现代钢结构建筑发展现状及设计特点分析

现代钢结构建筑发展现状及设计特点分析
发布于:2021-06-07 15:43:15  浏览:

    近几年以来,城市化进程越来越快,建筑行业得到前所未有的发展,各式各样的建筑物如雨后春笋般涌现。随着人们生活水平的提升,对建筑的实用性和安全性要求也越来越高。在现代建筑工程中,钢结构设计具有一定的优越性,其应用在建筑中的范围也越来越广。

  钢结构;结构设计;加固;设计要点

  进入21世纪后,我国的工业发展速度越来越快,工业的发展需要大量的厂房,对建筑行业提出了更高的要求。在现代建筑中,钢结构建筑形式得到人们的认可和推崇,被应用于社会各行各业的发展领悟中。对比砖石结构和混凝土结构,钢结构具有其自身优势,其优势主要体现在力学性能和材料的性能等方面。基于当前钢结构设计的发展情况,钢结构建筑不仅仅是一类结构工具,而是转变为了一类中介,在特定的性能系数下,能够在建筑中发挥独特的功能,保证建筑的质量。所以,在建筑工程中,强化钢结构设计具有至关重要的作用。

1钢结构设计概论

  一般而言,从经济性和物理性方面判断钢结构设计:针对物理特性,为了有效确保钢结构建筑的施工质量,必须提升钢结构建筑的物理承受力,综合考虑分布特征、体系特点和荷载性质等情况;针对经济方面,在建筑施工过程中,可以大大的节约施工成本。总体而言,在钢结构建筑施工中,不仅仅要确保刚度的均匀程度以及力学模型的清晰度,还要确保柱间扛侧支撑的分布均匀。在建材市场中,钢结构占据着很大的比例,受到施工单位的青睐,主要是因为:(1)其他的钢筋材料与钢材不同,钢材的可塑性非常强,一般不会由于载重问题而出现折断的情况,在受到外来作用力时,钢材内部会合理的平衡与分配外来作用力。(2)钢材质地均匀。基于特定的应力,钢结构因为受力作用,产生的实际弹性与力学计算中的理想数据比较接近,材质和内部结构都相当稳定。(3)钢材的强度相对较大。与一般建筑材料比较,钢材的强度很大,抗震性能良好,具体抗震等级如下表所示。除此之外,钢材的体积很小,在实际施工过程中,可使用的面积比较大。钢材的内部结构比较紧密,而自身的重量较小,一旦遇到突发自然灾害,可以有效减轻建筑物的重量,降低整个工程的造价水平。

2现代钢结构建筑的发展现状

 2.1相关专业人员的知识欠缺。
  众所周知,我国对钢结构建筑的研究比较晚,和西方发达国家具有一定的差距。钢结构设计理念传入我国后,发展的速度非常快,目前已经具有一定的规模,然而由于其传入我国的时间比较短,因此尚未构建一套完善的行业知识体系。在钢结构建筑行业内,缺少实际施工经验,技术人员没有设计出科学、合理的施工方案。在实际施工过程中,施工人员没有精准的把握建筑市场行情,阻碍了后续施工的顺利进行。由于技术人员没有充分的调查和掌握建筑市场,无法保证建成的钢结构建筑的质量。2.2钢结构规范化和标准化问题。在我国建筑体系内,尚未形成相对全面、稳定的行业技术标准。在钢结构体系使用过程中,由于企业差异与地域性差异的存在,导致很难使用建立的规范化和标准化的结构体系。除此之外,由于有些强制性的行业行文导致钢结构体系的使用比较勉强。在使用钢结构时,没有严格的遵守相关的技术标准,致使目前的钢结构建筑发展体系比较混乱。

3现代钢结构建筑设计要遵循的原则

 3.1控制建筑的高度。
  在设计钢结构建筑物时,对建筑物的高度有明确的要求,通常要控制建筑物高低于35m。一旦修建的建筑物过高,在地震来临时,钢结构建筑就容易受损,出现人员伤亡的状况。3.2体现出计算和构造的一致性。在设计钢结构建筑时,实际构造和计算数据要保持一致,基于建筑物的受力结构和载荷特点,对其进行综合分析。在施工过程中,尤其要重点设计钢结构的抗震性能,确保钢结构各方面性能都符合建筑的基本要求。3.3保证整体结构的稳定性。在钢结构建筑的整个设计过程中,稳定性是必须重点考虑的因素,无论采取何种设计方法,都必须将稳定性设计摆在首要位置。在钢结构建筑中,如若构件出现了稳定性问题,不仅仅会造成安全隐患,甚至还会造成严重的人员伤亡事故。在钢结构建筑设计过程中,必须努力提升设计人员的安全意识,采取科学、合理的设计方式,设计出更多优秀的钢结构建筑产品。近几年来,由于钢结构稳定性问题产生的安全事故有很多,出现这些问题的原因主要是没有重视钢结构建筑的稳定性设计。3.4明确构件受力情况。在钢结构建筑设计过程中,设计师必须明确构件上外力作用状况,确定作用点到基础的传递过程与传递路径中产生的力效应,在具体设计过程中,要综合考虑构件之间的协调与分工工作。

4现代钢结构建筑的设计要点分析

  在钢结构建筑设计过程中,设计的程序比较复杂,需要设计者具有实际的施工经验,熟练掌握设计的关键点,保证钢结构设计符合相关的技术要求。所以,在钢结构建筑设计过程中,要把握好各个设计要点,提升钢结构建筑的整体质量。

 4.1科学选择钢材及焊缝质量。
  在设计钢结构建筑时,要注重选择质量好的钢材,选取适宜的焊缝等级,在正式施工开始前,必须制定科学、合理的设计方案,明确设计方案中焊缝质量和钢材质量的具体要求,保证选取合适的钢材。在选择钢材时,要选取那些屈服强度好、抗拉伸能力强的钢材,满足施工的具体要求,在处理焊缝时,也要明确施工的技术标准,选取高质量的的焊缝技术,确保施工质量。
 4.2重视钢结构的选型工作。
  在设计钢结构时,必须重点关注结构选型,其对施工目标与设计方案的实现具有直接影响。在结构选型过程中,必须设计具体的方案,基于整体的结构体系,充分考虑力学关系等,选取最适宜的结构选型,确保钢结构建筑的稳定性。
 4.3重视钢结构构件的设计。
  在钢结构建筑设计中,构件设计是设计重点,要确保钢材的合理性,基于施工的技术标准,选择合适的材料,为了使施工顺利进行,在设计钢结构主体部分时,通常选取一种材质的材料。除此之外,为了节约施工成本,也可以综合选择施工材料,只要施工材料符合相关的技术标准就行。在选择材料时,必须保证钢材的强度大于Q345的标准。现阶段,在施工过程中,钢结构设计软件的功能得到优化和升级,可以对截面进行处理和验算,整体优化钢结构截面,对设计过程进行了简化处理,因此,设计人员只需要在软件处理的基础上进行微调就行。
 4.4重视结构布局的科学性。
  在实际施工过程中,建筑结构设计的重点是结构布局的合理性。通常情况下,施工方案、施工工艺和施工技术会影响结构布置。在施工时,相关的设计人员必须依据钢结构工程的具体要求和设计方案,对结构布置的施工方式进行调整和优化,保证钢结构建筑的稳定性。
 4.5重视做好建筑钢结构防腐防火涂装。
  在钢结构防腐防火涂装施工时,目的是提升钢结构的使用寿命和耐久性,确保钢结构建筑具有防火性,抵抗火灾的干扰。在实际施工设计中,一般先涂抹防腐材料,然后在钢结构表面涂抹防火材料,通常融合防火相关涂料与防火底漆、面漆、中间漆中的关键成分,避免防火涂料之间发生化学反应。在涂装具体的防火涂料时,必须先使用机械除锈,清理钢材的表面,避免灰层、油污等现象的出现。
 4.6重视做好钢结构节点的施工设计。
  为了保证钢结构建筑的安全性与稳定性,必须加强对钢结构节点的施工管理,设立出科学、合理的节点,综合考虑整体钢结构施工的需求以及设计涉及的所有因素,制定一套合理的结构方案,设计出稳定的钢结构建筑。在设计钢结构节点时,必须参照具体的施工设计标准,选取合理的节点位置,掌握正确的施工方式,保证节点的设计符合相应的工程技术标准,提升整个钢结构建筑的安全性与稳定性。

5结语

  总而言之,在我国建筑行业中,钢结构由于具有良好的特性,受到人们的认可和推崇。在建筑设计,科学、合理的使用钢结构材料,可以有效的降低施工成本、缩短建筑周期,提升建筑的抗震能力和环保水平,符合国家关于可持续发展的基本要求,提升了建筑整体的可靠性和安全性,实现建筑企业的快速发展和进步。在今后建筑行业的发展过程中,钢结构建筑将会占据大量市场份额,为了推动我国城市化进程,必须大力推动钢结构建筑的应用。