淺析大跨度建筑鋼結構設計

【摘要】隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，我國的建筑設計行業(yè)也取得了較大的發(fā)展和進步，在現(xiàn)代建筑設計的過程中，不僅實現(xiàn)了對建筑結構的整體優(yōu)化，還實現(xiàn)了對建筑結構尤其是基礎結構的增強。下文筆者將主要針對建筑鋼結構設計問題進行分析。

【關鍵詞】建筑鋼結構；大跨度建筑；建筑結構；結構設計

引言

在建筑施工的過程中，采用鋼結構可以實現(xiàn)對結構自身的重量的降低，也可以實現(xiàn)對自身的強度的提高，所以為了更好的實現(xiàn)建筑結構的塑性和韌性，有關部門在建筑結構設計的過程中，應該根據(jù)情況適當?shù)倪x擇符合施工要求的鋼材，才能更好的發(fā)揮鋼結構的優(yōu)勢。不僅要實現(xiàn)鋼結構的自身強度的提高，還要滿足其他的使用功能，如防火和防腐等功能。

1、目前我國的鋼結構設計存在的問題

雖然我國的現(xiàn)代建筑中已經(jīng)實現(xiàn)了對鋼結構的廣泛的使用，對鋼結構的設計水平也有了很大的進步和提高，但是在大跨度的鋼結構的設計過程中，仍然存在很多的問題。三十米以上的大跨度的鋼結構從實用中看，還是比較少的，因此，在對這種大跨度的鋼結構進行設計的過程中，應該注意對其重點部位的調整。因為鋼材市場受到全球經(jīng)濟形勢的影響，也面臨著鋼材價格的不斷波動，因此在鋼材的選擇過程中，不僅要注意對各種鋼材的功能和特點以及優(yōu)勢的分析，還要充分的考慮成本因素，也就是說盡量選擇更加具有性價比的鋼結構的設計。一般來說，三十米以上的鋼結構的構件也都為鋼構件，這樣不僅可以實現(xiàn)對其自身結構的優(yōu)化，還有利于增強整體的強度，實現(xiàn)對鋼材的自身重量的減輕。作為鋼結構施工和設計過程中，需要使用到的防火涂料等輔助材料，也是在結構設計過程中應該充分考慮的內容，因為這種材料的使用也一定程度上增加了鋼結構的運行成本，所以，如果將鋼結構作為一種系統(tǒng)的結構形式來分析，那么就應該對其中運用到的各種材料的使用特點進行整合，以更加全面的進行評估。另外，在鋼結構的施工和設計的過程中，有關部門還應該充分的考慮其受力因素，也就是說要對其受力情況進行全面的分析，并結合鋼結構的各種變量對其可能產(chǎn)生的威海進行預估。

2、大跨度鋼結構的體系概述

在對大跨度的鋼結構進行設計的過程中，應該根據(jù)現(xiàn)有的建筑結構類型的不同，以及我國的相關行業(yè)執(zhí)行規(guī)范，選擇合適的類型進行鋼筋混凝土結構的混接，目前來看，在建筑中常見的大跨度的鋼結構的主要類型是H人字形銅梁剛接，這種方式的最大的特點是在鋼架連接的過程中，實現(xiàn)對門式剛架結構功能的充分發(fā)揮，即可以根據(jù)建筑結構的需要進行不同的設計方案的調整，只有結構中的各種計量符合要求，就可以實現(xiàn)其功能的正常發(fā)揮，因此這種更加靈活的大跨度的鋼結構設計方案更加適合現(xiàn)代建筑的多樣化發(fā)展需要。但是在實際的操作過程中應該注意的是，由于鋼架和混凝土是兩種完全不同性質的材料，所以在施工過程中和設計過程中，要想實現(xiàn)對其節(jié)點的有效處理是非常困難的，不僅應該對節(jié)點的受力情況進行全面的分析，還應該對節(jié)點的構造進行分析。這種節(jié)點的處理不僅增加了工程的施工難度，還導致了成本的增加，因此這種方案在實際的使用過程中也不是十分完善的，需要在以后的實踐過程中不斷的摸索。

在大跨度的鋼結構的設計過程中，最重要的是在保證建筑類型的基礎上，實現(xiàn)對H人字形鋼梁和平拱鋼架之間的設計轉換，即根據(jù)不同的鋼結構的設計需要，對鋼架的角度進行靈活的調整，這不僅需要對各種受力進行全面的計量，還需要有關部門做好節(jié)點的彎度和角度處理。

3、大跨度的鋼結構計算應當兼顧的問題

在對大跨度的鋼結構的各種應力和數(shù)據(jù)的計算過程中，有關部門不僅應該充分額考慮鋼結構的雙鉸折線拱H鋼屋梁以及其同混凝土結構的設置，還應該根據(jù)專門的軟件，對各種由于跨度增大導致的系數(shù)變化進行分析，也就是說要全面的分析橫截面和平截面中的各種受力情況，都構件的受力狀況進行全面的分析。

4、大跨度房屋鋼結構的設計重點

4.1精準的計算模型，可靠的結構設計

鋼結構所使用的材料是非常均勻的，是一種較為理想化的統(tǒng)一的彈性體，與當下所使用的計算方式及理念完全相吻合。除此之外，鋼結構構件連接模型跟現(xiàn)實狀況較為一致，在進行模型計算的時候所使用到的公式比較少，計算起來較為簡單。為此，鋼結構計算模型在現(xiàn)實的工作當中對結構設計有著精準性、可靠性的顯著優(yōu)勢。

4.2整體分析與優(yōu)化設計

整體分析與優(yōu)化設計對于大跨度房屋鋼結構設計來講有著十分重要的影響作用。在鋼結構設計當中，一定要創(chuàng)建與現(xiàn)實工作情況相吻合的模型，不可以隨便的改變計算模型，當鋼結構設計達到一個較為理想化的狀況的時候，需要兼顧到“次構件”的作用，很好的展現(xiàn)出經(jīng)濟安全設計的宗旨，最終達到節(jié)省鋼材、減少工程造價的最終效果。

4.3節(jié)點構造復雜

鋼結構設計當中最為顯著的一個特征是鋼結構構件相互間連接是比較復雜的，這是設計工作者在進行設計的時候需要特別關注的一個方面。節(jié)點設計一定要對于結構受力狀況、建筑有關準求、構件截面形式及節(jié)點連接方式等因素進行詳細分析，然后才能夠確定與之對應的節(jié)點構造形式，在滿足結構要求的客觀條件下才能夠開展有關設計計算。

4.4穩(wěn)定設計要求高

鋼結構設計與鋼筋混凝土結構設計完全不同，它是一種穩(wěn)定性能較高的設計工作，在進行鋼結構設計工作中所需要兼顧到的因素是非常多的，其中包含了結構穩(wěn)定性能的設計及結構組成單元的結構設計。

4.5整體剛度需進行嚴格的掌控

以往很多的鋼結構設計實驗證明，很多的鋼結構構件截面并不是由結構強度、結構的穩(wěn)定性能所決定的，結構設計主要是由建筑結構的剛度狀況所掌控，特別是對于一些薄壁構件產(chǎn)生的大跨度結構特別最為顯著，這就要求有關設計工作人員在結構設計的時候需要加以考慮的一個方面，以便于能夠達到較好的設計效果。

4.6設計施工圖

良好的大跨度建筑鋼結構設計取決于優(yōu)質的結構設計、施工圖紙所展現(xiàn)的，鋼結構設計圖紙所展現(xiàn)出的內容非常復雜，設計工作者需具備很強的圖紙表達能力，同時要對圖紙中所表達的內容有一個全方位的理解。

結束語

綜上所述，在大跨度的鋼結構的設計和施工過程中，不僅應該充分考慮鋼結構自身的承載能力和使用特點，還應該根據(jù)建筑結構的不同進行全面的設計分析，才能實現(xiàn)大跨度的鋼結構的優(yōu)化。

參考文獻

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