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现代钢结构工程设计要点探究

编辑:吕迪华 宏冶钢结构改编 来源: 时间:2017-06-26 08:48:03 浏览次数:

在现代的建筑工程之中,城市建筑所使用的一般是钢结构,钢结构工程具有设计跨度大,强度高的特点,可以实现建筑的特殊外形要求和较低的施工成本,因此,钢结构在现代建筑之中被广泛运用,本文对于钢结构工程进行了简要的先容和分析,并对钢结构工程的设计要点进行了先容。

1现代钢结构工程的优点

    钢结构在现代建筑之中的运用十分广泛,不仅在桥梁和公共建筑之中,在高层的地标建筑和民用建筑之中,钢结构工程也是很常见的。钢结构凭借其自身在结构和强度之上的优势,已经逐渐取代了传统的砖混凝土结构的房屋,成为未来房屋建设的主流。随着钢结构工程的逐渐增加,钢结构也开始表现出一些缺点,因此,在使用钢结构建造建筑时,要注意利用钢结构本身的优点,避免被钢结构本身的缺陷影响,才能保证钢结构工程的安全。

东莞钢结构工程

1.1钢结构工程本身的材料可以循环利用

    我国虽然资源丰富,但是在近些年的快速发展之中,我国的资源已经逐渐出现供应不足的情况,部分资源比如土地资源已经开始逐渐减少,因此,可循环再利用的材料已经成为我国建设行业之中使用的主流。钢结构工程所使用的是钢材,钢材在建筑使用完成之后,经过一段时间,当建筑进行再建造时,原先建筑之中的钢材可以经过加工再处理,并重新使用。循环使用的钢材有利于环保需求以,符合可持续发展的要求。钢结构工程与传统混凝土建筑相比,不仅具有客观的循环再利用价值,还具有更高的能效以及更高的强度,同时在施工的过程中不需要进行建模,这对于推动建筑行业的环保、可持续发展具有非常重要的现实意义。

1.2钢结构本身的强度

    钢结构比起砖石混凝土结构,具有更高的强度和韧性,因此可以满足多种建筑风格的设计,可满足超跨度、超高度的建筑设计要求。钢材的重量比起同等跨度的砖石结构,具有更轻的质量和更高的弹性和强度。在相同的建筑结构受力之下,钢结构可以凭借其韧性和弹性能够满足更高的建筑要求。除此之外,钢结构本身的结构特点使其具有可满足更为丰富的建筑设计风格的要求,更好的适应不同建筑的实际需求,其应用度也更广。

1.3钢结构可以实现建筑的一体化建设要求

    建筑的设计和施工之时,建筑的本身结构和组成越复杂,建筑本身可以承受的压力就更小。二钢结构因为其自身的高韧性和高强度,可以在哦建筑设计之中满足建筑的更为苛刻的要求。从实用性来看,建筑本身在结构设计时,假如构成其结构本身的组成越少,其可承受的压力越大。建筑结构是现代钢结构工程必不可好的重要环节,无论是结构的构件、形体,还是节点等,在一定程度上影响甚至是决定建筑的形象、质量好坏。因此,在进行钢结构工程结构设计时,应该尽可能的实现建筑的功能化与一体化,进而建造艺术性和技术性融为一体的现代钢结构工程。同时,在现代建筑的设计之中,因为钢结构的出现,使得建筑师可以在外在形式之外考虑更多的结构上的一体化,一体化的钢材结构就受力上来说可以承受更大的压力,就建筑结构来说,一体化的钢结构更为安全。

钢结构建筑工程

1.4钢结构工程的建设成本低

    钢结构的建筑原理具有其规范化制作标准,因此,钢结构工程的建设之中不需要对原料进行处理,钢结构的存在提高了建筑的工程化程度,实现现代建筑行业的规模化、工业化发展。同时,钢结构采用一体化加工和安装工艺,能够有效的降低施工成本,为施工企业创造更多的经济效益。

2钢结构工程的建设之中存在的问题

    钢结构凭借其自身在结构和强度之上的优势,已经逐渐取代了传统的砖混凝土结构的房屋,成为未来房屋建设的主流。随着钢结构工程的逐渐增加,钢结构也开始表现出一些缺点,因此,在使用钢结构建造建筑时,要注意利用钢结构本身的优点,避免被钢结构本身的缺陷影响,才能保证钢结构工程的安全。

2.1钢结构本身的问题

    钢结构本身在建筑的使用之中存在多种结构形式,比如,在当前的建筑之中所使用的结构包括轻钢结构、框架结构等多种形式,设计人员会根据建筑的基本用途选择适合的钢结构,但由于钢材本身的材料限制,钢结构的建筑结构依旧存在许多问题。比如,设计人员在针对某厂房的建筑结构进行设计时,该厂房内主要是有框架结构的钢结构和工字型的钢梁组成,由于企业的业务要求,一般会将工作所需要进行展示的产品挂在钢梁上进行展出,因此导致了工字型钢梁上的压力的不断加大,为保证厂房之中工作人员的生命安全,设计人员需要对工字型钢梁进行改造,需要采取有效的办法降低产品对于钢梁的压力。在这种情况之下,钢梁会因为其上所受的压力过大二产生扭曲,进而导致钢结构工程的损坏,使量地总体受力改变,进而导致钢结构的梁可能因外部压力与内部应力的双重受力作用下产生扭曲变形,从而引起厂房的事故发生。

2.2施工之中钢结构的节点受力优化不佳

    在建筑的施工之中,钢结构主要是有钢材通过各个节点的链接所构成的整体结构,虽然钢材本身的韧性和强度比起砖石混凝土结构更为优越,但是在钢结构之中,钢筋的尺寸和截面面积受到整个结构的限制,因此,在钢结构工程之中,节点时建筑的整体结构之中最为脆弱的点,一旦节点处因为受力的不均匀

而出现问题,整个建筑就会出现问题。

2.3钢结构在设计上的问题

    钢结构设计的前期工作主要有结构分析、结构评估、结构判断这些内容。在钢结构设计前期,设计人员一定要充分了解企业提供的资料,根据这些资料判断建筑结构设计有没有必要使用钢结构,接着,设计人员要建立力学模型,并对钢结构的各项参数进行评估。钢结构设计的前期最重要的工作是设计人员评估钢结构有没有达到施工的要求,同时要复查重要的参数。

    而在我国现阶段的钢结构工程的设计之中,设计人员对钢结构的特点显然并没有太深的了解。在进行设计时,钢结构工程的设计内容相对较为繁琐,既要针对建筑内部的钢结构节点进行受力上的分析,又要对钢结构工程的外观和内部的称重结构进行设计,相关设计的难度较高,因此影响了建筑的成功设计。此外,部分的建筑设计部门缺乏对钢结构工程的设计经验,因此在设计时套用砖石结构的设计经验,会对钢结构工程的稳定和安全造成很大的影响。二设计市场之中没有相关法律进行责任和法律上的规定,一旦设计通过招标,就可能给建筑的结安全带来威胁。

    除了设计时,设计人员可能对建筑结构的设计出现问题之外,对建筑外观的设计师在国内市场也是很少的,钢结构工程在设计时首先要考虑的是建筑的外观和带来的经济效益。我国的设计师在针对钢结构工程进行设计时往往会参考大量的国外建筑的范例,国外的钢结构工程往往对于建筑的经济效益的考虑不多,盲目学习国外的建筑风格和设计,有可能会损害国家和建设部门的经济利益。

    同时,建筑项目的设计一般通过外包来完成。承接单位和设计单位的分包,在很大程度上降低了设计的深度,甚至有些设计方案不能满足原设计的要求,例如柱脚设计的错误。埋人式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型,外露式主要在民宅中应用,底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度,所以底板出现变形就会造成钢结构的变形,设计人员如果不充分考虑这些问题,不进行内力分析,预留位移角限度值,一旦出现地震灾害时,就很容易破坏柱脚节点,损坏建筑物。

3钢结构工程在设计之中应该采取的改进措施

3.1规范化建筑的设计

    在建筑的施工过程之中,监理人员要对设计人员的设计图纸进行足够的核查,以确定设计符合工程的基本要求,并且其设计结构没有安全上的风险。同时,施工之中要加强对设计人员的工作进度的协调管理,在工程施工前应先对管理人员进行钢结构的基本常识的教育,树立设计管理人员的质量意识。

    设计人员应该对钢结构自身的的设计上的特殊性有足够的了解,对于其在建筑的设计上的特点必须有足够的了解,才能满足建筑设计的安全性要求。同时,在设计完成之后,相关部门必须对所涉及的结构畸形审查,以便于了解设计的安全性,并且检验在相关的建筑规定下,设计是否可以满足建设的要求。除了对于施工现场的基层生产人员的管理和监理制度之外,建筑工程之中的监理人员对于建设工程项目的高质量完成有非常大的作用,因此,监理单位的人员应当具有较高的监理技术、协调能力和足够的管理经验,因此,在监理制度的改革和完善之中,政府和企业等部门应该监理完善的监理工作制度和监理人员培训制度,对监理人员的工作水平进行提高。只有这样才可以是监理人员具有更加专业的技术常识,更为广泛的管理只是和更高的自身素质,更好地服务于建筑行业客户。

3.2组织针对设计人员的专业培训

    设计人员人员作为我国建筑工程建设的核心人员,必须做到对于钢结构工程的特点有着足够的了解,同时,可以满足建设方的要求的同时,对建筑安全的把控。因此,基层的设计人员应当进行钢铁常识的教育和相关建筑政策的专业学习。

钢结构工程施工

    在提高自身科学素养的同时,设计人员也要提高自己的科学常识的掌握。设计人员作为工程建设的设计者,自身需要具备先进的钢结构设计管理方面的专业常识和基本素养,因此,在工程的实践之中,国家建筑部门应该对基层人员进行必要的科学与管理常识的培训,定期组织对先进事迹和先进常识的学习与讲座,多进行基层干部之间的学习经验研讨,以便于促进基层设计人员的学习积极性。建筑部门还应该针对基层人员进行充分的调查和分析,以针对性的选择适当的教学途径,提高基层人员的素质。

    有条件的单位还应该选派具有较好专业常识以及管理能力的基层人员赴先进院校研修,学习关于钢结构工程设计的先进经验,从而更好地服务于我国的钢结构工程的施工设计。然而,不管是哪一种培训方式,其根本目的是不变的,旨在建筑施工的全过程中,负责工程管理的各级干部能够较好的胜任工作岗位,领导施工人员做出良好的工作业绩。

    我国工程管理工作基本领导队伍还要努力提高自身在建筑施工设计方面的理论素质,加强自身的职业道德建设,转变传统的施工管理思路,运用科学发展观引导自身的实际工作,在工程管理工作中充分的体现可持续发展精神,促进我国钢结构工程早日迈进可持续发展道路。

3.3从实际出发优化钢结构的设计

    在我国的钢结构的设计之中,建设部门既对钢结构外观有新颖的要求,又对其经济效益有着期待,再加上我国在钢结构工程上的发展并不如国外发达国家,因此,在我国的钢结构建设之中,设计人员应该重视建筑的经济效益,在进行新潮设计的同时,也应该考虑建筑的实际建设成本,设计要从建筑的实际出发,考虑建筑的安全性和居民的舒适性,不可以仅仅考虑外观而忽视建筑的实际用途。

    同时,在钢结构工程的设计之中,设计人员要对钢结构的实际缺点有所了解,钢结构工程受到温度的影响较大,因此,在钢结构工程的设计之中,设计人员应该注意建筑的用途,假如建筑是作为高温环境的厂房,那么高温很可能造成钢结构的结构破坏,影响建筑的安全。

4结语

    钢结构工程的推广和设计的开展对促进我国建筑事业的发展建设具有非常重要的作用,施工管理需要将建筑设计建设的各种人力、物力、财力资源进行有效地整合,是一项系统而且相对复杂的管理工作。保证钢结构工程设计的科学化、规范化以及标准化,实现现代钢结构工程行业的健康、稳定、可持续发展。

 

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