钢结构的优点及建筑钢结构的设计

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:张庆林
[导读] 摘要:在建筑工程领域之中,钢结构因为具备施工便捷高效、能源节约和环保、外形美观等优异特性,获取了十分广泛普遍的应用。
        山东宏跃网架钢结构有限公司  山东省潍坊市  261061
        摘要:在建筑工程领域之中,钢结构因为具备施工便捷高效、能源节约和环保、外形美观等优异特性,获取了十分广泛普遍的应用。但是因为我国钢结构技术起步较晚、发展速率较为缓慢,现阶段钢结构的使用还具备一定的缺陷之处。因此,为了保障工程实际施工成效,就必须对施工技术提升关注程度。下文将对钢结构的优点以及钢结构设计展开探索。
        关键词:钢结构;优点;设计
        引言
        在社会的持续发展进步背景下,高层钢结构住宅工业化以及商品化程度也在持续提升,可以将设计、生产、施工等整合为一个整体,从而实现住宅产业性层次获取提升。其中,钢结构是十分重要的组成,钢结构具备着性能优良、自重轻等众多优点,也逐渐成为建筑工程中的重要组成。基于此,下文将对钢结构的优点进行分析,并对建筑钢结构的设计展开探索,旨在为相应工作人员提供些许建议与思路。
        1、钢结构的优点
        1.1钢结构强度高、自重轻
        钢比之混凝土、砌体以及木材的强度以及弹性模量会高出很多,因此,钢结构所具备的自重一般较轻。例如,在跨度以及负荷承载能力一致时,普通的钢屋架质量只有钢筋混凝土屋架四分之一或者三分之一,如若应用冷弯薄壁型的钢屋架,大概只有十分之一,因为其自重小、刚度强,钢结构十分适合使用在大跨度以及超重型的建筑中。因为其所具备的质量轻,钢结构也十分利于运输以及吊装,并且可以降低下部结构以及基础性负担,可以减少造价。
        1.2钢结构材质均匀
        钢材料因为现代性工艺冶炼,其内部的构造匀称,十分近乎于各项性体。同时在相应的应力范围中,属于理想弹性工作,满足工程力学所应用的基础假定,因此可以依据力学理论对于钢结构展开计算,同时计算成果精确稳定。
        1.3钢结构塑性韧性优良
        刚才具备十分优异的塑性,钢结构在通常情况下,不会产生突然发生的损坏,而是提前产生了较为显著的形状改变。除此以外刚才还具备优良的韧性,可以有效承受动力荷载以及地面振动的影响。这些都为钢结构的稳定高效使用提供了有力保障。
        1.4钢结构制作简单,施工周期短
        钢结构所使用的材料单一同时是成材,进行加工处理十分简单便利,同时可以应用机械设备进行操作。因此,大部分钢结构通常在专业性的金属构造工厂制作为构件,精密程度强。构件在工地进行拼装,可以应用安装简单便利的普通螺栓以及高强度螺栓,有些时候还可以在地面拼装以及焊接成为相对较大的单元再展开吊装处理,从而减短施工使用时长。除此以外,对于已经建成的钢结构也十分容易展开改建以及提升牢固,应用螺栓联结的构造还可以依据实际需求展开拆迁。
        1.5空间利用高效性
        一般情况下,在实际建筑施工进程中,建筑方大多会选取较多的施工建材来满足整个建筑构造的实际需求,这就使得占据了建筑可以使用的空间,但是如若不占据空间,达成建筑构造的科学有序设计,就需要选择应用较厚的楼板,这样一来将会导致建筑美观性能降低,这两者长时间以来都有着难以调和的矛盾。而钢结构因为其自身的强度高与构造稳定,可以在实际施工进程中达成施工空间的科学规划,处理这一关键矛盾,实现建筑空间应用的科学性。这一成效是钢筋混凝土无法达成的。
        1.6密闭性优良
        焊接的钢结构可以切实实现完全密闭,因此适合使用在需要气密性优良与水密性优良的气罐、油缸等。
        2、钢结构设计原则
        2.1安全性原则
        钢结构的安全问题不单单是构造的稳定问题,也是实际工程规划进程中必须关注的问题,只有确保构造的稳定安全才可以达成建筑结构的牢固,才可以更加有效确保钢结构不会丢失使用功能。
        结构整体规划必须考量整个体系以及组成部门的稳定性标准。

现阶段,结构大部分是依照平面体系来规划的,如框架都是这样,确保这些平面构造不会产生平面失稳,就应该在构造整体规划来处理,也就是说,平面结构构件的出平面稳定计算必须与结构布置相同。
        2.2钢结构体系适用原则
        钢结构体系的适用原则就是对于钢结构体系的功能标准来说的,钢结构体系实际应用性以及建筑应用能力具备紧密关联,对此,在进行结构设计时,必须把控以下方面:一是对于建筑的功能、特性以及周边环境展开完备认识,如建筑物属于民用或者工业,是住宅或者展览馆等,工业建筑是厂房或者仓库等。二是对于建筑物对火灾事故的预防、温度保护、隔绝热量、预防腐蚀等具备怎样的标准;三是建筑物所处于的环境特性以及气象状况应该有充分完善的认识;四是建筑物内部是否具备特殊设施或者独特的荷载作用,以及吊车的设置状况等。
        2.3经济性原则
        钢结构设计服务与钢结构实际施工以及应用,钢结构工程的实际应用目标就是为了提升经济收益。公共建筑更加重视社会效益的提高,工业建筑则更加重视经济利益。因此,钢结构经济性是钢结构规划设定的另外一个重要方面。钢结构经济性原则应该在整体上进行分析探索,不能单单在某一个方面独立进行思考研究。在长时间以来,钢结构设计规划大多将消耗钢材的量作为标准,也就是说消耗钢材的量小,就是先进科学的设计规划、是优异的钢结构体系。在钢材十分缺少的时代,节省钢材料属于一种关键方式,但是整体来看,单纯将消耗钢材料的量作为评价判定的标准是不完备的,也不属于合理科学的。对于门式钢架轻型钢结构房屋,全方位评判构造体系的科学性应该整体考量使用钢材的量、加工制作所需要的费用、安装费等。
        3、钢结构设计中需要注意的问题
        3.1选取合理基础类型
        钢结构在展开设计规划工作进程中,应该先考量安全问题,而安全的最开始因素就是基础类别的选取。地基基础是建筑工程的根基,也是建筑之中最为关键的组成,是建稳定牢固的保证。如若建筑缺少坚实稳定的地基,也无法保证建筑的使用成效。科学选取结构设计方案在高层建筑工程钢结构规划工作中十分关键,通常来说高层建筑类型的选取较为繁杂,甚至比上部构造的选择更加困难,因为高层建筑地基的影响原因较多,因此应该谨慎选择。高层建筑的基础类别应该依据地基的特性、负荷承载特点、结构类别与施工条件等整体因素考量,一部分高层建筑因为埋置深度需要,还应该规划地下室,而地基的科学选型,也将会对于地下室规划的实际应用性等造成影响。因此在高层建筑基础选型进程中,应该设定规划多个方案举措选取最经济适用类型。
        3.2满足结构设计需要,显现结构设计意图
        钢结构设计应该将结构设计图纸作为依据,同时对于钢结构工程的特性展开更加详细完善的论证与阐明,对于结构图纸之中的简化表述各个种类钢构件精确展开空间位置确定以及尺度核查计算,各个种类的构件尺度外形以及联结形式也必须将符合设计图纸的标准作为基础原则。
        4、结束语
        综上所述,钢结构住宅是现阶段社会之中住宅建筑的关键组成,因为钢结构在各个方面具备十分显著的优势,钢结构为现代住宅建筑领域带来了一次具备时效性质的革新。不论是设计到施工以及一部分全新材料的应用,都产生了质的改变。同时在全世界范围中住宅建筑也形成了良好发展态势。本文简单概述了钢结构的优点以及建筑钢结构设计,希望可以为相应工作者提供一定的帮助。
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