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探析现代钢结构建筑设计要点

时间:2022-11-29 08:30:04 来源:网友投稿

摘要:伴随国家经济的发展,建筑行业也在新时期迈向了新的发展方向,除了追求安全舒适的居住环境,更在建筑的设计中对于曾经用到的建筑技术进行了进一步的提升,现代钢结构建筑就在当下运用较多,其建筑材料可循环运用,满足更高跨度需求等优势,使得此项技术得到了广泛的认可与推广。本文将针对现代钢结构建筑设计的相关内容进行深入研究,探寻其设计要点。

关键词:现代;钢结构建筑;设计;要点

现代钢结构建筑就是用钢筋为骨架再配合其他多种复合材料所构成的建筑模式。建筑钢结构的设计牵扯到两个方面,一是其物理特性,就是要求设计必须要满足规定的建筑物理承载力,考虑其荷载、体系特点等内容,以此保证建筑结构的稳定,保证工程质量合格;其次是其经济性,就是在建筑施工过程中要节约成本,以保证建筑单位的利益。因此,深入研究现代钢结构建筑的相关设计要求的意义重大。

一、钢结构建筑优点分析

(一)建设成本低

现代钢结构建筑最主要的特点之一就是其工程化程度较高,已形成了较为统一的设计标准与规范,这促进了相关建筑行业施工的工业化,扩大了企业规模。此外,钢结构在施工过程中采用的是一体化加工与安装的技术,这有效地提高了施工效率,从而降低了建设成本,维护了建设单位的利益。

(二)材料可循环利用

我国虽国土面积大,幅员辽阔,但是资源并不是取之不尽用之不竭的,且因为我国人口基数大,国内的人均可支配资源就很低,资源仍处在短缺状态,而现代钢结构建筑的建材是可以循环利用的,性能更好、成品强度更高,在建筑施工过程中不需要进行建模就可完成工程,这就有利于对资源的保护,更进一步促进了建筑环保、可持续发展的落实,推动建筑行业稳定发展。

(三)能够满足超跨度与超高度的建筑标准需求

钢材是一种自身强度较大、抗震能力较强、可塑性强、质地较为均匀、密度小于其他强度相同的建筑材料,这就使得建筑钢结构的自身质量较好,且自身具有较为丰富与多变的结构形态,因此它可以满足现如今超高度超跨度的建筑结构设计标准,契合各种不同类型建筑的施工要求。

二、现代钢结构建筑设计要点

(一)钢结构建筑节点设计

现代钢结构建筑的施工与传统建筑结构是不同的,其差异主要在于对节点的设计和把握上,為了加强建筑结构的安全与稳定,需要加强对于节点施工的监管。

钢结构的建筑,其节点很多都是暴露在外的,这一点可以类比到中国古建筑中运用的榫卯结构,对于钢结构建筑节点进行合理设计,不仅有益于整体结构的稳定,还可以使得钢结构建筑进一步展现自身的独特结构美感。

在进行钢结构建筑的节点设计时,首先应根据建筑场地实际情况和建筑工程的有关要求,并参照国建对于钢结构建筑设计的相关合计标准,来制定出较为完善的结构设计方案,以此确定出科学合理的节点位置,在施工过程中要明确所用的施工手段,精细化作业,以此加强钢结构建筑节点设计的安全可靠性[1]。

(二)网架结构相关设计

网架结构对于现代钢结构建筑的设计来说是一项重要内容,在进行网架结构设计时,建筑下部结构和网架结构需要分别进行设计和计算。

在一般情况下,建筑下部结构中有梁和柱等构件,此部位相应的刚度就比较大且差距也较大,这就导致计算结果和建筑在建设中所要求的刚度有着巨大的差异,计算的网架结构中的内力和制作的反力不符合建筑施工中的实际情况,又因为网架结构中网架的内力和反力大小与分配之间关系较为密切,这就使得当网架结构和建筑下部结构分开计算和设计时与现实情况有较大差距[2]。

但其实在现实工程施工中,并没有发生因为此类问题而引发的建筑施工事故,主要是因为钢筋网架结构是一种高阶超静定的空间结构,钢材自身的可塑性与弹性都很好,因此不会出现如钢筋杆件断裂或损坏等会导致工程事故的情况。

(三)预估截面设计相关要点

在进行钢结构建筑设计时,需要在布置完钢结构后对于此刻构件的截面进行预估计算,主要内容为依照梁和柱的断面情况与自身体量的大小进行的细致的计算与设计。

钢结构的建筑中梁多采用轧钢、槽钢与H型钢,经过对荷载与支座情况进行分析,一般截面的大小会在跨度的2%-5%之间;钢结构建筑的柱子的截面需要通过长细比进行估算,一般情况下初选数值要处在50-150的单位区间内,在初选时则应处在100以内,然后再根据截面的大小去选择合适轻度与性能的钢材;在进行钢结构建筑设计时,普通钢结构和轻型钢结构二者有着较大的区别,因此在遇到轻型钢结构时要根据实际情况具体设计,并保证正确的强弱轴方向,以此让建筑结构中各个构件发挥其自身性能,并减少钢结构的形变[3]。

(四)重视钢结构构件设计

现代钢结构建筑设计中,构建设计是中心,为了保证所用钢材的质量,应该努力做好对于钢材的选购工作,建立完善的材料质量监管体制,以此减少因材料质量而造成的不必要损失;在进行建筑主体结构设计时一般都会选择同一种型号的钢材,但为了进一步节约施工的成本,也可以综合的选择符合规范的钢材,但需保证钢材强度要大于Q345标准[4]。

(五)重视对于建筑钢结构防火防腐涂装的设计

钢结构建筑的防火防腐涂装事关建筑的质量与安全,因此不能忽视,在进行涂装时,要努力提高钢结构的耐久性与使用年限,保证建筑结构可以有较好的防腐防火性,需要先对构件进行机械除锈,全面清理构件表层,使其平整,然后在构件上涂一层防腐材料,再进行防火涂料的涂装[5]。

三、结语:

现代钢结构的设计是一项复杂的系统工程,在整个过程中牵扯的内容较多,必须对于整体中各个细节及技术要点内容进行严格控制,要符合国家对于钢结构设计的相关规定,并不断在实践过程中探索新的发展方向,以此不断提高现代钢结构设计在建筑领域的应用,从而使得现代钢结构建筑的行业有更好更深远的发展。

参考文献:

[1]吕迪华.现代钢结构建筑设计要点探究[J].绿色环保建材,2017(06):25-26.

[2]潘虹晓.探析现代钢结构建筑设计要点[J].居舍,2019(06):79+151.

[3]范佛林.现代钢结构建筑的设计要点分析[J].江西建材,2015(22):10.

[4]高志岭.现代钢结构建筑的设计分析[J].中国建筑金属结构,2013(20):17.

[5]张广承.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J].中国战略新兴产业,2018(28):89+91.

作者简介:陈超(1978.12-),汉,男,安徽合肥人,本科,工程师,研究方向:结构设计。

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