建筑鋼結構工程設計方法與要點(diǎn)分析論文
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摘要：當下，絕大多數建筑應用的材料都是鋼制的。鋼結構具有較強的抗震性、抗裂性與耐久性，備受建筑行業(yè)的青睞。鋼結構建筑不僅具有良好的性能，而且施工流程簡(jiǎn)單，節省時(shí)間成本和資金成本。對于部分工期短、投資有限的工程項目來(lái)說(shuō)，鋼結構是絕佳選擇�；诖�，本文圍繞建筑鋼結構工程設計及其注意事項展開(kāi)探究。
關(guān)鍵詞：鋼結構；工程設計；注意事項；
如今，高層建筑數量及規模不斷擴張，緩解了城市可開(kāi)發(fā)土地資源供應緊缺的現狀。由于高層建筑自體重量較大，對基礎結構的承載負荷力也提出了更高的標準要求。而采用鋼結構工程設計，可以提升施工效率，壓縮投資成本，增大工程綜合效益。
1、建筑鋼結構的基本特征
鋼結構是一種新型建筑結構形式。鋼結構具有一定的特點(diǎn)，受到業(yè)內人士的大力推崇。鋼結構的特點(diǎn)如下所述：
�。�1）抗震性。
鋼材是鋼結構的主要原材料，具有良好的塑性與韌性，可以在很大程度上優(yōu)化整個(gè)鋼結構的抗震性能，進(jìn)而延長(cháng)鋼結構的使用壽命。如果鋼結構受到外部作用力，發(fā)生結構形變，也不會(huì )出現脆性裂變。且采用柔性連接方式，也有助于形變部位恢復原形，增強整體結構的抗震能力。
�。�2）抗裂性。
通常磚混結構建筑受到溫度的影響，極易出現墻體開(kāi)裂現象，在墻體結構出現裂縫后，墻體材料的保溫性能與防水性能也會(huì )受到較大的影響，縮短整個(gè)建筑物的使用壽命。相較而言，鋼結構具有良好的抗裂性，能夠分擔承重墻的壓力，降低發(fā)生裂縫的概率。
�。�3）耐久性。
與木質(zhì)結構相比，鋼結構具有較強的耐腐蝕性，可以在很大程度上增強整體結構的抗腐蝕能力。據相關(guān)調查數據顯示，鋼結構的耐腐蝕性約為磚混結構耐腐蝕性的1.5倍，且保溫隔熱效果較為突出。
�。�4）施工便捷化。
一般情況下，工廠(chǎng)會(huì )預先生產(chǎn)鋼結構構件，然后，將鋼制構件運輸至指定地點(diǎn)進(jìn)行現場(chǎng)拼裝。整個(gè)鋼結構構件拼裝流程可以依靠機械化模式，施工流程便捷化，能夠保障工程安全。
2、建筑鋼結構工程設計的具體方法
當下，應用較為廣泛的建筑鋼結構工程設計法主要包括塑性設計法、容許應力法、極限狀態(tài)法與半概率法四類(lèi)。各類(lèi)設計法的核心原理不同，且各具優(yōu)缺點(diǎn)。具體內容如下所述：
2.1塑性設計法的核心原理
塑性設計原則是指結構構件的強度與塑性本質(zhì)高于標準荷載乘以安全系數的乘積。在內力結構分析時(shí)，往往采用鋼塑性分析法和一階塑性分析法。采用塑性分析法，在結構構件進(jìn)入塑性后，允許內力的重新分配。但必須保證材料的延性特征達到一定標準要求。在建筑結構設計時(shí)，相關(guān)人員要明確翼緣與截面腹板的規格參數，并設定限制標準。塑性設計法對非線(xiàn)性處理有特殊要求，只不過(guò)無(wú)法反饋結構構件或原材料的擴展特性。
2.2容許應力法的核心原理
容許應力法是指在建筑結構設計時(shí)，計算應力參數要小于既定容許力。相關(guān)人員要嚴格按照標準規范，設定結構構件的計算應力，同時(shí)根據階彈理論進(jìn)行準確計算�？陀^(guān)來(lái)說(shuō)，容許應力法有如下幾方面缺陷：
�。�1）對結構的非線(xiàn)性影響考慮不到位；
�。�2）采用單一安全系數，無(wú)法反饋荷載變異情況，以及獨立抗力情況。
2.3極限狀態(tài)法的核心原理
極限狀態(tài)法能夠有效彌補塑性設計法和容許應力法的不足。極限狀態(tài)法的核心原理是使用荷載分項系數和抗力取代單一安全系數。當下，極限狀態(tài)法的應用效果更為突出。由于受到荷載的影響，整個(gè)建筑結構往往會(huì )呈現出如下兩種極限狀態(tài)：
�。�1）正常使用極限狀態(tài)；
�。�2）承載能力極限狀態(tài)。其中，承載能力極限狀態(tài)對應整體結構的安全穩固性，主要指因構件塑性形變與脆性裂變造成的結構損壞。
2.4半概率法的核心原理
伴隨現代科技的快速發(fā)展，定值法逐步向半概率法發(fā)展。在應用半概率法設計時(shí)，往往需要全面考慮材料強度因素與荷載強度因素。但在取值環(huán)節，未能充分衡量結構可靠度與概率的理性關(guān)系，由此，稱(chēng)之為半概率法。
3、建筑鋼結構工程的設計要點(diǎn)
3.1加大對結構選型的重視
在建筑鋼結構設計要點(diǎn)中，結構選型至關(guān)重要，結構選型直接決定了整體設計工作的落實(shí)效果。在建筑鋼結構設計過(guò)程中，相關(guān)人員應以結構力學(xué)關(guān)系和結構破壞機理等方面為切入點(diǎn)，完善結構選型，保障整體工程結構質(zhì)量。
3.2優(yōu)化鋼結構工程抗震設計
全面了解鋼結構之間的穩定關(guān)系，可以進(jìn)一步優(yōu)化工程結構穩定性設計。為此，設計人員要加大對鋼結構抗震設計的重視。在鋼結構設計時(shí)，需遵循簡(jiǎn)潔化、規整化與標準化的基本原則。在鋼結構構件連接處理時(shí)，結合實(shí)際情況進(jìn)行操作。確保屋架和屋面板、屋架和柱體、柱體和基礎的連接穩固性，完善整體鋼結構的抗震性能。需要格外強調的是，鋼結構的抗震性能與配置位置和支撐形式存在緊密聯(lián)系。為此，在鋼結構設計時(shí)，需全面考慮相關(guān)因素，盡可能的減小這些因素對鋼結構抗震性能的影響。在鋼結構設計環(huán)節，還要著(zhù)重注意小規格的零構件，以鉚釘為例，鉚釘的連接性能在很大程度上決定了整體建筑結構的穩固性。為此，相關(guān)人員要根據結構特點(diǎn)選擇對應規格和材質(zhì)的鉚釘。
3.3嚴格控制梁柱連接節點(diǎn)
按照配置方式差異，門(mén)式剛架斜梁與柱主體的連接方式可劃分為端板豎放、端板橫放以及端板斜放三類(lèi)。
其中，端板豎放形式適用于截面柱。若豎向荷載發(fā)揮著(zhù)控制作用，可以嘗試將端板橫向放置，進(jìn)一步減輕節點(diǎn)的負荷力，同時(shí)，利用柱體的自體重量對節點(diǎn)施壓。如果節點(diǎn)彎矩較大，可以嘗試采取端板斜向放置方式，進(jìn)而適當延展抗彎連接的力臂，為布置螺栓提供有利條件。
一般情況下，端板拼接方式主要包括外伸和平齊兩類(lèi)。相較而言，端板外伸拼接方式比端板平齊拼接方式的受力穩定性更強，而且，端板外伸拼接方式的節點(diǎn)數量更多。在結點(diǎn)板外伸部分設置加勁肋，可以讓靠近受拉翼緣兩側的螺栓均衡受力，增強節點(diǎn)的抗剪能力，預防節點(diǎn)板的形變。
4、建筑鋼結構工程設計的注意事項
4.1鋼結構設計與預設施工場(chǎng)地的適應性
在建筑鋼結構處理環(huán)節，要進(jìn)一步明確鋼結構設計方案與預設施工場(chǎng)地的協(xié)調性。同時(shí)，積極做好調研工作，考慮建筑鋼結構使用人群的基本需求。且全面了解建筑鋼結構的用途，組織施工地點(diǎn)勘察工作，在充分考慮設計因素的基礎上，制定完整性、合理性、準確性的建筑鋼結構工程設計方案，加強整體工程結構的安全穩定性。
4.2鋼結構工程的消防安全設計
在執行建筑鋼結構工程設計方案時(shí)，要明確工程結構是否存在消防安全隱患。由于鋼結構建材的防火性能較差，在設計環(huán)節，需完善工程結構的防火設計，并確保消防安全系統設計與整體設計風(fēng)格相協(xié)調�，F階段，建筑鋼結構工程設計中，應用較為普遍的消防安全設計法就是對鋼材進(jìn)行防火涂層處理。
4.3鋼結構工程的細節處理
在建筑鋼結構工程設計環(huán)節，要注重細節設計。細節設計的主要目的是注重建筑鋼結構節點(diǎn)數量與節點(diǎn)配置方式的合理性，以及整體結構的安全穩固性。根據不同的結構設計形式，選擇對應的連接方式，加強整體結構的協(xié)調性，避免鋼結構出現節點(diǎn)形變或受力失衡現象，從而影響整體建筑結構的安全性。尤其是螺栓連接處理與構件焊接處理兩方面，務(wù)必注重連接方式的科學(xué)合理性。
5、結束語(yǔ)
綜上所述，建筑鋼結構具有自體重量輕，具有極強的抗震性、抗裂性、抗形變能力及耐腐蝕能力，而且其工期短、投資低、質(zhì)量有保障。也正因如此，建筑鋼結構工程受到建筑行業(yè)，乃至整個(gè)社會(huì )的推崇和青睞。
6、參考文獻
[1]孟萌.高層鋼結構建筑工程設計及其注意事項探析[J].綠色環(huán)保建材,2018(10):63.
[2]鄭維.建筑鋼結構工程設計及其注意事項[J].化工管理,2018(24).
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