浅析建筑钢结构工程设计及其注意事项刘毅

浅析建筑钢结构工程设计及其注意事项刘毅

黑龙江省建筑设计研究院

摘要:建筑行业的快速发展,使得建筑工程的结构形式也呈现出多样化的发展态势,在具体工程中,可根据建筑物的功能性选择最佳的结构形式。其中的建筑钢结构因具备较强的稳定性和环保特性在当前的建筑施工中较为常用,尤其是一些对结构强度要求较大的建筑工程中,建筑钢结构的性能可以得到更好的发挥。实际应用中可以发现,建筑钢结构的稳定性会受到结构设计方案的直接影响,要想突出建筑钢结构的施工优势,就必须科学设计钢结构工程。文中,便对建筑钢结构工程的设计方法展开研究,并且探讨设计过程的注意事项。

关键词:建筑钢结构;工程设计;注意事项

建筑钢结构形式是有国外引进的新型建筑结构,因在我国的起步稍晚,在建筑施工和设计方面还存在一定的不足,结构设计水平与发达国家相比还存在很大的差距,致使在建筑施工中,很容易因设计方案不到位,引发不同程度的施工质量问题。但建筑钢结构的应用性能较为突出,且施工效率较高,如果能够实现对建筑钢结构的合理设计,便可充分发挥其结构优势,提升整体建筑结构的稳定性。基于此,应积极探讨提升建筑钢结构工程设计的方法。

一、建筑钢结构设计中存在的不足

我国现有的建筑结构还是以混凝土结构为主,但在混凝土施工中,材料选用不当或者配比不合理的情况下,极有造成结构强度不佳和建筑结构失稳的问题。在此基础上,我国从国外引进了以钢板和钢材为主的钢结构,与混凝土结构相比,其自身的强度优势较为明显,且具备更好的抗震性能,对钢结构进行合理应用必定会推动我国建筑事业的进一步发展。此外,钢结构施工中的钢板构件可以进行集中制造,再运输至现场进行装配施工,有效提升了建筑结构施工的效率,且施工废料可以进行回收再利用,不会产生过多的施工垃圾。鉴于建筑钢结构在建筑施工中的应用对于提升工程质量和效率具有积极作用,相关的设计人员加大了对建筑钢结构的应用力度,但由于尚未形成系统的设计标准,在设计方案中难免存在一定的问题,不仅会影响建筑结构的稳定性,还可能危及建筑结构安全,这也突出了对建筑钢结构工程设计展开研究的重要意义。

二、常见的建筑钢结构工程设计方法

1、容许应力法

容许应力法是建筑钢结构工程设计的常用手段,这种设计方法的主要作用是能够确保建筑钢结构的整体力学作用体系合理,避免在各个环节出现不稳定性或其他问题。在运用容许应力法来进行建筑钢结构工程设计时,应当切实做好相关计算分析,详细掌握和了解钢结构具体的内部应力是否合理,特别是要确保设计要符合钢结构材料的承载要求,防止因承载力不足而引起变形、坍塌等现象。现阶段,在我国的建筑钢结构工程设计中,虽然容许应力法的应用比较常见,但由于其设计难度较大、涉及内容较多,因此在实际应用时应当充分考虑到各方面问题,做出最精准的分析和计算。

2、极限状态法

利用极限状态法进行建筑钢结构工程设计也比较常见,该方法主要是通过分析建筑钢结构的极限承载状态,据此来了解其荷载要求,进而采取合理的措施加以协调,以保证结构设计的可靠性及稳定性。以往在建筑钢结构设计中,设计人员往往只考虑到安全系数,所设计出来的结构虽然具备一定的可靠性,但却容易存在结构不稳定性问题。对此,若采用极限状态法来设计的话,则不但能够确保建筑钢结构的可靠性,同时还能够保证其稳定性,并且对于塑性变形、材料断裂等问题,也具有较好的规避控制效果,可以说从整体上提升了建筑钢结构的安全水平。

3、塑性设计法

塑性设计法指的是,在进行建筑钢结构设计时,对各个结构部位的承力状况进行分析,确保其结构塑性和强度符合建筑结构的承力需求,以免在投入使用后,由于建筑钢结构自身塑性强度不足,产生结构破损或者断裂的问题,对建筑结构的安全性和稳定性造成威胁。因此,需要在设计之前,全面了解建筑结构的承力特性,并且明确各个部位的承力特点,从而保障建筑钢结构设计的合理性。同样,塑性设计法在实际运用中也需要先对建筑钢结构内部作用力及内力分配效果进行详细分析,才能够找到合理的结构处理方法,以确保整体结构的稳定性。

三、建筑钢结构设计过程中的主要注意事项

1、保障结构的适宜性

在建筑钢结构工程设计过程中,应当要注意结构设计的适宜性。具体来说,设计中必须要确保所设计完成的钢结构可以在现场完成较好的布置,且能够满足建筑使用者的基本需求。若想达到这一目标,需要在设计之前先对相关事项和相关人员进行充分调查和了解,做好现场考察、勘测工作,然后再根据真实的信息和数据来进行设计,才能够确保设计效果。

2、合理选用钢结构的材料

若想确保建筑钢结构设计结果的有效落实,还必须要在设计时合理选择钢结构材料,否则若材料选择不合理,则设计再怎样完善,实际效果也达不到设计要求。因此,在选择钢结构材料之时,应当要先对所需的各项材料类型进行详细分析、比对,细化材料的各项参数指标,确保所选用的材料能够满足钢结构各个区域的基本要求。材料的参数不仅仅只有材料长度、宽度、厚度等基本数据,还包括其强度、塑性、韧性等。

3、做好细节设计

在建筑钢结构工程的设计过程中,不能只注重整体结构的设计,还应当要注意细节部分的设计,抓好各项细节问题,确保建筑钢结构的各个节点都能够满足可靠性要求。在各个节点之间连接方式的选择上,也应当要确保合理性、协调性以及整体性,例如在处理螺栓连接或焊接方式时,必须先充分分析实际情况,再合理选择施工方式。

4、关注防护设计

建筑的防火设计关系着建筑安全,同样,在建筑钢结构工程设计中,也应当有效落实防火设计。钢结构本身的防火性能不佳,在实际使用时存在着较大的消防隐患,所以更要重视防火设计。在实际设计中,应当结合实际情况,围绕防火问题,不断进行设计优化,尽量达到最为理想的防火效果,以切实保证建筑结构的使用安全。

结语:随着建筑钢结构工程在我国建筑工程中的运用越来越广泛,对其的设计要求也越来越高。建筑钢结构工程设计是一项难度较大、涉及内容较多的工作,若想确保结构设计的安全性与可靠性,必须要合理选择设计方法,常用的诸如容许应力法、极限状态法、塑性设计法等等。另外,在设计中,还要注意设计的适宜性、钢结构材料的合理选择、细节部分设计以及防火设计等问题。

参考文献:

[1]关吉隆.关于建筑钢结构工程设计及其注意事项的探析[J].科学技术创新,2017(8):234.

[2]常小岗.浅议建筑钢结构的稳定性设计[J].建材发展导向:下,2017,15(7):83.

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