浅析钢建筑结构设计要点

浅析钢建筑结构设计要点

陈杨

陈杨

云南华森建筑设计有限公司云南昭通657000

摘要：在工程结构中，钢属于一种稳定材料，而且整体的造价成本较低、工业化最高。本文结合实践经验对钢结构技术的应用问题进行分析，且提出相应拨进策略以供参考。

关键词：建筑钢结构；稳定材料；设计；要点分析；

现在市场中建筑钢结构的占有率极大，例如结构体系中含有的筒中筒结构，从现在大部分民用建筑设施的功能来分析，有许多可供参考的案例，由于抗震、拟建场所、高度等因素不同，不同建筑材料的选择会带来不同的性能和结构的强度，在当代建筑构造设计方面，设计者和安装工作都必须要重视安装。

1钢结构的建筑设计

设计要点：（1）构件设计。首先需要考虑钢材型号问题是钢结构构件设计的主要目的，单现在的问题说，现在建筑行业中应用比较广泛的钢建筑材料有Q235、Q345、45刚等，一般选用同一种钢材做主结构。从强度和刚度和经济行考虑组合截面是最好的结构方案。构件设计的钢结构，根据施工规范在建筑工程相关的说明中，通常验算构件界面采用弹塑性方法进行。当前结构师可以应用各种结构软件在各种截面上的辅助设计和解算已达到减少工程实际处理问题的效率和节约工程时间。（2）设计节点。设计连接节点是建筑钢结构设计中重要的内容。设计实际分析的时候节点之间的连接形式必须进行科学合理的预测。同时为了防止出现形式不同的情况可以有结构分析模型节点连接想说和设计节点的不同方式。实际需要那种方式的结构设计要根据实际情况确定。一般情况下，钢结构不会产生比较明显的连接夹角变形。在目前乃然在研究中的半刚性节点还需要通过大量的时间和理论过程来确定其中的稳定和使用场合；（3）具体设计。焊接设计、栓接设计、连接板设计、梁腹板设计等是具体设计的主要包含过程，还有其中具体的操作内容和工作步骤和细节等诸多问题，需要有相关的具体规定和对应型号，实践过程得出一般包括，Q345钢材用E50焊条代替、Q235可用E43焊条代替，在遇到实际需要的焊接情况时多选择强度较低的焊条。另外之处，焊接时应当尽量减小遇到的焊条造成的焊缝，确保构件的重心与焊缝重心尽量接近重合。平焊缝、角焊缝、单面焊缝、单面焊双面形成焊是现在经常会遇到的几种形式，角焊缝和对接焊缝两种也是常见的形式，存在很大的区别异种类焊缝的设计，设计焊缝构造需要确定方式焊缝的步骤和相关规定；铆接形式在现代的设计建造中应用的比较少，而且实际需要的强度比较大，具体的施工方式已经有比较规范的设计方法，使用通螺栓的部位仅在次要结构，现阶段使用最普遍的栓接方式有高强螺栓。广泛的强度等级在高强螺栓应用方面有8.8s和10.9s两种，实际规格的高强螺栓钢需要根据受力特点进行校核计算，实际建造中M16－M30属于超大规格卢栓具有不太稳定的特性，建筑钢结构设计中相对较少使用。并且，广泛采用自攻螺栓进行连接在薄板件之间；厚度设计时与连接板的关系，净长度的计算首先剪切应力大小在钢梁连接端要承受的力求乘积，在保证承受力和剪切力的情况下，板的厚度和强度也十分重要，由于繁琐计算方法十分的，在实际钢结构设计中，通常在腹板厚度加2～4mm已达到减少设计人员的工作量也加宽了实际板的厚度，受力比较严重的接点以及关键接点需要计算方法验证校核并且按照上述方法才能够确定。设计问题中对于钢结构中梁腹板这一个版块，在《混凝土结构设计规范》中规定了，腹板高度在遇到矩形是取截面板高度，还有T型截面是取腹板高度为减翼缘高度，对梁腹板高度为大于等于450mm数值，工形截面腹板高度取其净高。钢筋之间的实际间距要小于200mm。栓孔处腹板净必须要带入实际抗设计算中确保验算的准确性，如果遇到进行验算时有承压型高强螺栓连接的情况还需要对孔壁的局部承压进行不同程度的检验，节点设计对现场焊接时施工空间，螺栓的实际安装等不同类型的建筑方式安装时注意顺序。

2实际安装和建筑过程中钢结构设计

2．1钢柱的制作及安装

现在城市中的高层及超高层建筑在不同程度上加大了实际施工难度，高建筑建成后会产生竖向构件验收标准，需要的规定要严格按照关规范进行检测，实际过程中建筑钢柱超高层的时候、有8～12节构件，制作过程中要综合考虑竖向荷载作用时候钢柱的压缩变形及焊缝收缩变形等不同形式的问题，一般情况时，钢柱实际的长度在施工过程中有极大的环境因素造成不同程度的差异，而且有一些差距存在，不能省掉。不能随意互换上下两节钢柱，而且截面完全相等的钢柱上下两节，要将确定好标号的钢柱都编好号包括每一节，确定现场施工的准确安装。在遇到需要添加加强板时，根据有关的焊接工艺准确的保证精度和强度。要达到的标高一般有两种方法来控制。第一点，是根据需要的安装和标高做出实际的差值，一般这样的情况要控制误差的大小，误差必须要在小于3mm，在压缩变形和实际收缩变形等大的工艺误差不清楚的情形下，竖向载荷会带来偏差和精度的不确定，加工总和高度一定要达到钢柱压缩变形总和及各节钢柱制作总和。当遇到层高要求不严格的建筑物时用这种控制方法。当实际要求和建筑楼层大于12层时，不容易保证整体的稳定性层高精度和安全性必须提高，第一节建筑标准高度和底层面的平稳性都需要通过严格的施工标准进行，总体的尺寸必须和每节的尺寸相加和相等，以确保正确的安装精度和小误差确保钢柱的标高是必须要满足设计要求总高度的。

2．2安装楼盖

相对平面刚度都比较大的高层建筑屋盖及楼板，它有筒体与剪力墙、平面抗侧力等不同的形式，能够调节变形在竖向构件与钢柱之间的产生，楼板及屋盖安装有及其重要的位置在高层建筑钢结构设计安装中。建筑物的屋盖及楼板的钢结构现在大多采用轧制压型钢板，以及当下流行的浇钢筋混凝土形式，需要控制厚度在大于等于150mm，钢承混凝土楼板及屋盖的共同作用设计时一般没有考虑这两个结构和钢梁，使用的钢量计算方法增加了用钢量的过程，并且也安全性也不够高。

2．3安装框架梁

H型钢的应用是现在高型建筑常用的实用性建筑材料，大多需要选用刚性连接的地方连接强度都大，需要的钢柱及框架梁直接的连接方式就有很大的差异，所以在一般的钢柱和连接处的框架上需要加加强筋，以保证强度我刚度。框架在实际的安装和校核强度过程中，确保连接的点扩展性，这样的情况一般在钢柱与框架梁连接处，为了确保楼层在长时间过程中的楼高精度以及小震动下的连接可靠度，必须要设置悬臂梁在框架重要位置处，钢筋混凝土在现场的施工过程中不确定性比较大，所以带来了较大的实际误差，从而超过了钢结构精度，钢筋混凝土筒壁，钢筋混凝土剪力墙框架梁连接，也有些方式开一个长向尺寸小于2倍螺栓孔径的椭在腹板连接板圆孔上，同时孔边距要求也要满足。

3结束语

对于现代建筑行业的急剧发展和材料的应用，刚结构的应用被放在了比较突出的位置，其原因是因为钢结构所包含的优点。并且在大量繁杂的现在建筑行业中各种施工方式的不规则性，对钢结构的安装和应用都带来了极大强度和韧性上面的问题，影响到了整体钢结构的质量和寿命强度。因此，在施工的过程中需要有相关的规则和严格的监管制度，保证整体的钢强度和质量，钢结构要满足工程建设设计安装质量。

参考文献

[1]建筑钢结构设计的相关技术标准[J].彭声美.中国标准化.2017（24）

[2]我国建筑钢结构设计发展现状及趋势研究[J].王威.建材与装饰.2016（51）

[3]建筑钢结构设计的要点分析[J].苏立强.建材与装饰.2016（27）