计要点,进而实现建筑钢结构设计方案中技术与工艺的有效融合,最终实现建筑钢结构设计方案的顺利实施,提高建筑钢结构的施工质量。因此,在建筑工程施工中,重视建筑钢结构设计的要点分析,具有积极地现实意义。
关键词:建筑工程;钢结构;设计
引言
现阶段虽然我国对建筑钢结构的应用越来越广,但由于我国在建筑钢结构工程设计方面的起步比较晚,使得了我国的钢结构工程设计水平要远远落后于国外的发达国家。因此需要相关的设计人员一步一个脚印,不断学习和总结相应的设计经验,以确保我国建筑钢结构工程的设计具有更高的水平,进而促进我国建筑钢结构工程的进一步发展。
1 建筑钢结构工程设计的方法
1.1容许应力法
如果将影响结构设计的诸因素取为定值,而用一个凭经验判定的安全系数来考虑设计诸因素变异的影响,衡量结构的安全度,这种方法称为定值法,容许应力法就属于定值法的一种,其设计原则是:其结构计算应力应小于结构构件设计所规定的容许应力。对于结构构件的计算应力要按规定的标准荷载,计算是以一阶弹性理论而得到,是以一个去除材料并大于1 的安全系数的极限应力或是屈服应力而确定的。容许应力主要存在的缺点在于:第一,不能合理的考虑到结构几何的非线性影响;第二,由于容许应力法采用的是单一安全系数,不能反映出荷载变异和抗力的独立性等。
1.2半概率法
随着工程技术的发展,定值法开始转向概率设计法,首先考虑荷载和材料强度的不确定性,用概率方法确定它们的取值。不过仍然没有将结构可靠度与概率联系起来,故称为半概率法。半概率法的设计表达式仍可采用容许应力法的设计式,但安全系数是多系数分析决定的。
1.3 概率极限状态法
极限状态法把结构可靠度和概率联系起来,克服了容许应力法和半概率法所存在的缺陷,这种方法主要是采用荷载分项系数和抗力来替代单一安全系数。目前,极限状态法以是我国最常用的设计方法。其结构由于荷载的作用,可在一定的周期内达到两种极限状态,第一种是正常使用极限状态,第二种是承载能力极限状态。承载能力极限状态所对应的是结构的安全性,主要是指构件的塑性变形、断裂等造成的结构破坏。
2建筑钢结构工程设计的分析
2.1 建筑钢结构详图设计的步骤分析
建筑钢结构详图的绘制,首先在做详图之前,我们应了解钢结构的组成,构件的表示方法、焊缝的表示方法等,深化设计的步骤:第一步:熟悉钢结构设计详图;第二步:与相关专业沟通;第三步:建模型、绘制详图。详图设计一般采用 CAD 或 TEK- LA 软件建模,另外,中国建研院的 PKPM软件也可以做一些详图深化。
2.2 建筑钢结构工程的稳定性设计
建筑钢结构工程设计稳定性特点分析。首先从建筑钢结构工程整体稳定性来分析,如要保持钢结构的稳定性,需要从结构的整体出发来分析其稳定性。其次,从钢结构的整体刚度和失稳方面来看,应采用现行较为规范的折减系数法和临界压力求解法来进行稳定计算,对于轴心压杆的稳定计算通常用这两种方法。再次,在弹性稳定计算的过程中,不只考虑结构整体性特点,还应考虑到二阶分析,这主要是由于结构内力会受到柔性构建大变形量的一定影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在设计建筑钢结构的过程中,需遵循其结构的设计原则,在了解钢结构的设计原则时,要能区别其强度和稳定问题,强度关键取决于材料特征,而稳定问题在解决强度问题时,需找出其不稳定的平衡状态,这种不稳定状态存在内部抵抗力与外部荷载之间。
2.3 建筑钢结构工程设计中的不同软件之间对比
建筑钢结构详图设计时要编制构件表和材料表,包括从最初的提材料计划开始,拿到图纸分析完成后首先进行材料计划。首先介绍一下深化设计的手段。采用的都是软件,各种软件有各自的优缺点,平时的普通门式钢架类轻钢厂房,要求速度快、工期紧的情况下采用 CAD 比较快捷方便,CAD强大的图形编辑功能,可以采用多种方式进行二次开发,可进行多种图形格式的转换,比如EXCEL 表能方便的运算,之后加载导入到CAD,以方便材料表的绘制。CAD 最大的缺点是不能准确直观地看到3D 模型,从而会出现一些不必要的错误,导致工地安装困难。而 TEKLA和 PKPM(STXT)可以直观地看到模型,三维建模软件能自动产生2D 加工详图,提供完整的 2D 图画编辑功能及构件碰撞校核功能,但也存在着缺点,生成的图纸标注不够清晰,不适于车间工人快速视图,所以调图的时间很多。建模出图很快,时间都费在了调图上。鉴于 TEKLA出错率低,一般大型的多高层建筑均采用三维建模的深化设计。
3建筑钢结构设计注意事项分析
3.1正确选用钢材与焊缝质量等级
在实际工作中,重视正确选用钢材与焊缝质量等级这一工作,要求设计人员在钢结构设计方案中,明确标明钢材与焊缝质量等级,以避免建筑钢结构出现严重的稳定性问题。此外,建筑钢结构的稳定性要求,所选择的钢材具有一定的屈服强度、抗拉强度、伸长率等特点,在此基础上,关注焊接连接的处理方法,确保焊接质量符合建筑工程的施工标准。因此,如何正确选用钢材与焊缝质量等级,对于建筑工程的整体施工质量也会产生一定的影响。
3.2强化结构布置的合理性
在实际的设计工作中,强调结构布置的合理性,是建筑钢结构设计要点分析中相对重要的内容之一。强调结构布置的合理性,要求设计人员根据建筑钢结构设计的整体方案及工程的使用需求,通过强调结构布置的工作措施的方式,促进建筑钢结构设计目标获得实现。此外,在强调结构布置的合理性的同时,优化建筑钢结构设计流程,可以有效的完善建筑钢结构设计方案,促使建筑钢结构的稳定性得到保障。因此,在进行建筑钢结构设计要点分析的环节,进一步强调结构布置的合理性也很重要。
3.3强调节点设计的科学性
为了顺利实现建筑钢结构设计目标,在建筑钢结构设计要点分析中,强调节点设计的科学性,具有积极的现实意义。强调节点设计的科学性,要求设计人员结合影响建筑钢结构设计的所有因素,在综合分析的基础之上,形成合理的建筑钢结构设计方案,确保建筑钢结构施工符合建筑工程的建设标准。同时,强调节点设计的科学性,也是确保建筑钢结构设计符合建筑施工标准的前提之一。因此,在实际工作中,强调节点设计的科学性,具有一定的现实意义。
结束语
在对建筑工程进行建设中,运用钢结构工程进行设计,不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间,同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势,因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。随着我国城市化进程的进一步发展,高层建筑的数量将会急剧增多,这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。作为相关的设计人员,需要掌握钢结构工程设计工作中的要点,从而保证我国的建筑钢结构工程设计工作能够做得更好,最终促进我国建筑行业更好的发展。
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论文作者:戎永佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/21
标签:钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 应力论文; 详图论文; 概率论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第4期论文;