摘要:随着城市化进程的逐渐加快,建筑行业快速发展,结构设计成为项目管理的关键。其中钢结构设计的专业水平会直接影响建筑主体结构的稳定性。进而影响整个建筑的质量。当前,钢结构在建筑行业的应用非常广泛,这是由于它强度高、制作相对简单、工期短等优势,但由于钢结构设计的过程中仍有很多不足,需要不断的改进、完善钢结构设计。本文从钢结构设计的重要性着手,分析了目前钢结构设计策略,以期能够为钢结构设计的优化提供一些参考与借鉴。
关键词:建筑结构设计;钢结构设计;策略
导言:钢结构拥有着砖混结构和混凝土结构在建筑上的应用优势,这主要和上文所描述的它独特的特征决定的。钢结构的较轻的自重,良好的延性使得建筑物拥有着良好的抗震性,这是因为地震力效应在建筑质量较小的情况下会变得相应小一些,地震效应还会因为延性的良好性一定程度上收到缓冲。除此之外,在传统的建造中想要建造较大开间就需要较为大跨度和复杂的结构,而如今有了轻质高强的钢结构,在创造开放式住宅的时候就更为方便了。
1建筑结构设计中钢结构设计的重要性
钢结构设计直接关系到建筑工程的主体结构质量。钢结构设计过程中,设计师既要对钢结构设计和应用过程中的相关几何要素进行明确的掌握,又要注重在设计过程中,对其进行技术把控。钢结构设计难度比较大,设计师在钢结构设计过程中既要遵循相关图纸相关要求,以设计图为参考,又要结合建筑工程的具体设计要求和施工情况,对其进行立体性的构思,最大程度上提高钢结构设计质量,并从根本上保障建筑结构设计过程中钢结构的整体性能。
钢结构设计过程中,关联性比较大。设计人员要对钢结构设计过程中的相关要素进行明确的了解,又要注重各个环节和构件的设计质量,避免设计不当,对建筑工程的安全性和稳定性造成影响,进而影响建筑工程后期施工过程中的安全性。钢结构设计过程中,设计师要严格遵循相关设计规范,严格按照相关标准对其构造要求和受力特点进行明确把握,以保障钢结构的整体设计质量。同时,设计人员也要结合建筑工程的实际施工诉求,对钢结构的关键部位进行优化设计,从根本上提高钢结构在建筑工程中的应用效果,以保障建筑工程的整体质量和效益,提高建筑企业市场竞争力。除此之外,设计师还要切实遵守建筑建筑结构设计中钢结构的设计规范,真正了解到构造要求、结构受力特点等方面的要求。只有这样,才能设计出合理的连接接地玩形式,使其能够满足于国家规定的标准要求。与此同时,设计人员还需要加强对建筑结构设计中钢结构设计中关键部位的优化设计,从根本意识上认知到建筑结构设计中钢结构设计的重要性,以此来不断提高建筑结构设计中钢结构设计效率与质量,促使建筑工程施工的顺利开展。
2当前建筑结构中钢结构方面存在的问题
2.1钢结构的失稳问题
大量的调查数据显示,造成目前建筑项目钢结构安全事故的主要原因是钢结构的失稳问题。首先钢结构失稳包括局部失稳以及由局部失稳造成的间接整体失稳。失稳发生在受弯部位的尺寸大小超过承受范围时。影响钢结构失稳的因素中最突出的就是设计人员在进行建筑结构的钢结构设计时,对支撑作用的重要性没有进行充分考虑。这样在钢结构的吊装位置出现差异的情况下,会使网架、桁架的杆件受力发生很大的变化,然后就会出现失稳问题。只要钢结构存在,失稳就有可能发生,因此设计人员、施工人员都要对此进行重视,做好对应的防范措施,保障建筑工程的施工质量。
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2.2钢结构的腐蚀问题
钢材料的耐腐蚀性较差,尤其是在湿度大、有侵蚀性介质的环境中,钢结构会更加快速的生锈腐蚀,所以建筑结构中钢结构的使用会造成钢材腐蚀情况的出现,这会削弱构件的承载能力,严重时导致安全事故的发生。通过对木屋架、钢木屋架、钢筋混凝土屋架与钢屋架造成安全事故的统计调查发现,钢屋架出现安全事故的占比达40%,而这主要是由于钢结构的腐蚀问题造成的。
2.3钢结构的火灾问题
钢材的耐高温性较差,性能随着温度的变化而发生变化,在温度达到430到540摄氏度区间时,钢材的屈服点、抗拉强度以及弹性模量均迅速下降,承载的能力也就消失了。建筑物的构件耐火性能不好,发生火灾时承载能力就无法延续,就会造成安全疏散、物资抢救以及扑灭火灾都无法进行,所以钢结构的使用会存在这样的安全问题。
3钢结构设计的策略探讨
为了钢结构能够更加科学合理的应用于建筑结构设计中,就要从多方面综合考虑,结合实际进行钢结构的设计。
3.1针对钢结构稳定性的策略探讨
在符合钢结构设计的一般原则前提下,要保证钢结构的稳定性还需满足以下条件:钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑,目前钢结构大多是按照平面体系进行设计,如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳,要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致,如增加必要的支撑构件等。实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的,只进行框架柱的稳定计算、由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的,因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。
3.2针对钢结构腐蚀问题的策略探讨
设计工作人员在进行钢结构设计时要全面的考虑钢材的防腐蚀性能。在建筑物的施工过程中,为了保证建筑物外观上的美感,施工人员会对钢结构进行喷铝或者是喷锌,但铝和锌作为化学物质,容易发生化学反应,腐蚀性是很强的,所以在喷抹的过程中会对钢结构造成加速腐蚀的问题。为了避免这一腐蚀问题,应该先对钢结构涂抹一层防腐蚀的保护结构,保护涂料由于电阻大、附着力好,而且致密疏水性强,可以有效的避免腐蚀问题造成的安全事故。
3.3针对钢结构火灾问题的策略探讨
钢结构的防火灾保护措施主要有:对钢结构进行防火涂料保护、防火板保护、结构内通水冷却、混凝土防火保护等等。为了避免火灾问题,在进行钢结构的设计时,要进行防火设计。而防火设计要综合考虑钢结构的所处部位、防护材料的可靠性、采取防护措施后钢结构增加的重量以及占用的空间大小、施工的难易程度及经济性。通过对这些因素的考虑,设计人员可以选择合理的方法来进行钢结构防火设计。
结束语
随着现代化进程的加快,人们对建筑工程设计提出了越来越高的要求。钢结构设计是建筑工程设计过程中的重要组成部分。设计人员在建筑工程钢结构设计过程中,要对钢材料进行科学合理的应用,并对其强度、刚度、稳定性和耐久性等进行考虑。同时,设计人员要结合建筑工程的整体设计诉求,对钢材料进行科学合理的应用,减少钢材料的用量,在保障建筑工程整体质量的前提下,降低建筑工程整体施工成本。
参考文献
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论文作者:崔军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/14
标签:钢结构论文; 中钢论文; 结构设计论文; 建筑论文; 过程中论文; 结构论文; 建筑工程论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;