建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)及其注意事項(xiàng)

摘要：本文針對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)及其注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)分析，通過探究建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的方式、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)，有益于強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而使建筑質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，滿足建設(shè)工程提出的目標(biāo)和要求。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu);工程設(shè)計(jì);注意事項(xiàng)

中圖分類號(hào)：TU391?????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2020-05-23

作者簡(jiǎn)介：楊雙龍（1976- ），男，工程師，研究方向：土木工程專業(yè)。

建筑工程的建設(shè)，不可或缺的結(jié)構(gòu)便是鋼結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的設(shè)計(jì)與工程建設(shè)的質(zhì)量有著直接的影響關(guān)系。很多建筑自身的重量非常大，因此，對(duì)其承載負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)要求非常高。所以，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程開展的設(shè)計(jì)工作，需要細(xì)致并且嚴(yán)謹(jǐn)，這樣才能將施工效率提升，使得工程綜合效益有所加大，強(qiáng)化建筑的建設(shè)質(zhì)量。本文針對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)及其注意事項(xiàng)給出了如下分析。

1?建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用的方式分析

當(dāng)前，對(duì)于建筑工程的開展，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)過程中應(yīng)用的主要方法包括：（1）塑性設(shè)計(jì)法;（2）極限狀態(tài)法;（3）容許應(yīng)力法。每種設(shè)計(jì)方法都有著自己的核心理念，優(yōu)缺點(diǎn)不同，具體分析如下：

1.1 塑性設(shè)計(jì)法

該項(xiàng)方式的設(shè)計(jì)原則，為具體的構(gòu)件強(qiáng)度以及產(chǎn)生的塑性本質(zhì)，要超過荷載與安全系數(shù)相乘的乘積，在分析內(nèi)力結(jié)構(gòu)的過程中，通常都會(huì)對(duì)該項(xiàng)方法和一階屬性分析法進(jìn)行應(yīng)用。通過塑性分析方法，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)入到塑性之后，可以重新分配內(nèi)力，但是需要對(duì)材料具備的延性特征有所保障，使其具備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，相關(guān)人員需要對(duì)截面腹板和翼緣的具體參數(shù)規(guī)格有所明確，從而對(duì)限定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。此外，該項(xiàng)方法針對(duì)非線性處理有特殊性要求，只是不能將結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行反饋，或者不能反饋原材料當(dāng)中的擴(kuò)展特性[1]。鋼結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計(jì)，如圖1所示。

1.2 容許應(yīng)力法

該項(xiàng)方法具體來(lái)說(shuō)，為在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)過程中，對(duì)應(yīng)力參數(shù)大小進(jìn)行計(jì)算，使其不超過既定容許力。工作人員要按照工程提出的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)定的用力給予計(jì)算，其中需要借助階彈理論開展計(jì)算工作[2]。從客觀角度進(jìn)行分析，該項(xiàng)方式存在一些缺陷：如（1）沒有充分考慮到結(jié)構(gòu)存在的非線性影響;（2）安全系數(shù)的應(yīng)用比較單一并不能對(duì)荷載變異情況真實(shí)反饋，也不能突出獨(dú)立抗力情況。

1.3 極限狀態(tài)法

該項(xiàng)方法可以將塑性設(shè)計(jì)以及容許應(yīng)力應(yīng)用過程中的不足給予彌補(bǔ)。在極限狀態(tài)法應(yīng)用過程中，使用的原理為荷載分項(xiàng)系數(shù)以及抗力，將單一的安全系數(shù)給予取代。目前，該項(xiàng)方法使用的作用十分理想，因?yàn)楹奢d對(duì)其產(chǎn)生的效果，建筑結(jié)構(gòu)一般會(huì)有兩種不同的極限狀態(tài)：（1）正常應(yīng)用極限狀態(tài);（2）承載能力極限狀態(tài)。其中，承載能力極限狀態(tài)針對(duì)結(jié)構(gòu)整體產(chǎn)生的穩(wěn)固性以及安全性，具體來(lái)說(shuō)為構(gòu)建塑性變形以及發(fā)生脆性裂變，導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞[3]。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1?重視結(jié)構(gòu)選型工作

針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)選型。選型對(duì)整體設(shè)計(jì)工作的有效落實(shí)有著直接的決定效果，所以在設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)人員的設(shè)計(jì)切入點(diǎn)為結(jié)構(gòu)力學(xué)關(guān)系以及結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，以便使結(jié)構(gòu)選型得以完善，對(duì)整體工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行提升。

2.2?鋼結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)優(yōu)化

首先，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)之間存在的穩(wěn)定關(guān)系給予全面了解，有益于將工程穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化。其中，設(shè)計(jì)人員需要高度重視，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)開展的抗震設(shè)計(jì)工作，在其設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用的基本原則為標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)程化以及簡(jiǎn)潔化。此外，在處理鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件過程中，要根據(jù)具體的情況操作相關(guān)內(nèi)容，從而使屋架和屋面板、主體以及柱體之間的固定連接有所保障，使得鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升和完善。其中需要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容是，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的抗震性能、配置位置緊密聯(lián)系著支撐形式，所以針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)開展設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)相關(guān)因素充分考量，盡量將存在的影響因素降低，強(qiáng)化抗震能力;其次，在設(shè)計(jì)時(shí)，還要強(qiáng)調(diào)小規(guī)格零構(gòu)件的應(yīng)用，例如：在應(yīng)用鉚釘時(shí)，連接性會(huì)對(duì)整體建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的穩(wěn)固性有直接的影響，所以相關(guān)人員要根據(jù)具體的特性對(duì)符合條件和規(guī)格的鉚釘進(jìn)行選擇。

2.3?控制好梁柱連接節(jié)點(diǎn)

以門式鋼架為例;根據(jù)配置方式存在的差異性，門式鋼架斜梁的連接方法以及主體的連接方式，可劃分為不同的三類：（1）端板豎放：針對(duì)端板豎放的應(yīng)用，在等截面柱當(dāng)中更為合適;（2）端板橫放：如果豎向荷載產(chǎn)生了相應(yīng)的控制效果，借助柱體本身存在的重量，可以對(duì)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生施壓效果，這樣可以將節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的負(fù)荷力減輕;（3）端板斜放：如果節(jié)點(diǎn)有著較大的彎矩，可通過斜向放置的形式使抗拉連接的力臂有所延展，進(jìn)而為螺栓的布置提供更加有利的條件。

通常情況下，端板進(jìn)行拼接的形式主要包括兩類，外伸和平齊，兩種方法相比較，使用外伸對(duì)端板進(jìn)行連接的形式會(huì)使受力更加穩(wěn)定，并且端板外伸拼接的方式，會(huì)應(yīng)用更多的節(jié)點(diǎn)。將加勁肋在節(jié)點(diǎn)板外部進(jìn)行設(shè)置，可使受拉翼緣兩側(cè)當(dāng)中的螺栓得到更加均勻的受力，使抗剪能力有所加強(qiáng)，對(duì)節(jié)點(diǎn)板的形變有所預(yù)防。

3?鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

3.1?注重適宜性

在具體設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適宜性高度重視。在設(shè)計(jì)時(shí)，需要保障完成的鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)得到良好的布置，并對(duì)建筑提出的基本要求給予滿足。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在開展設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員、技術(shù)人員等要做好相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘測(cè)，之后結(jié)合具體的設(shè)備數(shù)據(jù)開展設(shè)計(jì)工作。

3.2?合理選擇鋼結(jié)構(gòu)材料

為了對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的高效落實(shí)有所保障，在設(shè)計(jì)過程中，還需要注重對(duì)材料的挑選，如果應(yīng)用的材料不合格，那么即使設(shè)計(jì)再完美，也不能達(dá)到理想的效果。所以，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料的挑選，需要先詳細(xì)比對(duì)分析各項(xiàng)材料類型，明確具體的參數(shù)指標(biāo)等，以便挑選的材料能夠?qū)Ω鱾€(gè)區(qū)域的鋼結(jié)構(gòu)、使用要求給予滿足。此外，材料的參數(shù)包括：長(zhǎng)度、寬度、厚度、塑性、韌性以及強(qiáng)度等等。

3.3?注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，不但要注重整體設(shè)計(jì)質(zhì)量，還需要對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行把控，注重對(duì)細(xì)節(jié)實(shí)施的管理工作，以便不同的節(jié)點(diǎn)，都能符合可靠性提出的要求。針對(duì)不同節(jié)點(diǎn)應(yīng)用的連接形式選擇，要對(duì)其整體性、協(xié)調(diào)性以及合理性充分保障。例如：應(yīng)用螺栓連接，或者焊接連接，都需要先分析好具體的情況，之后在對(duì)適合的施工形式挑選。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑工程越來(lái)越高，建設(shè)的規(guī)模也越來(lái)越大，加之人們對(duì)建筑提出的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，所以，針對(duì)建筑內(nèi)部的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要重要強(qiáng)調(diào)。因?yàn)閷?duì)鋼結(jié)構(gòu)造成影響的因素比較多，所以在具體設(shè)計(jì)時(shí)，要注重材料的挑選、施工方式的應(yīng)用以及各項(xiàng)細(xì)節(jié)的把控，從而優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化整體優(yōu)化質(zhì)量，有益于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升。

參考文獻(xiàn)

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Abstract：?This paper makes a detailed analysis on the design of steel structure engineering and the matters needing attention. By exploring the design and application of steel structure engineering， the design points of steel structure engineering and the matters needing attention in steel structure engineering， it is beneficial to strengthen the design quality of steel structure and guarantee the stability of structure， so as to further improve the construction quality and meet the requirements of construction Objectives and requirements of the design project.

Key words：?Building steel structure; Engineering design; Precautions