杜秋玲 杜衛(wèi)衛(wèi)

【摘要】當前，在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)是一種非常常見的結(jié)構(gòu)形式，但是因為鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象而產(chǎn)生的安全事故數(shù)量也明顯呈現(xiàn)出上升的趨勢。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為建筑施工管理中重要的組成部分，其鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的好壞是直接影響到建筑主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素。因此，需要及時采取有效的改善對策，從而降低安全隱患的發(fā)生率，為人們創(chuàng)造安全、和諧的居住環(huán)境。基于此，文章就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性與策略進行分析。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計；重要性；策略

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性分析

在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是至關(guān)重要的組成部分，其主要是指將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計藍圖到鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的演變過程，對于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著關(guān)鍵性的影響。從建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計的的性質(zhì)來看，其中存在的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅具有幾何成分，更具體表現(xiàn)了技術(shù)性的相關(guān)因素。因此，這就對設(shè)計人員的專業(yè)知識能力提出了較高的要求，設(shè)計者在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，必須嚴格遵守相應(yīng)的設(shè)計藍圖要求，其實結(jié)合建筑工程項目的施工性質(zhì)，充分掌握工程圖紙中的設(shè)計要點，并將藍圖中的平面線條聯(lián)想出一個完整清晰的立體結(jié)構(gòu)，以此來保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的高質(zhì)量。但是，在這一設(shè)計工程中，設(shè)計人員應(yīng)該清楚的認知到，如果其中任何一個設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都將會嚴重影響構(gòu)件的安裝質(zhì)量，極有可能危及到建筑結(jié)構(gòu)整體的安全穩(wěn)定性，這就很容易引發(fā)重大的安全事故，造成人員的傷亡。除此之外，設(shè)計師還要切實遵守建筑建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計規(guī)范，真正了解到構(gòu)造要求、結(jié)構(gòu)受力特點等方面的要求。只有這樣，才能設(shè)計出合理的連接接地玩形式，使其能夠滿足于國家規(guī)定的標準要求。與此同時，設(shè)計人員還需要加強對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中關(guān)鍵部位的優(yōu)化設(shè)計，從根本意識上認知到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性，以此來不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計效率與質(zhì)量，促使建筑工程施工的順利開展。

2.當前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)分析

通常，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)應(yīng)該分成兩個方面來進行分析，一個是局部出現(xiàn)了失穩(wěn)的現(xiàn)象，而與之對應(yīng)的就是整體的失穩(wěn)，在這一過程中需要注意的一點就是鋼結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)的狀況通常都是由結(jié)構(gòu)本身的局部失穩(wěn)現(xiàn)象造成的。特別是當受彎部分的尺寸大小發(fā)生了改變或者是其超出了一定的范圍之后，就非常容易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況是由多種因素共同影響而形成的，在這之中最為顯著的一個特征就是設(shè)計者在設(shè)計的過程中沒有對其自身的支撐作用予以充分的考量，而這也成為了結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象的一個十分重要的原因。局部失穩(wěn)通常就是指當鋼結(jié)構(gòu)所處的吊裝位置出現(xiàn)了一定的變動時，網(wǎng)架和桁架在整體受力方面都會產(chǎn)生非常明顯的變化，這樣一來也就非常容易出現(xiàn)失穩(wěn)的情況?；\統(tǒng)的來說，只要建筑結(jié)構(gòu)當中有鋼結(jié)構(gòu)的存在，就會出現(xiàn)失穩(wěn)的隱患，因此在工程設(shè)計和施工的過程中，工作人員必須要對此予以高度的重視，做好一切有效的防護措施，只有這樣，才能更好的保證工程設(shè)計和施工的質(zhì)量和水平。

2.2腐蝕問題分析

鋼結(jié)構(gòu)自身并沒有非常好的抗腐蝕性，特別是在潮濕的環(huán)境當中，如果其處在有侵蝕性的環(huán)境里面，鋼材就會在很短的一段時間之內(nèi)就發(fā)生生銹的情況，這樣就使得構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的承載力都發(fā)生了非常大的轉(zhuǎn)變，相關(guān)的研究和統(tǒng)計表明，鋼屋架倒塌事故占所有事故類型的比重在逐年上升，同時在這些事故中，許多都是因為結(jié)構(gòu)腐蝕嚴重，長期得不到維修所導致的。

2.3鋼材受溫度的影響明顯

眾所周知，鋼材性能隨溫度升降而變化，耐溫性較差，當溫度達到430-540℃之間時，鋼材的屈服點、抗拉強度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力。用耐火材料對鋼結(jié)構(gòu)進行必要的維護，是鋼結(jié)構(gòu)研究的一個重要課原地垂直塌落，形成"扁餅"效應(yīng)。這起震驚世界的事故，其直接原因是火災。建筑物的耐火能力取決于建筑構(gòu)件耐火性能的好壞，在火災發(fā)生時其承載能力應(yīng)能延續(xù)一定時間，使人們能安全疏散、搶救物資和撲滅火災。

3.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路和步驟

3.1鋼結(jié)構(gòu)的形式與布置

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該被強調(diào)的是"概念設(shè)計"，它在結(jié)構(gòu)選型與布置階段尤其重要，對一些難以作出精確理性分析或規(guī)范未規(guī)定的問題，可依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學關(guān)系、破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的設(shè)計思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細部措施。運用概念設(shè)計可以在早期迅速、有效地進行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運算。同時，它也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。

3.2結(jié)構(gòu)分析

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，通常有杉線性彈性分析來作為結(jié)構(gòu)分析，只有當和構(gòu)件允許時才會考慮P-△，P-δ。利用有限元軟件可以對幾何非線性及鋼材的彈塑性能進行考慮，可以為精確分析結(jié)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。但在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，當結(jié)構(gòu)較為復雜時，則需要建模運行程度，同時還要進一步對結(jié)構(gòu)進行詳細的分析。當結(jié)構(gòu)較為簡單時，可以利用手算來對其進行分析。典型結(jié)構(gòu)在對其內(nèi)力和變形進行確定時，可以直接通過工具書來獲得。在對鋼結(jié)構(gòu)進行分析時，需要充分的對建筑物的穩(wěn)定性和安全性進行考慮，特別是對于多層建筑鋼結(jié)構(gòu)，需要布置一定數(shù)量的支撐，從而有效的減少建筑物層間位移的發(fā)生。

3.3構(gòu)件設(shè)計

在構(gòu)件設(shè)計時，需要合理進行材料的選擇，通常會采用Q235和Q345鋼結(jié)構(gòu)材料。為了確保構(gòu)件設(shè)計能夠具有較好的經(jīng)濟性，則需要選擇不同強度鋼材的截面組合。當前在鋼結(jié)構(gòu)鋼件設(shè)計時，多會采用單一的鋼種作為主結(jié)構(gòu)。而且結(jié)構(gòu)軟件的應(yīng)用可以對設(shè)計中的結(jié)構(gòu)進行全面的優(yōu)化，并能夠?qū)?yōu)化后的截面進行調(diào)整，確保其能夠達到要求的標準。另外在構(gòu)件設(shè)計時還需要重視模型建立和部分計算參數(shù)。

3.4節(jié)點的設(shè)計

連接節(jié)點的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中重要的內(nèi)容之一，在結(jié)構(gòu)分析前，就應(yīng)該對節(jié)點的形式有充分思考與確定，常常出現(xiàn)的一種情況是，最終設(shè)計的節(jié)點與結(jié)構(gòu)分析模型中使用的形式不完全一致，如不能確信這種不一致造成的偏差在工程允許的范圍內(nèi)，就必須避免，按傳力特性不同，，節(jié)點分剛接，鉸接和半剛接。初學者宜選擇可以簡單定量分析的前兩者。連接的不同對結(jié)構(gòu)影響甚大。具體設(shè)計內(nèi)容：焊接、栓接、連接板、梁腹板、節(jié)點設(shè)計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等。此外，還應(yīng)盡可能使工人能方便的進行現(xiàn)場定位與臨時固定；節(jié)點設(shè)計還應(yīng)考慮制造廠的工藝水平。

結(jié)束語

近年來，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理念更新的速度也較快，這對于我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展起到了積極的推動作用。因此，在實際的設(shè)計工作中，要針對具體的細節(jié)進行落實，保證鋼結(jié)構(gòu)的防火、防腐蝕，確保所設(shè)計的結(jié)構(gòu)合理，安全可靠。

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