关键词：建筑结构设计；钢结构设计；重要性分析
1建筑结构设计中钢结构设计的重要性
在整个工程中,钢结构设计能够直接的影响工程整体质量,在进行钢结构设计的时候,作为专业的设计师需要做的就是能够熟练掌握相关几何的应用以及要素,同时还要注重在此设计过程里,掌握相应的技术。钢结构设计相对来说具有一定的难度,设计师在进行设计的时候一定要严格的遵从相关图纸的要求,同时将相应的设计图作为参考,而且还要有效的结合施工实际情况,对其进行相应的构思,在最大的限度上有效的提升整体钢结构的质量,保证建筑结构设计中钢结构的总体性能。进行钢结构设计的整个过程里,具有较强的关联性,作为设计人员需要对钢结构的各个因素进行准确的了解,并且高度重视每个环节中有关构件设计的质量,避免因为设计不合格导致不良后果的发生,给建筑工程造成一定的危险性,影响整个工程的进展。
2建筑结构设计中钢结构的特点
2.1回收性强,可循环使用
钢材料相对于混凝土、砖石材料具有更强的回收性。首先,建材行业对环境污染很强,与之相比,金属材料极易获得,通过融化分解和重新融合就可以进行循环利用。其次,钢材料的边角材料可以循环利用,其强度大、效能高,具有非常高的回收价值。
2.2结构稳固,性能优良
相比于传统的混凝土结构和砖石结构,钢结构由于其材料性能更为优良。①其生产时间少,制作工艺更为简单；②其单位重量较低,对机器的负荷小,在建筑中的资金投入量也相对较少；③其结构稳定,柔韧性高,很少发生断裂现象,可以有效抵御地震等地质灾害。
2.3成本较低,操作简单
钢结构材料在搭建过程中操作十分简单,且安装方便,由此就降低了很多不必要的人力成本。此外,钢结构所消耗的原材料也相对其他结构而言较少,降低了资金成本。一般而言,可使用其建造建筑结构。
3钢结构施工难点分析
3.1稳定性存在问题
钢结构的稳定性对于建筑工程而言是非常重要的,稳定性一旦出现问题,就会给工程自身的安全带来一定的隐患,根据大量的调查数据得出,建筑钢结构失稳包括局部失稳和由于局部失稳所产生的间接整体失稳两种情况。当建筑钢结构受弯部位的尺寸大小超出其所能承受的范围时建筑钢结构就会出现失稳问题。在建筑项目钢结构施工当中导致建筑钢结构出现失稳问题的一个重要的因素的就是设计人员在对建筑钢结构进行设计时没有对钢结构在建筑当中的支撑作用给予充分的重视,因此一旦钢结构的吊装位置出现了异常那么网架、桁架等的杆件受力就会发生非常严重的变化,进而导致失稳问题的发生。
3.2防火方面存在问题
对于钢结构而言,其抗腐蚀性以及耐高温的性能都相对比较差,特别是当温度达到430℃~540℃左右的时候,其就会出现问题,甚至造成钢材的相应承受力出现下降以及消失的情况。从而就会对钢材的防火造成一定的影响。一旦其耐火性能达到了极值,就会造成火灾,对于工程建筑而言,会产生很大的安全隐患,甚至造成火灾事故。
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4在建筑结构设计中开展钢结构设计的有效策略
4.1提高钢结构的稳定性
在进行钢结构设计时,设计师需要充分考虑其在建筑中的稳定性。第一,设计师应该考虑整个体系以及组成部分对稳定性的要求,主要思考杆件的设计,杆件在钢结构的实际施工过程中,容易出现离心的问题。第二,框架结构的稳定计算。设计师需要通过框架整体稳定分析,结合柱计算长度系数对框架的稳定性进行计算。设计师应结合工程的实际情况制定图纸,在钢结构施工中容易出现附有摇摆拄的框架和横梁受有较大压力的问题,需要设计师加以研究。以港珠澳大桥为例,港珠澳大桥在建设中,相继攻克了海底深埋沉管隧道、海中人工岛快速成岛、海上装配化桥梁、海洋混凝土结构耐久、跨海集群工程技术标准等世界级难题。工程用钢量达到42.5万吨,约为60座埃菲尔铁塔,是在全球范围内首次大规模使用钢箱梁的工程。中铁山桥承建的港珠澳大桥最大标段钢箱梁制造CB01标,钢结构总重约18万吨,可抗16级台风、具备抵御8级地震的能力。另外还有无热桥轻钢结构体系,建筑本身是不节能的,本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题。
4.2加强防火设计
建筑钢材强度高、自重轻,但是耐火性较差,虽然钢材本身并非易燃物品,但是具有导热的性能,所以设计师需要注意加强钢结构的防火性能,主要有以下几种方法：第一,截流法。通过截断或阻滞热量传输,达到降温的目的,一般运用在钢材表面设置一层保护材料的办法,从而对钢材起到保护作用。第二,疏导法。当热量传到钢材时,运用充水冷却保护法,依靠水的蒸发消耗热量。例如,安徽某村在乡村建设项目中,率先推广使用绿色钢结构装配式建筑。在土地增减挂美丽乡村建设项目中,率先推广使用绿色钢结构装配式建筑。住宅安全性能好,抗震、防台风、防火、防虫蚁,房屋可进行世代传承,节约了时间和财富,也保持了历史传承。主要运用用固体耐火的材料将钢结构整体彻底包起来。固体的耐火材料不但有不燃性,还有较大热容量,将它用作耐火的保护层就能让构件升温减缓,同时在钢结构上部布置自动或手动喷淋系统。发生火灾时,启动喷淋系统,在钢结构表面形成一层连续的水膜,火焰蔓延到钢结构表面时,水分蒸发带走热量,延缓钢结构建筑达到其界限温度。可以真正意义上减轻广大农民的负担。
4.3全面考量钢结构的抗腐蚀性能
据相关调查,在建筑安全事故发生数量之中,有约40%的安全事故是发生于钢结构建筑之中,这与混凝土结构建筑以及木质结构建筑相比,其事故发生概率较高。分析得知,钢结构建筑安全事故的发生,有极大原因是其本身在抗腐蚀性能方面较差,进而因腐蚀问题引发安全事故,对人们的生命及财产安全造成威胁。在此种情况之下,则必须在建筑结构设计中钢结构设计的开展之中,对钢结构的抗腐蚀性能进行全面的考量,而对建筑物本身而言,在不断的发展中不仅要确保自身的实用价值,还需对审美需求加以满足,这便需同时对建筑物的整体美感加以考量,以此来确保建筑的整体美感。在开展表层美化工作之前,于钢结构的外部做好防腐蚀结构涂布工作,而后再开展喷锌及喷铝环节,在确保建筑结构整体美观性的同时,也能够有效提升钢结构的抗腐蚀性能。
4.4增加钢结构的功能
设计人员应加强对钢结构使用功能的研究,提高其应用价值。第一,提高钢结构的保温性能。主要运用建筑的外围护结构,将热量通过建筑结构传入室内。第二,隔音性能。一般的方法为,在隔声间外墙使用隔声性能较好的材料或结构,如砖、混凝土、纸面石膏板墙等。第三,重视绿色环保材料的应用。以安徽某企业诊断及药物研发基地为例,该项目由某建设集团采用EPC模式总承包施工,该项目推广的创新成果主要有单边螺栓梁柱节点、半组合梁、预制一体化卫生间底板、新型可拆模板现浇等技术。在装配式建筑中,装配式钢结构建筑自重轻,对地基承载力要求相应降低,可大幅度减少地基造价,要求钢结构建筑具有抗震性能好、工业化生产程度高、施工周期短、节能环保、便于运输、施工速度快等优势。并且钢结构材料可回收,具备真正做到绿色无污染的突出优点。
5结束语
综上所述,对建筑结构设计中的钢结构设计进行优化,有针对性的解决问题,从而能够保障群众的利益,保证建筑企业的长远发展。
参考文献：
[1]张璋.建筑结构设计中钢结构设计重要性与策略探讨[J].低碳世界,2017(25):203-204.
[2]储威.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨分析[J].黑龙江科技信息,2015(23):224.
论文作者:毛小栓
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
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