關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計及其注意事項的研究

（遼寧，沈陽 110000）

引言

隨著建筑行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，鋼結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于建筑工程中是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一大成果，鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)也逐漸被重用。鋼結(jié)構(gòu)的普遍應(yīng)用，使建筑鋼結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計也不斷進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中起到了重要的作用，鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計是否符合國家的標(biāo)準(zhǔn)決定了建筑物的穩(wěn)固性和建筑物的安全性，在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時要保證設(shè)計的科學(xué)性和合理性。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的方法

1.容許應(yīng)力法。容許應(yīng)力法是工程設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)中最為常見的設(shè)計方法。為了保證建筑鋼結(jié)構(gòu)具備有關(guān)的力學(xué)作用，容許應(yīng)力法也是定值法的一種，所謂的定值法指的是，假設(shè)把所有影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素作為一個定值，用不準(zhǔn)確的安全系數(shù)來研究設(shè)計中各種因素差異的影響，來判定鋼結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。容許應(yīng)力法的設(shè)計原則是：鋼結(jié)構(gòu)所計算的應(yīng)力應(yīng)低于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)容許應(yīng)力。容許應(yīng)力法的設(shè)計也存在缺陷，其中存在的缺點主要是不能有效判斷結(jié)構(gòu)幾何非曲線形的影響，以及容許應(yīng)力法采用的安全系數(shù)過于單一，無法體現(xiàn)出載荷變異和抗力的獨立性。

2.半概率法。隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法由定值法也開始向概率法轉(zhuǎn)變，由于載荷和材料強(qiáng)度的不確定性，因此選用概率的方法來確定載荷和材料強(qiáng)度。通過選用概率的方法依舊沒有將結(jié)構(gòu)的可靠程度和概率結(jié)合起來，只能被稱作是半概率法，半概率法的設(shè)計表達(dá)式也可用容許應(yīng)力法的設(shè)計式進(jìn)行表達(dá)，但半概率法的安全系數(shù)是通過對多系數(shù)的分析得到的。

3.極限狀態(tài)法。通過應(yīng)用極限狀態(tài)法將結(jié)構(gòu)的可靠度和概率結(jié)合起來，彌補(bǔ)了半概率法和定值法的不足之處，這種方法主要是選擇載荷分項系數(shù)和抗力來取代單一安全系數(shù)。當(dāng)前，極限狀態(tài)法是最普遍的設(shè)計方法。其結(jié)構(gòu)受到載荷的作用，能在固定的周期內(nèi)達(dá)到兩種極限狀態(tài)，分別是承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

4.塑性設(shè)計法。在設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)的過程中，塑性設(shè)計也是較為常見的設(shè)計方法之一，塑性設(shè)計法與容許應(yīng)力法的不同之處在于，塑性設(shè)計法能夠減少材料的浪費(fèi)情況，塑形設(shè)計法管理和控制著工程的造價，讓建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)能夠更加清晰的呈現(xiàn)出來，采用塑性設(shè)計法設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)時，要對鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成進(jìn)行細(xì)致的分析，為了在鋼結(jié)構(gòu)長時間使用過程中出現(xiàn)破損和斷裂的情況，就要重視結(jié)構(gòu)的塑性效果和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的分析研究

1.對建筑鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的步驟進(jìn)行分析。在建筑鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計的繪制之前，要先對鋼結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)，焊接的表示方法以及構(gòu)件的表示方法有所熟悉，優(yōu)化設(shè)計步驟，再根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的組成部分進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，最后創(chuàng)建鋼結(jié)構(gòu)模型，繪制出鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，在設(shè)計過程中一般會用到CAD軟件來創(chuàng)建模型。

2.對建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)固性設(shè)計。要想保持鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，首先從結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)能力和整體剛度來分析鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。再通過建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的CAD軟件進(jìn)行對比分析。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的注意事項

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中對鋼材的選擇很重要，主要是因為:⑴我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼材的種類非常多，想要在海量的鋼材中找到適合建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)不是一件容易的事情.⑵鋼結(jié)構(gòu)建筑的品類也在一直增多，不同建筑物對要求鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形度等方面的標(biāo)準(zhǔn)也不同，由此可見，鋼材的正確選擇很重要，如果鋼材的選用不正確，那么鋼結(jié)構(gòu)建筑的特性就展現(xiàn)不出來，達(dá)不到預(yù)期的效果。

2.判定建筑鋼結(jié)構(gòu)的適用范圍。目前鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在載荷大，體積復(fù)雜的高層建筑當(dāng)中，在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)之前要考慮到它能否承受較高的溫度，是否便于裝卸以及能否承受高強(qiáng)度的振動等因素進(jìn)行全方位的整理和分析，思考所設(shè)計出的鋼結(jié)構(gòu)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)，是否適用。

3.增強(qiáng)對建筑剛結(jié)構(gòu)細(xì)部節(jié)點和受力體系的設(shè)計。建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的方案明確之后，要對鋼結(jié)構(gòu)的受力體系和鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部節(jié)點進(jìn)行詳細(xì)的計算和歸納整理，根據(jù)計算出的結(jié)果對其加以改良。針對鋼結(jié)構(gòu)的受力體系設(shè)計而言，目前大多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)采用的是桿系結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)過程中因桿系結(jié)構(gòu)對鋼材的強(qiáng)度要求大，截面尺寸要求過小的特性在施工現(xiàn)場就能對其進(jìn)行組裝，各個構(gòu)成部件之間的制約能力很小，在設(shè)計過程中應(yīng)該注意的是構(gòu)成部件節(jié)點之間的連接要非常穩(wěn)固，針對鋼結(jié)構(gòu)建筑的細(xì)部節(jié)點設(shè)計而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計要求很精細(xì)并且設(shè)計內(nèi)容復(fù)雜，因此對細(xì)部節(jié)點的設(shè)計要很嚴(yán)格。

結(jié)束語

總而言之，因鋼結(jié)構(gòu)具備材料強(qiáng)度高、塑性強(qiáng)、韌性度好、制造簡單，體積輕巧的特點，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也變的很普遍，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的區(qū)別在于，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能好、施工周期短和施工便捷的特點。城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑和大型建筑也在日益增多，使得鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越廣泛。