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摘要:在我国社会经济稳定增长的同时,也无形中带动了产业的繁荣发展,而以钢结构为主体的建筑工程也越来越多的出现在人们的日常生产生活中,且建造工艺也趋向成熟。
关键词:建筑工程;钢结构;设计
引言
综合国力的不断增强和建筑行业的快速发展相辅相成,随着国家和人民对建筑行业的要求进一步提高,钢结构作为科学技术水平发展的产物,越来越受到重视。钢结构的广泛应用,让建筑钢结构工程设计也进一步得到提升。
1我国建筑钢结构设计现状
在过去,建筑行业常使用的是钢筋混凝土结构,而在这一基础上,又出现了以钢板或者型钢为主的钢结构。这种新型的建筑体系相比以往传统的混凝土建筑,有着更高的强度、更好的抗震性以及更大的安全性、稳固性。与此同时,建筑钢结构还可以完全实现工厂化设计与制作,可以在很大程度上缩短施工工期,提高施工技术人员的工作效率。除此之外,由于建筑钢结构的材料可以重复利用,使得工程建设的投资可以尽快回拢,并且不会产生过多难以处理的建筑垃圾,维护了自然生态环境,而这也与我们提倡的绿色、环保建筑理念相向而行。基于此,在世界上的很多国家,都会自然而然的将建筑钢结构作为建筑建设的首选结构体系,并已成为未来建筑业发展的必然趋势。在这样一个大背景下,我国建筑领域的众多设计师也提高了对建筑钢结构设计的重视,并取得了一定成果。然而,尽管我国的设计师们投入了大量精力在建筑钢结构的设计上,但是由于建筑钢结构设计的起步较晚,其在市场上的认知度还不够高,尤其是与其他发达国家相比,更是存在很大差距,使得很多设计师在设计建筑钢结构时,难免会遇到各种各样的问题,这些问题有大有小,有时还可能会严重危害到施工现场人员的人身安全,造成不可挽回的安全生产事故。所以,为了切实提高自身建筑钢结构设计水平,加强对这方面问题的研究就显得尤为重要,这也是保证建筑工程整体质量以及功能的重要前提。
2建筑钢结构设计原则和要点
2.1原则
建筑钢结构设计工作中,为了保证结构的安全性稳定性,设计人员需要严格遵循钢结构设计原则,重视设计过程中的质量控制。钢结构设计时要能够综合考虑建筑物强度、耐久性问题,保证建筑钢结构的稳定性。建筑钢结构设计工作中,为了更好的控制建筑物自重,要在保证钢结构质量的前提之下,尽量减少钢材使用量。同时,建筑钢结构设计过程中还需要考虑建筑物美感问题。一般情况下,建筑钢结构分为横向系统和纵向系统两部分,横向结构系统主要受到建筑整体影响,具体的设计之中要注意钢材刚度对横向结构系统的影响。纵向结构系统设计中则需要考虑更多的因素,比如钢柱支撑力度、工程实施难度等。
2.2要点
2.2.1构件设计
钢结构构件设计时首先需要考虑钢材型号问题,就目前来说,民用建筑钢结构设计中比较常见的钢材型号是Q235、Q345等,为了便于工程管理,主结构一般选用同一种钢材。出于经济性考虑,可以选用各种强度刚才的组合截面。钢结构构件设计中,根据建筑工程相关的施工规范,构件界面采用弹塑性方法进行验算。当前阶段使用的各种结构软件,都会提供截面验算后的处理功能,可以有效地减少结构师的工作量。
2.2.2节点设计
连接节点设计是建筑钢结构设计的重要的内容。结构分析之前,设计人员必须要对连接节点可能的形式进行科学合理的预测,避免出现结构分析模型中使用的节点连接形式与节点设计的形式不一致的情况。根据接传力特性,钢结构节点可以分为铰接、刚接以及半刚接三种形式。结构设计过程中具体选用哪种节点连接形式需要根据其转动刚性进行选择。通常情况下,刚性连接时,钢结构不会产生非常明显的连接夹角变形的情况。半刚性节点目前依然处于研究阶段,还需要经过大量的理论研究及试验才能够确定其具体的适用场合。
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3当前建筑钢结构设计中应该注意的事项
3.1钢材防腐方面
目前,最直接有效的防腐措施就是在钢材表面涂抹相应的防腐涂料。设计人员应该根据建筑钢结构的具体要求来选择适宜的防腐涂料,并严格规范涂抹涂料施工人员的操作行为。另外,目前大多数钢结构构件都是在工厂预制,因此,我们可以在构件出厂前,要求生产厂家根据要求对各钢结构构件做基础性的防腐处理,就是涂抹必要的防锈底漆。如果还想进一步强化钢材的防腐蚀能力,可以从钢结构材料的本身入手,选用耐候钢作为主材,并采取热浸镀锌的技术对其进行处理,使钢材表面能形成一层镀层,以达到保护钢材的目的,防止锈蚀。有必要时,我们还能通过应用有机涂料配套技术以及阴极保护技术等,进一步提升钢结构本身的防腐性能。
3.2稳定性设计方面
第一,加大对稳定性理论研究的投入支持力度。就目前来看,积极研发高稳定性、高性能的新型钢结构稳定性设计理论是势在必行的,任何实践都是以理论为基础的,保证理论的科学性以及严谨性,往往可以在实践中获得意想不到的效果。所以,在有条件的情况下,我们需要不断完善钢结构稳定性的设计理论;
第二,提高设计人员的综合素质。由于建筑钢结构设计过程会需要进行大量的计算工作,而部分设计人员常常会将这些繁琐的计算过程简化,导致最终的结果与实际相差甚远,使得施工简图与结构计算简图难以吻合。对此,相关机构还应该强化设计人员的专业能力以及综合素质,以保证建筑钢结构设计的稳定性达到要求。
4钢结构建筑在设计之中应该采取的改进措施
4.1规范化建筑的设计
在建筑的施工过程之中,监理人员要对设计人员的设计图纸进行足够的核查,以确定设计符合工程的基本要求,并且其设计结构没有安全上的风险。同时,施工之中要加强对设计人员的工作进度的协调管理,在工程施工前应先对管理人员进行钢结构的基本知识的教育,树立设计管理人员的质量意识。设计人员应该对钢结构自身的的设计上的特殊性有足够的了解,对于其在建筑的设计上的特点必须有足够的了解,才能满足建筑设计的安全性要求。同时,在设计完成之后,相关部门必须对所涉及的结构畸形审查,以便于了解设计的安全性,并且检验在相关的建筑规定下,设计是否可以满足建设的要求。除了对于施工现场的基层生产人员的管理和监理制度之外,建筑工程之中的监理人员对于建设工程项目的高质量完成有非常大的作用,因此,监理单位的人员应当具有较高的监理技术、协调能力和足够的管理经验,因此,在监理制度的改革和完善之中,政府和企业等部门应该监理完善的监理工作制度和监理人员培训制度,对监理人员的工作水平进行提高。只有这样才可以是监理人员具有更加专业的技术知识,更为广泛的管理只是和更高的自身素质,更好地服务于建筑行业客户。
4.2从实际出发优化钢结构的设计
在我国的钢结构的设计之中,建设部门既对钢结构外观有新颖的要求,又对其经济效益有着期待,再加上我国在钢结构建筑上的发展并不如国外发达国家,因此,在我国的钢结构建设之中,设计人员应该重视建筑的经济效益,在进行新潮设计的同时,也应该考虑建筑的实际建设成本,设计要从建筑的实际出发,考虑建筑的安全性和居民的舒适性,不可以仅仅考虑外观二忽视建筑的实际用途。
结语
综上所述,建筑钢结构作为当前建筑行业结构设计的主流趋势。提高建筑钢结构设计的科学性以及可操作性,不仅对于建筑工程本身,同时还能大大提高建筑施工企业的设计建造水准,进而促进其稳定发展。所以,相关企业及设计人员应该加强对钢材防腐、节点设计以及稳定性设计等方面的研究摸索,并采取有效措施予以应对,从而为今后建筑钢结构设计提供参考依据。
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[3]庞赫,汪旭.钢结构住宅建筑设计探讨[J].住宅与房地产,2016,(18):49.
论文作者:胡家刚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第9期
论文发表时间:2017/9/1
标签:钢结构论文; 建筑论文; 设计人员论文; 钢材论文; 结构论文; 节点论文; 稳定性论文; 《防护工程》2017年第9期论文;