钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施周雪飞

钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施周雪飞

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摘要:钢结构建筑施工时,施工人员要熟练掌握钢结构施工技术,施工管理人员要加强施工过程的质量管理,从而保证钢结构建筑的施工质量。在设计钢结构时,结构设计人员要熟悉钢结构的相关规范条文,将安全性和稳定性放在设计的首位,万万不能为了追求经济效益的最大化而降低对质量和安全的要求。钢结构具有优点也具有缺点,结构设计人员要充分考虑防止钢结构的屈曲,确保建筑结构的稳定性。

关键词:建筑工程;结构设计;钢结构;完善策略

引言

钢结构由于其较好的性能和较低的造价,目前已经成为我国建筑结构设计中一种主流方式。在钢结构设计中还存着很多不完善的因素,这些问题主要是由于管理机制、监督机制不完善以及设计能力较低造成的。在加强钢结构设计的过程中,我们应加强钢结构的实际应用方式、加强钢结构建筑的设计深度、规范钢结构节点设计同时加强构件截面的设计,从而提升钢结构设计的科学性,确保建筑工程的安全性和经济效益。

1建筑结构设计中钢结构设计的重要性

在整个工程中,钢结构设计能够直接的影响工程整体质量,在进行钢结构设计的时候,作为专业的设计师需要做的就是能够熟练掌握相关几何的应用以及要素,同时还要注重在此设计过程里,掌握相应的技术。钢结构设计相对来说具有一定的难度,设计师在进行设计的时候一定要严格的遵从相关图纸的要求,同时将相应的设计图作为参考,而且还要有效的结合施工实际情况,对其进行相应的构思,在最大的限度上有效的提升整体钢结构的质量,保证建筑结构设计中钢结构的总体性能。进行钢结构设计的整个过程里,具有较强的关联性,作为设计人员需要对钢结构的各个因素进行准确的了解,并且高度重视每个环节中有关构件设计的质量,避免因为设计不合格导致不良后果的发生,给建筑工程造成一定的危险性,影响整个工程的进展。

2钢结构建筑在结构设计中存在的问题

钢结构建筑作为以钢制材料为主要结构材料的新型建筑体系,以其抗震性能好、现场施工简便、稳定性强、经济效益高、节约环保等优势在房地产行业、建筑行业等领域得到广泛应用,成为高层、超高层建筑主流工艺。但由于我国钢结构建筑研究起步较晚,在结构设计中仍存在诸多问题,有待进一步改善。基于工作经验归纳与总结,钢结构建筑在结构设计中较为常见的问题主要有以下几点:

2.1结构节点设计问题

节点设计是钢结构建筑结构设计中的主要内容,节点设计的合理与科学,能够有效提升钢结构建筑结构稳定性、牢固性,确保钢结构建筑在抗震方面优势的有效发挥。但在实际设计过程中,节点设计不合理问题普遍存在。追其原因:(1)结构设计人员专业知识与经验不足,并未根据钢结构建筑实际要求与现场施工条件,进行综合分析,是结构分析模型中的阶段设计与实际不相符,影响结构整体稳定性、安全性。(2)在节点设计过程中,所设计的节点形式,所选用的节点连接方式不科学,无法达到结构稳定性、牢固性要求,影响结构整体质量。

2.2结构焊接设计问题

钢结构建筑施工建设过程中,涉及到焊接内容相对较多,因此焊接工艺选用的科学与合理,对钢结构建筑结构安全与可靠存在直接影响。这就需要相关工作人员能够立足实际情况,结合建筑结构受力情况、钢材焊接性能,确定焊接等级。并在设计中,明确焊接工序、焊接控制变量、焊接质量检验方法,为结构焊接施工提供有益指导,确保焊接质量符合建筑项目建设要求。但在结构设计中,由于存在图纸套用、设计审核形式化、设计程度不足等现象,易出现焊接等级选择不科学,焊接方案不合理问题,引发结构变形、坍塌等故障的产生。

2.3结构稳定加固问题

结构稳定与牢固是钢结构建筑结构设计的重要指标。随着近些年钢结构建筑结构设计理论与实践研究的不断完善,钢结构构件稳定性参数、钢结构稳定性设计规范等相对成熟。但由于影响结构稳定性的因素相对较多,包括施工因素、地质条件因素、气候条件因素、材料因素等,需工作人员注重实践经验积累,立足钢结构建筑建设要求,进行综合分析,并在不断创新与优化中,优化加固技术,提升钢结构局部与整体稳定性性。目前,部分工作人员由于工程经验有限,在结构设计中过度追求标准,存在设计保守(激进)现象,不利于结构稳定性的提升,且易增加钢结构建筑投资金额,不利于企业经济效益与社会效益的提升。

3完善建筑结构设计中钢结构的设计策略

3.1综合实际情况进行钢结构设计

现代建筑结构有很多形式复杂、层数多、高度高、跨度大的建筑物,受温度作用较高、受凤、震作用较大的情况。针对这类建筑进行钢结构设计过程中,设计人员不能照搬照抄国外设计方案,要切实结合施工现场,结合建筑物的实际状态,并综合考虑建筑的安全性和整个施工过程的经济性。

3.2加强钢结构建筑的设计深度

3.2.1加强钢结构的防腐设计

钢结构在稳固性和经济性上虽然优于其他建筑结构,但是钢结构如果长期暴露于空气中非常容易受到潮湿环境的腐蚀,被腐蚀的钢结构的构件截面会因锈蚀减小,由此减小使钢结构的使用寿命。这就要求,设计者在进行钢结构设计的同时注意防护设计,防腐材料要能够充分阻绝氧气和水分对钢结构的侵蚀,具有较强的附着力。室内钢结构防腐材料的厚度一般在100μm左右,暴露于空气部分的钢结构防腐材料厚度一般在200μm左右,地面下钢结构材料需要特别采用混凝土进行包裹,在腐蚀性较强的环境中,则需要适用专门的防酸漆防止腐蚀。

3.2.2加强钢结构抗震设计

我过多数地区位于抗震设防区,多震的特点决定我过的建筑物必须要将震性作为设计的一个重要因素。在进行具体设计的过程中要特别注意钢结构的受力均匀合理、钢结构连接处的稳定性、钢结构的支撑形态以及墙体结构与柱子板件的高厚比例等,从而保证钢结构在面对地震时具有良好的延性。

3.3规范钢结构节点设计

钢结构节点是钢结设计中的重要环节,设计者要深入分析钢结构节点的受力特征,根据钢结构承力情况,对节点进行分类:刚性节点和铰节点可用于承力较大的建筑物,半刚性节点可用于一般性建筑物中。具体而言,设计人员在节点设计中要注意以下事项:(1)针对不同层次设计不同形式的焊接方式,要特别注意焊条和镶嵌的金属材料的符合度以及焊缝中心和连接物中心的一致性。(2)要避免使用铆接形式。铆接的形式的抗剪切能力较差,容易造成钢结构错位。在设计的过程中应使用新型栓接方式,以更好的发挥螺栓的性能。(3)在梁腹板设计中加强对连接板和梁腹板性能的检验,同时,要加强对孔壁局部受压情况的验算。

3.4加强对构件截面的设计

构件截面设计是钢结构设计的核心环节,需要准确对截面进行估算,包括支撑系统和梁柱的截面大小。通过板件宽厚比、高厚比预估钢结构截面,优选截面延性等级较高的界面,并通过截面的受力状态确定钢柱的截面大小,同时确定选用槽钢、H型钢作为钢结构的原材料。

结束语

总而言之,在进行钢建筑设计的时候,必须要遵从设计原则,保证所设计的结构具有一定的规范性和合理性,既安全又可靠。另外所设计的结构设计需要满足建筑的实际需求,必须有较强的强度、稳定性以及持久的耐性。在设计的过程中还要能够保证材料的节约,减轻钢结构的重量。设计过程中还要注意尽量减少制造以及安装时间,减少不必要的成本。只有这样才能够保证整体的建筑质量。

参考文献:

[1]张宏亮,孙耀胜.高层结构设计中存在的问题及设计方法[J].工程建设与设计,2019(05):32-33+36.

[2]薛贺雷.钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析[J].四川建筑,2019,39(01):42-43.

[3]蔡继伦.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用研究[J].居舍,2019(04):99.

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