摘要:当今时代,我国建筑事业蓬勃发展,技术手段也在不断创新。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。建筑钢结构工程设计要具有高标准的精确性和规范性。
关键词:建筑结构;钢结构设计;重要作用
引言
钢结构技术在建筑工程设计领域应用范围不断扩大,但是其中也依然存在着很多问题,例如质量不过关、设计方案存在瑕疵、钢结构设计深度不足等。基于此,本文首先分析了建筑结构设计中钢结构设计的重要作用,其次讨论了钢结构设计要点。
1建筑结构设计中钢结构设计的重要作用
随着我国经济水平的高速提升,基础设施领域特别是建筑领域得到了长足的发展。在建筑设计领域中,钢结构设计已经成为广泛使用的设计结构。相比于混凝土结构、砌体结构、土石结构,钢结构由于其突出的力学性质和材料性能,钢结构重量轻、强度高、抗震性能好,且节能环保,能够循环使用,具有明显的绿色建筑的特点,当然,在钢结构的应用过程中,由于我国起步较晚,在相应的结构设计、材料应用和制度体系建设方面都存在着不足之处,需要我们提出解决方案。
1.1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,采矿业具有高危性,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。
1.2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。
1.3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。
2建筑结构设计中钢结构设计要点
2.1钢结构自身参数
在钢结构的自身参数设计中,要从建筑的整体高度、重量等方面完成相应的设计工作,使钢结构能够发挥应有的承力性能。在钢结构的设计中,要从两个方面完成设计:
(1)为钢结构的长度,在现代建筑中,建筑的高度、平面面积等方面都需要经过全面的设计和优化工作,尤其是对于主承力结构,要求钢结构在设计中,从该区域的整体高度和横跨面积等方面完成设计,另外为保证钢结构的整体性能,在具体的设计中需要留有余量,具体的余量要求,需要根据相关规定的要求完成设计,保证钢结构能够发挥应有作用。
(2)为钢结构的横截面积,对于钢结构来说,横截面积越大则承力性能越好,要求设计人员从建筑的预期重量角度出发,合理确定钢结构的横截面积。另外在钢结构的设计中,需要考虑钢结构的横截面形状,常用的包括工字梁、方形梁等,需要根据钢结构的作用区域完成选用工作,保证钢结构能够发挥应有的支撑作用。
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2.2节点设计
在当前的钢结构中,通常会通过钢架的模式提高整体承力性能,所以在具体的设计工作中,需要通过对节点的合理设计,提高钢结构的整体性能。在当前的钢结构设计中,已经开发了多种节点加固措施,包括碗扣结构、盘扣结构等,要求设计人员从施工便利性角度、连接角度强度等多个方面出发,完成对整个系统的设计和应用工作,以提高钢结构的运行质量。另外在这类结构的应用中,要求钢结构中的相关参数满足整个钢结构的承力需求,所以在具体的研究和分析中,需要采取合理的设计措施,达成对这类结构的控制效果。例如对于钢结构中的横梁结构等,一个重要因素为保证横梁的水平性,在具体的研究和分析中,要从这一角度出发,落实钢结构中各个节点的高程测量与配置工作。
2.3构件设计
构件设计是钢结构建筑设计的重要组成部分,需要保证钢结构设计的规范性与合理性,结合施工技术要求,采购适宜的材料,保证施工顺利开展,在设计其主体框架时,往往需要应用同一材质。此外,为了控制工程造价,亦可综合选用施工材料,要求材料能够达到相关技术要求。具体而言,钢材强度应当大于国家相关标准。在施工环节进行构件设计时,需要确保信息技术的先进性,不断对其进行优化和更新,做好钢结构截面处理与计算工作,对截面进行有效优化,同时有助于简化设计流程。
2.4防火设计
防火设置也是钢结构建设的另一项问题,由于钢结构是导热体,因而在发生火灾的过程中,钢材可以传递热量,极易导致更大的损失出现,因而只有有效地保证钢结构的隔热能力才能保障钢结构工程建筑的使用效力。如:在进行一下高层的大厦的建设的过程中,往往使用的钢材都是进行过多次多层涂抹隔热漆的钢材,保证在发生火灾的过程中,热量不会直接通过钢材进行传播。但漆耐受时间也是有限的,因而在进行建筑设计的过程中还应该考虑设计火灾预报警系统,减轻火灾所带来的危害。
2.5防腐设计
钢结构防腐蚀是当下在进行建设中需要考虑的重点问题,由于钢材是金属物质,因而其在空气中很容易与氧气发生氧化反应,或是在一些弱酸弱碱的环境下与水发生三英,导致钢材腐蚀,进而影响了钢结构的能力。因而在进行建设的过程中应该充分认识到腐蚀的问题,积极进行钢结构的防腐工作。当前在进行该方面工作主要是采用涂一层防氧化性漆的方式保证钢材少与外界直接接触,进而减轻腐蚀的危害。
2.6焊接设计
在钢结构的施工中,需要应用焊接技术完成对钢结构的连接,让钢结构能够发挥应有的承力性能,要求设计人员从钢结构本身性能、钢结构作用区域等多个角度出发,完成对钢结构焊接过程的合理设计。在具体工作中,需要设计的内容包括焊接工艺选择、焊接质量的配置、焊接变形的控制等多个方面,通过对这种方法的应用,提高整个系统的性能。尤其是对于焊接变形控制方面,要建成相应的变形控制措施,在此基础上才可保证整个钢结构的承力均匀性,从而让整个钢结构能够发挥应有作用。
2.7涂装设计
钢结构的防腐、防火涂装设计施工具有提高钢结构寿命、提升其性能的作用,应当保证钢结构具有避免受到火、酸性物质等的干扰。在设计实践中,设计师通常会选择在表层先涂抹防腐涂料,之后再涂抹防火涂料;在内层融合使用二者,以及在关键部分混合使用二者,应当避免涂料相互间出现化学反应。在涂装涂料时应当先进行除锈工作,可以使用设备处理,注意清洁钢材表层杂质,例如灰、油污等。
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:
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[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:万程
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/6
标签:钢结构论文; 建筑论文; 结构论文; 钢材论文; 性能论文; 结构设计论文; 中钢论文; 《防护工程》2019年12期论文;