簡析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用

董國偉

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程加快。建筑方面也取得了越來越高的成就，建造了大量的廠房，由于鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、制作相對(duì)簡單、工期短等優(yōu)勢，被建筑行業(yè)廣泛使用。其中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)水平會(huì)直接影響建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從而對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和安全穩(wěn)定性上提出了更高要求。這就需要設(shè)計(jì)人員不斷的改進(jìn)、完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性著手，分析了目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略，以期能夠?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)要點(diǎn);重要作用

Brief Analysis of the Important Role of Steel Structure Design in Building Structure Design

Dong Guo-wei

（Weihai Kaide Architectural Design Co.， LtdWeihaiShandong264200）

【Abstract】With the development of the economy， the urbanization process has accelerated. The construction industry has also achieved higher and higher achievements， and a large number of workshops have been built. Due to the high strength， relatively simple production and short construction period， the steel structure is widely used in the construction industry. The professional level of steel structure design will directly affect the stability of the main structure of the building. Therefore， higher requirements are placed on the quality and safety of structural design. This requires designers to continuously improve and improve the steel structure design. This paper starts with the importance of steel structure design and analyzes the current steel structure design strategy， in order to provide some reference for the optimization of steel structure design.

【Key words】Building structure;Structural design;Design points;Important role

1. 引言

當(dāng)前我國的經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，全社會(huì)所有行業(yè)中發(fā)展最快的就是建筑行業(yè)。建筑行業(yè)直接關(guān)系著人們的生活環(huán)境，為了保證人們生存環(huán)境的平穩(wěn)健康，我們需要提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量。其中，鋼結(jié)構(gòu)因具有優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的性能、制造簡單、結(jié)構(gòu)牢固以及預(yù)期壽命長等特點(diǎn)而受到了建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，并成為現(xiàn)階段我國建筑工程中普遍使用的結(jié)構(gòu)形式之一。但是，鋼結(jié)構(gòu)在增強(qiáng)建筑工程質(zhì)量的同時(shí)也存在著不足之處，尤其是穩(wěn)定性與易腐蝕等，因此，我們需要加大對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究，在根本上保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量，一次來保證建筑的質(zhì)量。

2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)指的是通過對(duì)鋼板進(jìn)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(xiàng)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。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成之一就是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括將設(shè)計(jì)規(guī)劃：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)藍(lán)圖變成實(shí)體：鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的整個(gè)演變過程。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面影響著建筑物的整體質(zhì)量，進(jìn)而影響建筑業(yè)的發(fā)展;另一方面鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)至關(guān)重要。

3. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和步驟

3.1強(qiáng)化結(jié)構(gòu)布置的合理性。

在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性，是建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析中相對(duì)重要的內(nèi)容之一。強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性，要求設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體方案及工程的使用需求，通過強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)布置的工作措施的方式，促進(jìn)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)獲得實(shí)現(xiàn)。此外，在強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性的同時(shí)，優(yōu)化建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程，可以有效的完善建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，促使建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到保障。因此，在進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析的環(huán)節(jié)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)布置的合理性也很重要。

3.2穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。

在具體設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮的首要問題是，注意局部與整體的關(guān)聯(lián)。除滿足強(qiáng)度要求，還要滿足結(jié)構(gòu)體系及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，必須有合理的結(jié)構(gòu)體系，且要注意局部與整體關(guān)聯(lián)的緊密性。要做好這方面的工作，就需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，有效規(guī)避使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的因素，合理選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何形狀及尺寸，以滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定要求。除此以外，在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮施工的可實(shí)施性，既要滿足結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性要求，又要考慮便于施工、安裝，并在此基礎(chǔ)上考慮其經(jīng)濟(jì)性，盡量減少材料用量。

3.3結(jié)構(gòu)分析。

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，通常有利用有限元軟件可以對(duì)幾何非線性及鋼材的彈塑性能進(jìn)行考慮，可以為精確分析結(jié)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。但在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜時(shí)，則需要建模運(yùn)行程度，同時(shí)還要進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析。當(dāng)結(jié)構(gòu)較為簡單時(shí)，可以利用手算來對(duì)其進(jìn)行分析。典型結(jié)構(gòu)在對(duì)其內(nèi)力和變形進(jìn)行確定時(shí)，可以直接通過工具書來獲得。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析時(shí)，需要充分的對(duì)建筑物的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行考慮，特別是對(duì)于多層建筑鋼結(jié)構(gòu)，需要布置一定數(shù)量的支撐，從而有效的減少建筑物層間位移的發(fā)生。

3.4構(gòu)件設(shè)計(jì)。

在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理進(jìn)行材料的選擇，通常會(huì)采用Q235和Q345鋼結(jié)構(gòu)材料。為了確保構(gòu)件設(shè)計(jì)能夠具有較好的經(jīng)濟(jì)性，則需要選擇不同強(qiáng)度鋼材的截面組合。當(dāng)前在鋼結(jié)構(gòu)鋼件設(shè)計(jì)時(shí)，多會(huì)采用單一的鋼種作為主結(jié)構(gòu)。而且結(jié)構(gòu)軟件的應(yīng)用可以對(duì)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的優(yōu)化，并能夠?qū)?yōu)化后的截面進(jìn)行調(diào)整，確保其能夠達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。另外在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)還需要重視模型建立和部分計(jì)算參數(shù)。

3.5抗震性能設(shè)計(jì)。

鋼結(jié)構(gòu)有一個(gè)突出的優(yōu)勢，就是建設(shè)適應(yīng)性非常強(qiáng)，這就能夠讓鋼結(jié)構(gòu)適用于很多的高層建筑物中。但是盡管如此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還是存在很多需要優(yōu)化的方面，比如抗震性能就是優(yōu)化環(huán)節(jié)中要考慮的一個(gè)問題。要提升鋼結(jié)構(gòu)抗震性能，就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，了解建筑的抗震需求，考慮結(jié)構(gòu)體系的抗震能力。結(jié)合實(shí)際情況，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，準(zhǔn)確選取計(jì)算參數(shù)，合理設(shè)計(jì)，以確保提升鋼結(jié)構(gòu)的受力性能。設(shè)計(jì)時(shí)將地震作用下的影響因素考慮周全，將建筑物整體變形及構(gòu)件的局部變形控制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)?？山Y(jié)合當(dāng)?shù)匾酝慕?jīng)驗(yàn)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行優(yōu)化，提高建筑物的抗震性能。為降低造價(jià)，應(yīng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行優(yōu)化，盡量減少用鋼量。

4. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用和實(shí)際應(yīng)用

4.1設(shè)計(jì)方案在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，需要有意識(shí)的對(duì)設(shè)計(jì)方案之中的重要性進(jìn)行了解。站在整個(gè)施工流程角度來說，設(shè)計(jì)方案內(nèi)容的審核與操作顯得十分重要，只有這樣，才能確保方案與實(shí)際情況相符。由于整個(gè)設(shè)計(jì)過程涉及到的時(shí)間比較緊張，需要確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案具有較高的有效性和實(shí)用性。另外，鋼結(jié)構(gòu)本身在結(jié)構(gòu)形式上具有很多種類，不同形式所展示出來的特點(diǎn)也不同。因此，在相關(guān)設(shè)計(jì)方案落實(shí)之前，需要將上述內(nèi)容考慮在其中，只有這樣，才能確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中具備較強(qiáng)的準(zhǔn)確性和有效性。

4.2加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度。

在針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要提對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行仔細(xì)的判斷和深入分析。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多數(shù)情況下，被應(yīng)用在一些多層次或者是跨度相對(duì)比較大的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。因此，在這種情況下，需要在設(shè)計(jì)過程中，盡可能保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)精益求精的根本目標(biāo)，最大限度建筑工程的質(zhì)量提供有效保障。除此之外，在針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核的時(shí)候，還需要做好一系列的審核措施，保證設(shè)計(jì)關(guān)口的把控，從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效提升。

4.3強(qiáng)化監(jiān)督機(jī)制。

眾所周知，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)過程中具有非常重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠直接對(duì)建筑物的最終質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在這種情況下，要與實(shí)際情況進(jìn)行有效結(jié)合針對(duì)現(xiàn)階段存在于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行分析，并且提出有針對(duì)性的解決措施。鋼結(jié)構(gòu)本身巨野一定的特殊性，所以在針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)設(shè)計(jì)單位、承包商各自的資質(zhì)進(jìn)行審查，只有符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和程序的單位才能夠進(jìn)入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中。除此之外，還需要在實(shí)踐中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制作能力、安裝等各個(gè)方面的能力進(jìn)行深入理解，這樣有利于制定出科學(xué)合理、并且與實(shí)際情況相符和的設(shè)計(jì)方案。承包商或者是設(shè)計(jì)單位，在針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要從實(shí)際角度出發(fā)對(duì)其進(jìn)行操作。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，還要對(duì)成本進(jìn)行綜合考量，不能夠盲目進(jìn)行一系列的設(shè)計(jì)模仿，要從實(shí)際出發(fā)，保證建筑舒適、安全、穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效控制。

5. 結(jié)語

總之，鋼結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)用的越來越多了，那么鋼結(jié)構(gòu)的作用也就越來越大，對(duì)建筑質(zhì)量的影響也越來越大。我們?cè)龠M(jìn)行細(xì)節(jié)控制的時(shí)候，需要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作容易出現(xiàn)的失誤進(jìn)行糾正。所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一定要科學(xué)合理的應(yīng)用鋼材料，在進(jìn)行鋼設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定持久性，滿足建筑物的安全使用要求;此外還要結(jié)合設(shè)計(jì)的訴求，注意美觀并盡量節(jié)約鋼材料的用量，縮短制造時(shí)間，降低成本;完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

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