试析建筑钢结构工程设计及其注意事项论文_曹立刚

试析建筑钢结构工程设计及其注意事项论文_曹立刚

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摘要:在建筑工程建设中,很多工程使用到钢结构,钢结构为建筑的安全使用提供了一定的保障,具有便捷、安全性能高等特点。所以,为了能够充分地发挥钢结构工程这几点特性,在工程施工前期要做好合理的设计工作,确保在建筑施工中提供有效的应用保证和正确指导。文章将根据建筑钢结构工程设计时需要注意的几点注意事项进行分析讨论。

关键词:建筑工程;钢结构工程;设计;注意事项

引言

我国当前的建筑行业不断的发展进步,应用到的建筑施工手段也不断的创新,在建筑工程项目的结构处理方面所使用的施工技术也越来越丰富。钢结构逐渐成为现代建筑的普遍使用型式,充分地表现出了其比较实用的使用价值。对于建筑钢结构工程施工的有效保障,前期的结构设计尤为重要,设计方案要做到合理可靠、安全性高,对建筑施工细节要做到尽善尽美,排除一切建筑安全隐患,提高建筑的综合使用价值。建筑钢结构工程的设计要具有高标准的精确性和规范性。

1 建筑钢结构工程设计的具体分析

1.1建筑钢结构图纸设计的步骤解析

在建筑钢结构图纸的绘制前,首先要进行钢结构的组成、构件的组成方法、连接的方法等进行研究:①收集钢结构的详图信息;②加强建筑钢结构设计相关专业的沟通;③使用软件进行建模和绘制图 纸。图纸设计一般会采用固定的软件设计如CAD、TEK-LA 等软件进行建模,另外,中国建研院的软件也可以对图纸进行深化设计[1]。

1.2 建筑钢结构工程设计的稳定性

建筑钢结构工程设计要注意对稳定性特点进行分析。①要将建筑钢结构工程的基础建立在整体的稳定性上,需要从其结构上进行分析;②从钢结构的刚度和是否失稳方面,要适时地采用折减系数法和临界压力求解法来对整体的稳定性进行计算;③对整个建筑钢结构工程进行弹性稳定计算过程中,要考虑结构的整体性特点。原因是其结构内部受力的柔性构建和变量的最大化带来的影响。在设计建筑钢结构工程时要区分建筑强度和稳定性的问题,建筑的强度主要来源于建材的特性,稳定性是主要考虑建筑结构相互连接的平衡问题,这种不稳定性存在内部作用力和外部的承载力之间[2]。

2 实用的建筑钢结构工程设计方法列举

在建筑钢结构工程设计,根据实际施工的方法选择适用的设计手段。随着研究的不断发展,其可供选择的设计方法也越来越先进,其中比较合理的几种设计方法有:

2.1 建筑钢结构工程设计的极限状态法

对于建筑钢结构工程设计工作的进行,采取极限状态法进行设计处理是比较常用的设计方法。主要的理念是对钢结构的设计进行极限承载状态分析,测试其能够负荷的基本标准,根据结果来进行处理方式和措施的协调,使设计能够具备足够的整体稳定性能。在以前的一些建筑钢结构设计处理中,设计师往往只对单个部分的安全进行考虑和设计,这样设计出的结构缺乏整体的稳定性,很容易在钢结构建设过程中发生建筑安全事故。所以,针对这种情况的时有发生,设计师采用了极限状态法进行整体设计优化,使整个钢结构工程的稳定性得到了保证,提高了施工和使用过程中的安全保证。另外应用极限状态法还能够对钢结构材料中的塑性变形问题和超压发生断裂的问题起到控制规避的作用,避免了施工后期出现超出材料载重能力发生事故的情况,有效的提高了整体安全效果。

2.2 建筑钢结构工程设计的容许应力法

建筑钢结构设计处理中也常常用到容许应力法。容许应力法在建筑钢结构设计中能够很好的进行相关设计分析,了解钢结构的内部承力是否能够达到平衡受力,同时保证其钢结构自身的承载要求,以免出现一些承载力不均导致的变形和局部崩塌事故的发生。容许应力法的应用在目前的建筑钢结构工程设计中较常用到,短处是对于力学的研究导致设计难度增加,需要注意的细节也比较多,在从弹性理论角度和分析计算角度进行设计的同时,还要结合计算过程中的实际结果进行衡量,要避免在计算分析过程中出现数据偏差。

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2.3 建筑钢结构工程设计的塑性设计法

在进行建筑钢结构工程设计当中,会时常用到塑形设计法。其主要围绕的核心是对建筑钢结构工程建材的各个组成单元进行仔细详尽的分析,使建材能够具备较完美的塑性效果和材料强度。通过对建筑钢结构工程中的内部作用力的仔细分析,能够清楚钢结构的具体内力分配数据。可以对建筑钢结构工程的整体稳定采取比较合理的结构协调处理办法,能够有效的避免建筑钢结构在后期使用中出现材料断裂或残缺的状况,导致整个结构明显变形。

2.4 建筑钢结构工程设计的半概率法

随着工程技术的不断研发和应用,定值法逐渐地演变成为半概率设计法。进行钢结构工程设计时钢结构工程建材的荷载强度和材料韧性强度的不确定性,可采用概率法确定取值。但是在应用中没有将钢结构的可用性和稳固性概率联系起来,所以我们称其为半概率法。其设计表达可以结合容许应力法的设计方式,不过安全性系数数值是要靠多系数分析才能得出结果]。

3 建筑钢结构工程设计时需要注意的事项

为了做出高质量的建筑钢结构工程设计方案,使其在建筑施工中和建筑的使用中体现出设计理念的实际效果,设计方案需要在一些关键要点和核心理念上进行严格的衡量。以下是比较重要的几点注意事项,仅供参考。

3.1 要注意钢结构建材的谨慎选择设计者

要对各种钢结构建材的特点拥有足够的了解和认知,对钢结构建材的各个参数指标进行详细的分析,还要结合施工的地域特性、气候、湿度等进行综合分析,确定钢结构建材能否满足不同区域的使用要求。还要关注各类型钢结构建材的可塑性、材质的强度、韧性、长度、宽度和厚度等基本数据,确保选择的钢结构建材在整个施工过程中有足够的稳定性。

3.2 要注意钢结构设计的适宜性

在建筑钢结构设计处理中,要注意钢结构设计方案是否能够在施工地点合理建设。在此之前,还要做好建筑钢结构设计处理中涉及到的使用人群的基本需求调研工作。对建筑钢结构的用途进行全面的了解,并做好施工地点的现场勘查工作,确保对建筑钢结构工程的全方位的考察,综合所有设计因素进行分析,为建筑钢结构工程设计方案的准确性提供有效的数据保障。

3.3 要注意建筑钢结构工程设计中的安全防火设计

在建筑钢结构工程设计方案开始实施时,要注意钢结构的应用是否具有较大的安全消防隐患。因为钢结构建材防火性能稍差,所以在设计时要注意对其整个工程的防火进行重点的优化,结合整个建筑工程的风格围绕安全消防进行设计,保证其能够具有比较合理的防火效果。目前建筑钢结构工程使用较多的方法是对钢结构材料进行防火涂层处理。

3.4 要注意建筑钢结构工程设计方案的细节处理

在建筑钢结构工程设计处理时,要做好细节的设计。细节的处理原则是让建筑钢结构中的结构节点能够具备一定的合理性和结构的稳固性。根据不同的结构设计进行连接方式的选择,确保其在使用过程中具备科学的协调性,避免在钢结构节点出现变形或承重失衡等情况的发生,威胁整个建筑的施工安全,尤其是对螺栓连接处理或是焊接的稳固处理等方面,要进行严格的数据分析,以保证连接方式能够较为合理和均衡。

4 结语

建筑钢结构工程的设计特性具有空间跨度大、成本低、结构性能优异、安装便捷等优势。并且建筑钢结构还具有自重轻、抗震性高、施工期短和建材运输方便等特点。随着时代的进步、科学的发展,社会对大型的建筑群需求会急剧增大,建筑钢结构的应用也会越来越多。希望建筑钢结构工程的应用方式越来越先进,技术越来越完善,建筑材料不断的创新,为社会建设、国家经济发展提供充足的动力支持。

参考文献:

[1] 郑维.建筑钢结构工程设计及其注意事项[J].化工管理,2018(24):211.

[2] 刘锦华.建筑钢结构工程设计及其注意事项[J].四川水泥,2018(6):88.

[3] 冯涛.建筑钢结构工程设计及其注意事项浅述[J].城市建设理论研究(电子版),2017(36):96

论文作者:曹立刚

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/11

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