关于土建钢结构设计的探讨

关于土建钢结构设计的探讨

姚敏

合肥水泥研究设计院有限公司安徽合肥230051

摘要：现阶段，我国建筑行业发展迅速，建筑质量问题成为人们关注的重点，尤其是近些年来建筑规模的扩大，建筑数量的增加，这也对建筑工程的施工质量提出了更高的要求。简述钢结构设计的要点是建筑设计施工的重要内容，需要在施工中做好对钢结构设计的质量把控，保证整个钢结构的设计施工符合施工的标准要求。本文结合钢结构的特点和设计原则，重点分析了钢结构设计的技术要点。

关键词：建筑；钢结构；设计要点；分析

引言

钢结构是由钢制材料组成的结构，是现阶段主要的建筑结构类型之一。结构主要是由型钢和钢板组成的钢梁、钢柱、钢桁架部件所组成。同时，对于钢结构要进行硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等方式的除锈操作。钢构件之间通常是运用焊接、螺栓、铆钉等方式进行连接。因为钢结构相较于传统的建筑材料质量更轻、强度更大、便于施工，所以被广泛地应用于厂房、场馆等建筑之中。

1建筑钢结构的特点

（1）钢结构建筑的施工速度快、效率高，施工需要的时间短，施工可以采取模块化的方式。对于当前的房地产行业来说，建筑采用钢结构可以大大的缩短建筑工期，建筑中各结构的主体部件都可以在工厂进行预制，建筑施工现场只要将预制的钢结构进行焊接即可，这种施工方法无疑加快了施工速度，满足了业主期望今早入住的愿望，更加符合现代快速的生活节奏。（2）钢结构建筑物更具有个性化。钢结构具有较高的强度，这使得其可以在外型结构上制造出更丰富的造型，另外钢结构建筑物的建筑结构中只有民宅类建筑物的卫生间和厨房是固定不可改变的，其他部分都可以自由的进行改变，但是传统的混凝土建筑物就不具备这个特点。(3)良好的耐久性。钢结构的广泛使用，与木质等结构相比，其抗腐蚀性较强，这在一定程度上也提升了整体建筑的抗腐蚀性。数据表明，钢结构的耐久性是砖混结构等耐久性的1.5倍，且在使用中还具有良好的隔热性。

2钢结构设计需要遵循的原则

首先，在设计工作中，要了解整个体系及各部分的稳定性要求。稳定性要求是钢结构设计的基本要求，如果在设计中不注意稳定性的问题，会给整个建筑工程施工带来很大的影响，甚至是带来安全事故等，因此，必须遵循整体性施工的原则，最大程度上确保整个结构的稳定性；其次，要保证计算简图和实用计算方法一致。尤其是多层框架结构的设计，需要采用同一简图的计算方法，保证结构设计的稳定性。

3设计要点

在对建筑钢结构进行设计和分析时，首先要结合工程的条件、特点和资金投入量分析建筑项目是否适合钢结构类型。通常情况下，钢结构建筑更适用于高层建筑、跨度较大的建筑、以及结构复杂的建筑类型。另外对于有较大震动以及较高温度要求的车间，使用钢结构建筑业极为适合；最后一些经常拆装的活动房也适宜选用钢结构建筑。

3.1结构布置与选型

钢结构建筑有多种形式，主要包括框架、平面架、网架、塔桅以及索膜、轻钢等结构形式，在具体的建筑施工中，应该针对不同建筑不同的结构特点进行钢结构形式的选择。对于钢结构的布置则应该将建筑特征、建筑负载情况以及建筑的性质结合在一起进行考虑。

3.2构件设计

在设计钢结构构件的时候，需要高度重视钢材的型号，现阶段在进行民用建筑结构设计工作的时候，主要的钢材型号包括Q235以及Q345，要想更好地进行管理，就需要选择同种钢材。为了确保整体的经济性，能够选择不同强度钢材的组合截面，在设计钢结构构件的时候，需要按照有关的施工规范来开展，验算的时候选择弹塑性的措施来进行验算。如今通过借助不同的构件软件，会提供截面验算之后的处理功能，能够显著降低工作人员工作量。

3.3节点设计

要确保整体钢结构的稳定性和安全性，必须重视做好钢结构节点的施工作业，节点的设计要科学合理，设计人员要根据整体钢结构施工的要求，了解影响设计的所有因素，并在全面分析的基础上，制定出科学的建筑钢结构方案，确保整个钢结构的施工能符合建筑工程设计的要求。对于钢结构节点的设计，还需要按照具体的施工设计标准，对节点位置的选择，施工方式等都进行科学合理的把握，确保节点的设计能符合工程设计的要求，保证整个钢结构设计的稳定性和安全性。

3.4具体的设计

在进行具体设计的时候，会涉及到多种设计形式和工作内容，在进行焊接的时候，需要根据有关的规章制度来明确焊条的型号，保障焊条和钢材的材质进行匹配，通过研究能够看出，Q235能够选择E43的焊条，至于Q345钢材能够选择E50的焊条，在连接钢材的时候，优先选择那些强度比较低的焊条。不仅如此，在设计焊接工作的时候，不可以随意地增加焊缝，使得焊缝中心要和连接构件的重心保持一个正确的距离，而且焊缝的形式也比较多，在选择的时候，需要根据焊接截面的形式，能够把焊缝分成角焊缝以及对接焊缝，由于焊缝种类存在一定的差异，设计工作也会有所不同，所以需要按照有关规定来开展设计工作，栓接设计工作需要按照结构连接的需求来开展，如今在进行现代居民建设的时候，很少选择铆接形式，高强螺栓是现阶段使用比较广泛的一种形式。在计算高强度螺栓具体规格的时候，需要按照钢结构的受力情况来开展，对于那些规格比较大的螺栓性能比较差，稳定性比较差，在开展建筑钢结构设计工作的时候很少进行使用。

4提升钢结构设计水平的有效措施

在钢结构建筑的设计中，要充分地考虑到材料自身的优点和缺陷。结合材料的综合因素，提升钢结构建筑的整体稳定性和局部稳定性。在设计的过程中，要对于设计中的问题进行仔细的研究和分析，采取更加有效的改进方案，进而促进钢结构在建筑行业的发展。增强钢结构设计中的抗震性能，从平面设计的层面进行思考。力求在设计的过程中，保证平面的规则、对称。平面形状要保证建筑物支撑剪力墙以及高楼层的，弹性水平位移和质心的水平位移达到平衡。在钢结构建筑设计中，要强调剪刀墙的配置调整。设计者在最初就要重视连接构件的重要性，这样才不会因为钢结构的不合理而造成建筑物的安全隐患。针对屋面的载荷取值，钢结构的设计方案要严格遵循对于楼板的要求。在保证楼板平面内的刚度、整体性、承载力、隔音效果的同时，还要保证水平力可以均匀传递到每一个柱子之上。要从整体层面上提升楼板的整体性，要选用钢梁来形成组合梁，在梁上要设置钢钉。在强震区域的建筑设计，钢结构焊接要留在预制的埋件之中，提升楼板的抗震性能。在钢结构的设计之中，为了保证荷载的支撑度和传力方向的一致性，在设计方案的初期就要做好基础数据的测算。设计人员在钢结构的设计中要依据设计要求的基础来进行计算，并密切结合专业保证计算的准确性。把钢结构建筑的设计规范更多的融合到平常的设计工作之中，逐步地提升工程的质量。

结语

总的来说，通过对建筑钢结构的设计和安装进行分析，我们发现我国的钢结构建筑技术已经愈发成熟，同时钢结构的设计为建筑行业带来了极大的机遇与生机，我们应该不断加强对建筑钢结构的设计安装技术进行研究，期待钢结构为我国建筑行业做出更大的贡献。

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