建筑钢结构工程设计及其注意事项 赵银龙

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:赵银龙
[导读] 摘要:钢结构具有空间跨度大、造价低、结构性能突出、安装便利等优势,使得钢结构的应用越来越普遍。
        山东舜诚建筑设计有限公司  山东潍坊  261061
        摘要:钢结构具有空间跨度大、造价低、结构性能突出、安装便利等优势,使得钢结构的应用越来越普遍。与混凝土相比,它有自重轻、抗震性能好、工期短和施工方便快捷的优点。随着城市化建设的快速推进,工业化的发展,高层及大型建筑越来越多,使得钢结构应用日益广泛。
        关键词:建筑钢结构、工程设计、注意事项
        1建筑结构设计中钢结构设计的重要性
        建筑行业中,钢结构指的是通过对钢板进行焊接、热轧、冷弯等加工使钢板形成需要的钢型。钢结构可以分为轻钢、重钢两种类型,轻钢自重与占用的面积都比较小,广泛应用于跨度小的建筑项目中;重钢的自重比轻钢肯定要重,但与钢筋混凝土比,优势还是很明显的,广泛应用于跨度较大的建筑物中。建筑结构设计的重要组成之一就是钢结构设计。钢结构设计包括将设计规划:钢结构设计蓝图变成实体:钢结构产品的整个演变过程。钢结构设计一方面影响着建筑物的整体质量,进而影响建筑业的发展;另一方面钢结构设计还影响着现代钢结构制造业的发展,所以钢结构设计至关重要。从建筑结构设计性质的角度分析的话,钢结构设计的过程除了对几何成分有很高的要求外,还对专业技术水平有一定的要求,所以进行钢结构设计的设计人员专业技能、工作经验各方面的综合素质都必须好。钢结构设计的难度很大,在进行钢结构的设计时,设计人员必须严格按照设计规划进行,结合建筑项目的施工性质与工程图纸,准确把握钢结构设计的要点,在自己的脑海中形成清晰的立体结构并通过设计图展现出来,保证钢结构设计的质量。钢结构设计的关联性很大,必须重视各个环节以及构件的设计质量,否则一个设计环节出现差错就会在很大程度上影响构件的安装质量,进而影响建筑工程后期施工的质量,出现安全事故。钢结构设计过程中设计师必须严格遵守相关的设计规范与原则,充分了解掌握设计对构造、结构受力特点等方面的要求,在满足国家的规定标准前提下合理设计。
        2建筑钢结构工程设计的分析
        2.1建筑钢结构工程设计中的不同软件之间对比
        建筑钢结构详图设计时要编制构件表和材料表,包括从最初的提材料计划开始,拿到图纸分析完成后首先进行材料计划。首先介绍一下深化设计的手段。采用的都是软件,各种软件有各自的优缺点,平时的普通门式刚架类轻钢厂房,要求速度快、工期紧的情况下采用CAD比较快捷方便,CAD强大的图形编辑功能,可以采用多种方式进行二次开发,可进行多种图形格式的转换,比如EXCEL表能方便的运算,之后加载导入到CAD,以方便材料表的绘制。CAD最大的缺点是不能准确直观地看到3D模型,从而会出现一些不必要的错误,导致工地安装困难。而TEKLA和PKPM(STXT)可以直观地看到模型,三维建模软件能自动产生2D加工详图,提供完整的2D图画编辑功能及构件碰撞校核功能,但也存在着缺点,生成的图纸标注不够清晰,不适于车间工人快速视图,所以调图的时间很多。建模出图很快,时间都费在了调图上。鉴于TEKLA出错率低,一般大型的多高层建筑均采用三维建模的深化设计。
        2.2建筑钢结构详图设计的步骤分析
        建筑钢结构详图的绘制,首先在做详图之前,我们应了解钢结构的组成,构件的表示方法、焊缝的表示方法等,深化设计的步骤:第一步:熟悉钢结构设计详图;第二步:与相关专业沟通;第三步:建模型、绘制详图。详图设计一般采用CAD或TEK-LA软件建模,另外,中国建研院的PKPM软件也可以做一些详图深化。
        2.3建筑钢结构工程的稳定性设计
        建筑钢结构工程设计稳定性特点分析。首先从建筑钢结构工程整体稳定性来分析,如要保持钢结构的稳定性,需要从结构的整体出发来分析其稳定性。

其次,从钢结构的整体刚度和失稳方面来看,应采用现行较为规范的折减系数法和临界压力求解法来进行稳定计算,对于轴心压杆的稳定计算通常用这两种方法。再次,在弹性稳定计算的过程中,不只考虑结构整体性特点,还应考虑到二阶分析,这主要是由于结构内力会受到柔性构建大变形量的一定影响。在设计建筑钢结构的过程中,需遵循其结构的设计原则,在了解钢结构的设计原则时,要能区别其强度和稳定问题,强度关键取决于材料特征,而稳定问题在解决强度问题时,需找出其不稳定的平衡状态,这种不稳定状态存在内部抵抗力与外部荷载之间。
        3建筑钢结构工程设计的注意事项
        3.1合理选择钢材
        在建筑工程钢结构设计过程中,选择合理的钢材有十分关键的作用。可以说,钢材选择这一任务既重要,又存在一定的难度。我国的钢材种类众多,要想从众多的钢材中选择出最适合建筑物施工建设的钢材难度较大,且當前建筑物的施工设计对于钢材的要求也较高,不同建筑物对钢结构强度、变形度以及疲劳应力等方面的要求也各不相同,所以选择时也有一定的难度。因此,在设计时,为了能够更好的发挥钢结构的作用,一定要从实际出发,结合具体的施工要求科学选择钢材。在选择钢材时,还必须要科学判断出其适用性。目前,建筑钢结构的跨度以及荷载都比较大,主要是应用在体型较为复杂的高层建筑物或者是大型的建筑物中。因此,钢材必须要满足建筑物施工需求,能够承受较高的温度和振动,并且便于拆卸。这就要求设计之前设计者需要调查研究,并全面分析,充分考虑钢结构的适用性,才能够进行设计工作。
        3.2重点设计钢结构的细节部分
        建筑钢结构细节部分的设计往往对整个结构的稳定性有重要的影响。因此,必须要注意对这方面的设计。这就要求设计人员在钢结构的方案确定之后,必须要对钢结构的受力体系以及细部节点进行具体计算,并要根据实际情况进行科学完善。对于钢结构受力体系的设计来讲,当前大多建筑物采用的是杆系结构,这一结构要求钢材必须要具有较大的强度等级,且截面的尺寸要符合施工要求,在生产时能够进行现场组装,且构件之间的约束力较小。这就要求设计人员在设计的过程中一定要把握好设计重点,确保构件节点之间连接的稳定性。在设计细部节点时,一定要细致,因为细部节点的设计内容较为复杂,必须要严格设计,并要符合实际的施工需求。
        3.3提升钢结构设计的稳定性
        设计人员首先需要从结构的整体性对其稳定性进行分析,并要充分考虑钢结构的整体刚度以及失稳程度。当前,设计时采用的是折减系数法以及临界压力求解的方法计算钢结构的稳定性,一般情况下也用这两种方法计算轴心压杆的稳定性。因为建筑钢结构内力将会受到柔性结构大变形量的影响,在计算弹性稳定性时,不仅需要考虑结构整体性特点,同时还需要充分考虑二阶分析,设计人员不能忽视这一点。
        结束语:近年来,钢结构在建筑工程中的使用越来越广泛,并且取得了十分不错的使用效果。不过在实践的使用过程中,也有因为钢结构工程的规划作业做得不到位,致使钢结构建筑出来稳定性缺乏的问题,这严重影响到了使用者的生命财产安全。为了确保修建钢结构工程的建造具有更高的质量,需要在进行钢结构工程规划的时候,严格地依照相应的规范和规范进行规划,并做好相应的规划关键作业,从而为使用者供给愈加安全、可靠的钢结构建筑。
        参考文献:
        [1]王晓亮,张俊生.建筑钢结构设计中稳定性的设计方法探讨[J].绿色环保建材,2020(03):78-79.
        [2]谭高铭.分析工业建筑钢结构设计中轻钢和重钢的差异[J].建材与装饰,2020(04):110-111.
        [3]林型建.建筑钢结构设计的策略探索[J].科学技术创新,2019(28):122-123.
        [4]吴立飞.建筑钢结构设计的优化[J].门窗,2019(17):139+142.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: