建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及要點

【摘要】現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的加工和安裝成本低、施工速度快，鋼結(jié)構(gòu)可以按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求進行大量的規(guī)模化生產(chǎn)，裝配時各個構(gòu)配件之間具備通用性、互換性，使得鋼結(jié)構(gòu)加工和安裝形成了一體化，類似于流水線裝配的工程生產(chǎn)建設(shè)過程，降低了建設(shè)成本，提高了施工速度，縮短了工期，同時因為鋼結(jié)構(gòu)的易加工性，可以根據(jù)需求制作特定形式的構(gòu)建進行裝配，兼顧藝術(shù)性，同時能夠滿足超高度和超跨度的要求，在整個高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工過程中使建設(shè)企業(yè)等待周期變短，施工企業(yè)不但縮短了建設(shè)周期，同時提高了經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計方法

【中圖分類號】TU391

【文獻標(biāo)識碼】A

城市的發(fā)展推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，而由于城市用地緊張，高層建筑以及大型建筑成為建筑行業(yè)發(fā)展的重要區(qū)域，進而推動了鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能強。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)指的是通過對鋼板進行焊接、熱軋、冷彎等加工使鋼板形成需要的鋼型。鋼結(jié)構(gòu)可以分為輕鋼、重鋼兩種類型，輕鋼自重與占用的面積都比較小，廣泛應(yīng)用于跨度小的建筑項目中；重鋼的自重比輕鋼肯定要重，但與鋼筋混凝土比，優(yōu)勢還是很明顯的，廣泛應(yīng)用于跨度較大的建筑物中[1]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成之一就是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計包括將設(shè)計規(guī)劃：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計藍(lán)圖變成實體：鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的整個演變過程。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面影響著建筑物的整體質(zhì)量，進而影響建筑業(yè)的發(fā)展；另一方面鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計還影響著現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的發(fā)展，所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

2.1 缺乏設(shè)計深度

由于承接單位將設(shè)計項目分包給設(shè)計單位，而這些設(shè)計單位缺乏相應(yīng)的設(shè)計資質(zhì)，使得鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案缺乏深度，更加嚴(yán)重點的是設(shè)計的方案不能滿足設(shè)計要求，比如鋼結(jié)構(gòu)柱腳的設(shè)計錯誤。一般柱腳設(shè)計的主要類型有三種，分別是外露式、外包式、埋入式，在民宅建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中柱腳設(shè)計通常運用外露式，住者的剛度有底板的塑性和彈性共同決定，因此當(dāng)?shù)匕灏l(fā)生變形時，鋼結(jié)構(gòu)就會變形，因此在設(shè)計人員進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須注意該注意的問題。

2.2 建筑的抗震性偏低

由于我國地域較為廣闊，地震對于建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和人們生命財產(chǎn)安全帶來了的嚴(yán)重的損害。對于建筑的抗震性而言，需要具有明確的設(shè)計規(guī)范，但是在實際設(shè)計過程中，部分業(yè)主為了可以有效降低工程造價，認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)自身抗震性能較為突出，所以盲目的在建筑原有抗震等級基礎(chǔ)上有所降低，為建筑整體穩(wěn)定性埋下了一系列安全隱患。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能在設(shè)計中，需要充分結(jié)合設(shè)計要求，避免在地震事故發(fā)生時，地震作用力對節(jié)點連接處帶來破壞，這也是當(dāng)前影響建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題的解決措施

3.1 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

明確鋼結(jié)構(gòu)整體局部之間的穩(wěn)定性關(guān)系，以保證鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計穩(wěn)定性，因此，對鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計必須重視。在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，必須保證鋼結(jié)構(gòu)的簡潔、勻稱、規(guī)正，并且在進行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接時，必須根據(jù)實際情況采用相應(yīng)的的施工技術(shù)。必須保證屋架和屋面板以及屋架和柱子之間的連接牢固，以確保鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能，增強建筑的安全性。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力一般會受到選用的支撐形式以及選擇的位置的合理性的影響，為此，專業(yè)人員在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須考慮這些問題，采取相應(yīng)的抗震措施。另外，必須加強柱和墻之間的連接，并合理的調(diào)整柱墻的高寬比，以提高鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能，在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須注意鉚釘?shù)倪B接強度，根據(jù)相應(yīng)的鋼材構(gòu)件使用相應(yīng)的鉚釘型號進行連接。

3.2 合理選擇鋼材

在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，選擇合理的鋼材有十分關(guān)鍵的作用。可以說，鋼材選擇這一任務(wù)既重要，又存在一定的難度。我國的鋼材種類眾多，要想從眾多的鋼材中選擇出最適合建筑物施工建設(shè)的鋼材難度較大，且當(dāng)前建筑物的施工設(shè)計對于鋼材的要求也較高，不同建筑物對鋼結(jié)構(gòu)強度、變形度以及疲勞應(yīng)力等方面的要求也各不相同，所以選擇時也有一定的難度。因此，在設(shè)計時，為了能夠更好的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的作用，一定要從實際出發(fā)，結(jié)合具體的施工要求科學(xué)選擇鋼材。在選擇鋼材時，還必須要科學(xué)判斷出其適用性。目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)的跨度以及荷載都比較大，主要是應(yīng)用在體型較為復(fù)雜的高層建筑物或者是大型的建筑物中。因此，鋼材必須要滿足建筑物施工需求，能夠承受較高的溫度和振動，并且便于拆卸。這就要求設(shè)計之前設(shè)計者需要調(diào)查研究，并全面分析，充分考慮鋼結(jié)構(gòu)的適用性，才能夠進行設(shè)計工作。

3.3 梁柱連接節(jié)點

門式剛架斜梁與柱的連接，可采用端板豎放、端板橫放和端板斜放三種形式。端板豎放適用于局部等截面柱。當(dāng)豎向荷載起控制作用時，將端板橫放可減少節(jié)點的設(shè)計剪力，同時充分利用柱的壓力對節(jié)點受力的有力作用。如果節(jié)點彎矩很大，可采用端板斜放形式，加長抗彎連接的力臂，有利于布置螺栓。端板拼接連接形式有外伸式和平齊式兩種情況，端板外伸式節(jié)點受力合理，承載力高于平齊式節(jié)點，因此應(yīng)盡量采取外伸式端板連接，同時應(yīng)在結(jié)點板外伸部分設(shè)置加勁肋，使靠近受拉翼緣兩側(cè)的螺栓受力均勻，接近一致，提高節(jié)點的抗剪能力，有效減少節(jié)點板的變形。

結(jié)語：

綜上所述，高層建筑和超高層建筑作為未來建筑行業(yè)的主流趨勢所在，由于建筑自身高度較大，對于建筑結(jié)構(gòu)的強度和抗震能力提出了更高的要求。鋼結(jié)構(gòu)自身重較輕，強度大，可以有效降低高層建筑自重，同時利用鋼結(jié)構(gòu)自身韌性、可靠性，具有較強的延展性，一旦發(fā)生地震，可以有效提升建筑整體安全性，降低地震能量帶來的沖擊。鋼結(jié)構(gòu)施工簡單，在實際施工中可以有效的提升施工效率和施工質(zhì)量，為建筑帶來更大的安全保障。

參考文獻：

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