摘要:结构设计是建筑结构设计之中的重要组成部分,而钢结构设计的质量也会对建筑工程主体结构的稳定性造成一定的影响。钢结构设计的合理应用,不仅能够提升建筑工程的稳定性,同时也能够起到减少工程造价,提升施工效率的多种作用。随着我国建筑工程行业的深入发展,钢结构的设计形式也广泛的应用到我国的建筑工程行业之中,然而我国钢结构的设计过程之中还存在着很多不足,需要持续不断的改善和完善钢结构设计。本文作者根据自身从事建筑结构设计多年的实际工作经验,对建筑结构设计中钢结构设计的重要性展开了深入的分析,并结合实际情况,提出了行之有效的钢结构设计策略,希望能为我国建筑工程钢结构设计的优化起到一定的推动作用。
关键词:建筑结构设计;钢结构设计;重要性;策略
引言:
在进行建筑结构设计中钢结构设计的研究与分析之中,首先要明确建筑结构设计中钢结构设计的重要性,论述当前建筑结构设计之中钢结构设计存在的问题,并根据问题产生的实际原因,提出行之有效的钢结构设计策略,从而为钢结构设计的完善和优化提出具有可行性的意见,促进我国建筑工程设计行业的深入发展。
一、建筑结构设计中钢结构设计的重要性分析
在建筑工程行业之中,钢结构设计就是指通过对于建筑所用钢板进行焊接、热轧、冷弯等工艺从而使钢板能够形成建筑工程需要的钢型。钢结构可以分为轻钢和重钢两种类型,而轻钢的自重与使用的空间往往较小,比较适用于跨度较低的建筑工程项目之中,而重钢的自重较大,然而与钢筋混凝土材料还存在着较为明显的优势,目前广泛应用在跨度较大的建筑工程施工之中[1]。钢结构设计是当前建筑结构设计之中的重要组成部分之一,钢结构设计不仅影响着建筑工程的总体施工质量,其是否能够科学合理的使用也将影响到我国钢结构制造业的发展进程,因此,钢结构设计对于建筑结构设计而言有着至关重要的作用。在这里要注意的是,钢结构的设计难度较高,在进行钢结构设计时,设计人员必须严格按照标准和规范进行设计,结合当前建筑工程项目的施工要求和工程图纸设计,对钢结构设计要点进行更加精准的把控,从而全面提升钢结构的设计质量。钢结构设计的关联性较高,因此必须注意多个设计环节对于构件设计质量的影响,防止在设计环节出现问题,导致刚结构质量下降的情况。另外,在设计过程之中,设计人员也应该对于建筑工程的实际需求进行深入的分析,对于钢结构的关键部位进行优化设计,从而提升建筑工程之中钢结构的设计效力,确保建筑工程施工能够顺利的进行。
二、建筑结构设计中钢结构设计存在的问题
建筑结构设计之中,钢结构设计的前期工作包括结构分析、结构评估以及设计判断等多方面内容。在设计的初始阶段,设计人员应该对企业提供的资料进行深入的研读与分析,根据这些资料的内容判断建筑结构设计之中是否有必要应用钢结构设计。然后,设计人员应该对于建筑工程进行力学模型的建立,并对于钢结构设计之中的多种参数进行评估。钢结构设计的前期工作重点在于评估钢结构设计是否符合施工需求,因此需要对于多种重要的参数进行核查。而我国当前阶段下,建筑结构的设计人员往往对于钢结构的特点缺乏了解,一旦钢结构的设计内容较为繁琐,设计人员就会出现无从下手的情况,导致钢结构的设计难以顺利进行。另外,很多建筑设计人员往往缺乏对于钢结构的设计经验,在设计的过程之中,照搬砖石结构的设计方法,导致钢结构的稳定性和安全性受到不利的影响。同时目前我国也没有针对钢结构的设计质量进行全面的规定与约束,导致建筑结构设计之中钢结构设计缺乏合理的依据[2]。
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另外,设计人员在进行建筑结构设计时,往往会照搬国外的先进设计方案,而国外的钢结构设计往往对于建筑的经济效益问题考虑不够充分,这也会导致钢结构设计方案不适用于吴国的实际情况,有可能会损害建设部门的根本利益。
另一方面来说,建筑工程的项目设计往往会通过外包的形式完成,其中,这也会导致设计理念无法精确传达到外包部门,降低设计深度的问题,甚至会出现很多设计方案与原设计要求不符的情况,导致钢结构设计质量的下降。比如说,在钢结构设计的过程之中,设计人员会因为对于底板塑形和弹性的认识不足导致柱脚设计的刚度下降。而如果对于柱脚不进行内力分析,没有对于位移角进行预留,就会导致柱脚节点的刚度值下降,无法抵御地震灾害的冲击,造成建筑物的毁坏。
三、建筑结构设计中钢结构设计的策略
(一)钢结构构件设计策略
钢结构设计的规范必须符合对于承重结构钢材的伸长率、抗拉强度、屈服点以及多种物质含量的要求,同时承受动力载荷结构应该能够满足多种条件下冲击韧度的要求。在钢结构构件的设计过程之中,可以利用相应的软件进行构件截面的检验,如果截面的设计不符合实际的要求,必须对于截面进行扩大设计。如果截面的强度不足,一般会采用扩大截面板件厚度的方式进行优化处理,如果构件的抗拉性能不合格,则应该采取扩大意愿厚度的方式进行处理,如果抗剪强度无法满足要求,增应该进行钢结构厚度的扩大,如果形变量已经超出了预计范围,则应该进行截面高度的提升处理[3]。
(二)钢结构节点的设计策略
在进行钢结构节点的设计时,应该注意到梁和梁连接节点的设计,次梁和主梁连接节点的设计,柱和柱拼接处的连接节点设计,梁和柱及支撑柱脚连接节点的设计等等。节点的设计方式不同,会对建筑结构造成一定的影响,而如果钢连接节点在承受弯矩的情况下会出现明显的转动和位移现象,则应该对于结构进行相应的分析,对其变形量进行深入的计算,然后根据变形量的计算结构设计相应的解决方案。如果钢结构构件的内力较大,板件厚度较高,则应该在确保节点连接合理性的同时,采用约束应力较小及层状撕裂较小的连接方式,提升钢结构连接节点的延展特性,使其能够更加方便的制造与安装。
(三)图纸编制的策略
建筑结构设计之中,钢结构的图纸编制包括设计图与施工图的编制。一般情况下,施工设计土质是由施工方提供的,而施工图则是由钢结构生产厂家根据设计图纸进行编制的。设计图是为钢结构材料生产商提供有效依据的关键内容,其内容应该尽量保证周全,语言要简练。在设计过程之中,应该结合设计的需求,荷载的数值以及建筑材料的质量参数和施工工艺流程进行设计,对于钢结构的结构布置和结构节点应该进行清晰的标识,从而使施工图的编制工作能够更加顺利,完整的体现出设计图的设计理念[4]。
施工图往往也被称为加工图或者放样图。其深度必须与车间的制造与加工要求相符。不相同的钢结构构件应该进行分别绘制,同时对于钢结构所用的施工材料应该附列具体的需求。
四、结束语
随着我国城市化进程的全面推进,建筑工程行业对于建筑结构设计的质量要求也随之提升。而钢结构设计也是建筑结构设计的重要组成部分,对于建筑工程施工项目的质量能够起到一定的影响作用。这就要求了设计人员在进行钢结构设计时,能够综合考虑到材料的强度要求、刚度要求,从而提升钢结构使用的耐久性和稳定性,满足建筑工程施工安全性的要求。另外,也应该结合使用者的实际需求,提升建筑工程的美观性能,并且能够节省钢材的使用量,从而达到缩短钢结构建设时间,降低工程成本造假的根本目的,促进我国建筑工程行业的深入发展。
参考文献:
[1]张玉. 研究分析建筑钢结构的设计方法与设计要点[J]. 建筑工程技术与设计,2015,(17):355-355.
[2]钱琨. 建筑钢结构设计的稳定性设计要点[J]. 中国房地产业,2018,(7):87.
[3]董翠娟. 建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(13):1290-1290.
[4]赵瑞玫. 对建筑钢结构设计的现状与要点的探究[J]. 城市建设理论研究(电子版),2014,(28):2485-2485.
论文作者:于乐
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
标签:钢结构论文; 结构设计论文; 建筑论文; 中钢论文; 建筑工程论文; 节点论文; 设计人员论文; 《防护工程》2019年第5期论文;