钢结构设计在建筑工程中的应用分析陶恩惠

钢结构设计在建筑工程中的应用分析陶恩惠

陶恩惠

方舟国际设计有限公司黑龙江哈尔滨150026

摘要：目前在一些建筑工程项目中，很多突发事故的产生主要是因为钢结构在外界条件产生变化的时候出现不稳定的因素，进而产生结构不稳定的现象发生，导致建筑物坍塌导致安全事故发生。所以在以后工作中必须进一步强化对钢结构稳定性设计的研究。

关键词：钢结构设计；建筑工程；应用；安全施工

1钢结构特点分析

钢材的特点是强度很高，塑性好、韧性好，它比其它的建筑材料强度要高很多，而且特别适用于跨度大、承载重的工程。建筑钢材强度很高，构件的面积也是非常小非常薄的，当收到压力的时候，很容易被稳定的承载力和刚度要求控制住，这样一来不能充分利用其强度。建筑钢材的塑性虽好，但是它的结构在一般条件下会变形增大时，应力变化比较平缓。由于钢结构的重量非常轻，所以建造的结构也是很轻的，而轻质性可以通过实物对比来衡量一下，谁的比值越小谁的结构就越轻。而且钢结构的重量轻给运输提供很大方便，也减轻了一些经济负担。另外钢结构的加工制作非常的简便，施工的工期短，连接简单，安装方便，易于加固、改建以及拆迁。从钢结构的材料和焊接连接的水密性和气密性可以看出钢结构的密闭性非常好；钢结构的自重很轻，在结构体系中也是很柔的，受到地震的作用很小，而且钢材有非常好的塑性、柔韧性，又有很高的抗拉性和抗压强度，所以在抗震地区中非常适用，是损坏程度最轻的结构。它的耐热性也很好，在250度内的场合没有任何变化。

2建筑工程的钢结构稳定性设计要点

2.1确保工程施工的合理性

在对建筑工程钢结构进行设计的过程中，首先要加强对钢结构的科学、合理布置，从而在实际工作过程中首先对整体结构或是局部结构的稳定性要求，更好的实现稳定性的有效提升。当前我国众多建筑钢结构都是根据平面体系完成设计工作，因此在工程中所应用的也基本都是框架结构。为了保证这种平面结构在应用过程中不出现失稳的问题，就需要在结构的整体上对其进行处理，借助适当增加必要支撑构件的方式，对建筑工程整体的稳定性进行提升。同时，平面的结构构件稳定性计算也要和结构的布置上保证一致性。

2.2实用计算方式和结构计算简图保持一致性

在建筑工程的钢结构设计工作中，对单层或是多层框架结构进行设计时，工作人员一般只采用框架柱进行稳定计算，但是并不会对框架的稳定性进行有效分析。借助此种设计方式需要对框架柱的稳定性进行计算，并且掌握框架柱计算的长度系数。利用框架整体的稳定性对关键数据进行获取，保证框架稳定计算。在实际对其进行计算的过程中，相关设计人员还要保证设计结果和假设条件的满足，也就是在对其进行应用的过程中，保证钢结构稳定性不受到影响。

2.3建筑钢结构的稳定计算需要和钢结构内部构件的设计保持一致

在对构件进行稳定计算的过程中也应该保证钢结构内部构件设置的一致性，这也是当前建筑工程中钢结构设计最为关键的环节。在建筑钢结构设计中要想加强结构的稳定性，就要对不同强度的构件有着不同的要求，因此我们在设计过程中也需要进行区别对待。

2.4简体结构

现阶段简体结构是我国建筑工程结构中受力性能比较强的一种结构，在内外墙上都能形成一种较强的抗弯刚度，因此也能承受水平力的基本作用，同样起到了两道抗震防线的效果和作用。这种结构在应用上我们比较熟悉的就是美国的希尔斯大厦，它不仅是美国现在最高的建筑，同时也是比较典型的多筒结构类型。像我国北京的国贸中心是30多层的筒中筒结构，外框和希尔斯大厦有一些差别，国贸中心的外框是密柱网壳构成的空间，而内筒采用的是钢框架结构，在整个结构中有着比较好的延展性，同时结构的刚度也比较均匀。

3建筑钢结构的结构设计要点

3.1钢结构的稳定设计

建筑工程中对钢结构的设计有着十分严格的要求，钢结构的稳定性设计是当前建筑设计工作中最为关键的设计点。在实际工程建设中，任何一种钢结构都可能出现稳定性问题，所以在进行结构设计环节中，我们更应该对当前建筑钢结构出现的问题进行关注和重视。一般情况下，建筑钢结构出现失稳问题主要是因为设计人员缺乏设计经验，因此在开展钢结构设计工作的过程中，更需要我们加强对结构稳定性的正确认识，特别是对施工薄弱环节部位的科学设计，从而实现在局部到整体的稳定性认识。此外，在对设计经验进行总结的过程中，施工企业还要有针对性的提升设计工作人员的素质和技术水平，进一步提升其岗位能力，在这项工作的基础上对设计理念进行完善，实现对建筑钢结构稳定性的全面提升。

3.2关注节点设计工作

节点设计对建筑钢结构性能具有重要影响。众所周知，在地震发生的同时也将对建筑物产生十分严重的威胁，所以对于钢结构建筑来说，广大设计人员也要对建筑物中的节点设计进行关注，从而为建筑物的钢结构设计整体性提供更为积极的动力基础。在对节点进行设计的过程中还应该加强对建筑物承载能力和抗震能力的分析。在此环节中，相关施工人员也需要加强自身焊接技术水平，从而在提升螺栓连接质量的同时，更有效的减少设计缺陷和不足。

3.3楼板设计

钢结构建筑物在近年来的发展过程中逐渐向工业化、标准化的和产业化的方向进行发展，在对楼板进行设计的过程中，在此环节中我们还要综合上述发展原则，利用装配整体式楼板，实现对新型楼板的设计和技术水平提升。

3.4墙体的选择

在建筑设计工作开展中，对合适的墙体进行选择不仅可以在一定程度上减轻建筑物的重量，同时还能在一定程度上提升建筑物的节能性，对于建筑工程质量的提升也将提供积极的帮助作用。针对近年来对我国高层钢结构住宅建筑物的实际研究可以发现，当前应用围护结构外墙采用的基本都是预制复合墙板，在内隔墙上采用预制轻质空心墙板的更多。

４安全施工措施

１）钢结构基础工程质量的控制

在基础钢结构工程应用中，需要进行混凝土独立柱的使用，确保设计环节与施工环节的协调性发展。在基础独立柱设计中，做好螺栓的设计工作是必要的，实现对工程整体施工程序的把控，提升工程的质量安全性。在工程设计中，如果螺栓间存在较大的间距及偏差，将严重降低工程的施工质量。在钢结构安装过程中，需要严格遵循施工标准，进行施工及设计质量的控制。

２）模板的制作及安装

在钢结构模板制作过程中，需要取一定程度的钢板三块，进行螺栓孔位置的确定，做好相关的开孔工作，实现钢板的有效性组装，利用钢筋将螺栓焊接为一个整体，在这个过程中，需要进行不同螺栓间距、偏差等的控制，确保钢结构模版制作及安装程序的正常开展。

３）螺栓组的固定

螺栓组的固定工作开展于混凝土浇筑工作前，需要利用经纬仪进行螺栓组的定位，将钢筋焊接在柱子主筋上，实现螺栓钢筋端与模板的固定，进行不同组螺栓间距、偏差状况的控制，进行螺栓丝扣的保护，避免出现混凝土浇筑安全性问题。

结束语

随着近年来我国经济水平的稳定提升，建筑工程建设规模逐渐得到了相应的发展和完善，由于钢结构的施工工期更短，在工程建设中又可以实现充分利用，因此具备较为突出的经济效益，是当前建筑工程中应用最广泛的结构形式。所以在建筑工程的设计过程中也需要准确的掌握钢结构设计稳定性，在工程开展的过程中更有效的提升工程质量。

参考文献

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