摘要:经济的快速发展,对建筑领域的发展也起到了良好的推动影响和作用,建筑工程项目在规划和建设过程中,不仅种类越来越多,范围也越来越广,规模越来越大。而无论是对于现代建筑物进行建设或者是针对一些公路桥梁进行规划和建设,钢结构在其中都是必不可少的重要存在。钢结构在实际应用过程中,由于其自身具有非常明显的优势特点,比如强度高,性能坚固稳定等,所以在建筑工程的项目中应用的相对比较广。钢结构在应用时,主要是将钢作为主要材料,钢结构主要分为型钢和钢板这两种不同的形式。在建筑工程项目的规划设计以及具体建设过程中,钢结构设计在其中具有不可替代的影响和作用。但是钢结构在实际应用时,仍然会受到部分因素的影响,导致钢结构的稳定性无法得到有效保证。所以必须要对现阶段存在于其中的问题进行分析,这样才能够保证钢结构在建筑工程项目中的应用效果。
关键词:钢结构;设计;施工图
引言
随着社会经济的发展,建筑行业的发展趋势越来越好,人们对建筑质量要求也随之提高。钢结构设计是建筑项目设计的重要内容,确保钢结构设计科学性、合理性,可以提升钢结构的稳定性能,保障建筑工程的质量。在此基础上,本文将重点分析钢结构在建筑结构设计及施工图中的现状问题,探索有效的优化对策,为建筑工程发展提供参考和保障。
1钢结构概念
目前,钢结构作为建筑工程中主要的建筑结构类型,它具备刚性强、强度硬、不易变形的优点,因此被应用在大型建筑和承载力要求较高的工程中,这种钢结构与工程力学的假设要求更加贴近,它在实际使用中不仅韧性较好,而且具备承受较大载荷的能力。而如果在建筑工程中,想要使得建设工期和建设质量得到提高,那么钢结构的质量就非常关键,因此,必须在钢结构的生产中,确保生产设备具备较高的精密性和密闭性,这样才能确保钢结构的强度和质量满足建筑要求。
2钢结构设计及施工图问题
2.1钢结构设计问题
节点、结构焊接是钢结构设计的重要内容,也是影响钢结构稳定性和牢固性的关键因素。建筑工程更加重视施工过程,对结构设计的关注度不高,常常会忽视结构设计的价值,从而导致钢结构设计出现问题。当前钢结构设计内容比较单一,其形式也是千篇一律,无法满足多样化的市场需求。例如,当前柱脚设计的类型主要包含埋入式设计、外包式设计、外露式设计,不同柱脚设计适用工程存在差异。如果在钢结构设计中,设计人员忽视了内外力分析,可能会导致柱脚节点受到破坏,造成钢结构变形或建筑结构被损坏。
2.2设计图纸缺乏深度
承包单位和设计单位对钢结构设计进行外包,这就很大程度上降低了钢结构的深度与专业性,有的设计公司只为了赶工期而对钢结构设计方案不重视,导致背离原设计的要求。最为常见的几种分别是外露式、外包式、埋入式。外露式常用于民宅中,底板的可塑性与弹性决定了柱脚高度,所以柱脚决定钢结构的状态。但是设计人员在设计过程中,往往会忽视这方面问题,最终为日后发生危险埋下隐患。
3钢结构设计及施工图优化策略
3.1优化设计方案
通常情况下,钢结构具有耐腐蚀性、耐用性等特征,其结构本身不易被腐蚀,所以保障了结构的稳定性。但是,如钢结构一直与空气或水接触,仍然会产生腐蚀现象,钢结构稳定性也会受到影响。因此,在进行钢结构设计时,设计人员应该充分考虑结构的“防腐蚀”性能,将结构表面涂抹具有附着力和防水性能的涂料。例如,对于长期与空气或水接触的结构表面,可以增加防腐涂料的厚度,如:位于地下的钢柱柱脚,便可以利用“混凝土包裹+防腐蚀涂料”的方式,提升钢结构的防腐蚀能力。对于可能会与空气水分接触的结构表面,可以适当薄涂防腐蚀涂料。
同时,“稳定性”也是钢结构设计不可忽视的重点内容,也是影响钢结构使用寿命的重点因素。因此,在制定钢结构设计方案时,充分考虑钢结构的稳定性,做好与建筑整体结构之间的衔接关联,提升钢结构的抗震性能和防火性能,打造优质的设计方案。例如,在确保钢结构均匀规正的前提下,合理选择连接方式,保障各节点的衔接质量,做好重要节点的加固处理,如:柱子与屋架、屋架和屋面板等节点的连接位置,科学调整钢结构的高宽比例,从而提升钢结构的稳定性。通过这样的方式,不仅可以提升钢结构设计方案的有效性,保障钢结构设计与建筑整体的协调性,还可以考虑钢结构各节点的性能,实现了“局部到整体”的性能优化,对保障建筑结构设计质量具有积极意义。
3.2功能性设计
(1)防腐设计。为了保证防腐处理质量,需要在设计中依托具体施工要求与实际使用环境,确定使用永久性涂装或是半永久性涂装。在设计中,应重点完成钢材防腐等级的市场调查,结合不同区域、施工环境以及工程性质,确定防腐等级,并完成防腐处理方案的制定。通过这样的方式,能够保证建筑工程钢结构的防腐效果。
(2)防火设计。钢结构在火焰温度达到一定高度,会造成钢结构建筑的整体失稳垮塌。所以,必须对钢结构建筑进行防火设计。在进行建筑工程钢结构的防火设计中,要根据防火等级及钢构件位置选用相应的防火材料。就以往的工程情况来看,钢结构防火设计及材料的选择需严格依照工程项目的防护类型、防火种类、防火具体情况与要求完成。特别是在选择防火材料时,应当尽可能选择厚度以及粘结强度较高的材料,并将其填涂在节点部位。通过这样的方式,不仅能够更好完成节点部位的防火处理,还能够提升相应位置的强度,确保建筑工程钢结构整体的防火功能与防火指数。
3.3一致性设计
(1)计算方式与结构计算简图的一致。通常情况下,在展开单层或是多层框架结构的设计中,相关设计人员会对框架柱完成稳定性设计,然后对框架的整体稳定性的进行分析。在这一过程中,需要完成框架柱稳定性的计算,并明确框架柱的计算长度系数。此时,设计人员要确保设计结果满足假设条件,也就是避免局部稳定对钢结构整体稳定产生影响。
(2)稳定计算与钢结构内部构件设计的一致。确保稳定计算与钢结构内部构件设计具有一致性是钢结构稳定性设计中较为关键的步骤。在实际的设计过程中,想要提升钢结构的稳定性,就需要对不同构件提出针对性要求。基于此,在设待计中也要落实差异性对待(比如梁和柱的要求不同,主梁和次梁要求不同)。
3.4构件及节点设计
为了优化钢结构的设计,有必要优化构件的截面,以降低钢结构的设计成本;对于复杂性较高的钢结构,必须严格对每个组件的截面进行验算,尤其是节点模块的设计,这是钢结构设计中非常重要的工作。在此过程中,需要分析等强设计和实际应力问题,在设计中做好焊接,梁腹板和翼缘等板块的设计工作。在进行节点施工时,必须对焊接现场进行严格的检查,并严格按照相关要求对螺栓进行安装紧固,使得每项安装工作可以有序进行。
结语
总而言之,钢结构设计是建筑设计的重点内容,也是保障建筑项目稳定性、安全性的关键。通过分析当前钢结构设计的现状问题,从加强设计管理工作、优化设计方案、灵活调整设计内容等角度出发,不仅强调了钢结构设计的价值,提升了钢结构设计效率和质量,还优化了钢结构设计人才资源,保障了钢结构与建筑结构协调性。在这样的环境下,钢结构设计得以优化发展,建筑结构设计的科学性和有效性也进一步提升,对建筑行业发展意义非凡。
参考文献
[1]丁宏年,赵晨杰.基于稳定性原则的建筑工程钢结构设计要点[J].建筑建材装饰,2017(4).
[2]唐道刚.建筑工程施工中钢结构设计要点及稳定性研究[J].建筑与装饰,2017(2).