建筑钢结构设计现状及存在的问题
钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析

钢结构建筑在结构设计中存在的问题分析
钢结构建筑是一种现代化的建筑形式,具有高强度、轻量化、快速施工等优势。
然而,在其结构设计过程中也存在着一些问题,下文将进行分析。
一、结构安全隐患
钢结构建筑在设计过程中容易出现设计薄弱环节,如节点,容易由于细节不当导致结
构安全隐患。
这是由于钢构件的强度和刚度较大,因此在其节点处应该更加注意结构细节
的设计。
同时,结构设计师应该充分了解钢材的特性和性能,进行详细的分析,避免设计
上的漏洞,确保结构的安全性。
二、在室内环境请求方面的困难
与传统的建筑材料不同,钢材的热传导系数较大,同时还有较高的膨胀系数,容易对
温度、湿度等内环境产生不利的影响,尤其是在室内空气湿度较高的环境中,容易生锈和
损坏。
因此,在设计过程中需要考虑结构本身的防腐、防锈和防腐蚀处理,以确保钢结构
建筑的使用寿命和稳定性。
三、耐风性能问题
综上所述,钢结构建筑在结构设计中存在着一些问题和难题,需要相关专业人员进行
充分的探讨和研究。
通过深入理解钢结构的特性和性能,采取合理的设计措施和保护措施,使得钢结构建筑成为一种更加优秀的、安全、稳定和可持续的建筑形式。
我国装配式钢结构建筑发展中存在的问题及对策共3篇

我国装配式钢结构建筑发展中存在的问题及对策共3篇我国装配式钢结构建筑发展中存在的问题及对策1一、背景介绍:近年来,随着工业化和城市化的不断发展,我国钢结构建筑的发展也日益壮大。
而装配式钢结构建筑,作为一种新型建筑结构,具有工期短、质量高、环保节能等优势,受到越来越多的关注和推广。
然而,在装配式钢结构建筑的推广和应用中,也面临着诸多的问题和挑战。
二、存在的问题:(一)技术标准缺乏统一在我国,装配式钢结构建筑的技术规范和标准还不够成熟,缺乏统一的标准,给建筑的施工和质量控制带来了困难;(二)工程质量不稳定装配式钢结构建筑的施工工序多,对施工工艺和工人技能的要求也较高,因此施工中质量控制难度大,实际工程质量不够稳定;(三)工程成本高装配式钢结构建筑的制作需要用到先进的设备,需要进行精密的设计、制造和安装,因此相比传统的建筑结构,其制作和施工成本较高;(四)承载力局限性大装配式钢结构建筑要求材料的承载力、强度和稳定性等指标较高,因此这类建筑结构的应用场景、范围有一定的限制;(五)保温、隔音等方面仍有提高空间装配式钢结构建筑需要在墙体、屋面等方面进行保温、隔音处理,以保证室内的舒适度和使用效果,但目前在这些方面仍然存在着提升的空间。
三、对策建议:(一)建立统一的技术规范和标准政府和有关部门需要加强监管,建立统一的技术标准和规范,以规范行业发展;同时,鼓励企业不断提高技术水平,进行技术创新。
(二)加强人员培训和管理完善装配式钢结构建筑施工人员的培训体系和管理制度,建立健全的质量控制机制,提高工程质量,降低施工成本。
(三)推广应用低成本装配式钢结构建筑针对装配式钢结构建筑的成本问题,政府可以制定一系列的扶持政策,鼓励企业研发出低成本、高效益的装配式钢结构建筑,促进行业的发展。
(四)拓展装配式钢结构建筑的应用场景和范围针对装配式钢结构建筑的承载力和应用范围限制,政府可以推出一系列行业政策和扶持措施,鼓励在公共建筑、集装箱住宅、灾区重建等方面大力推广应用。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨

钢结构设计中存在的问题及对策探讨1. 引言1.1 研究背景钢结构是一种常用的建筑结构形式,具有高强度、耐久性和稳定性等特点,被广泛应用于各种建筑项目中。
在钢结构设计和施工过程中,常常会出现一些问题,如设计不合理、结构连接失效、抗震性能不足等,这些问题可能会影响到结构的安全性和使用性能。
钢结构设计中存在的问题需要及时解决和探讨,以保障建筑结构的安全性和可靠性。
在当前快节奏的建筑行业中,钢结构设计问题的解决变得尤为重要。
通过深入研究和探讨钢结构设计中存在的问题,并提出有效的对策,可以提高建筑结构的质量和安全性,为建筑行业的发展做出贡献。
本文旨在探讨钢结构设计中存在的问题及相关对策,以期为钢结构设计领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴。
通过对钢结构设计中问题的深入分析和探讨,可以进一步完善钢结构设计理论,提高钢结构设计的水平和质量。
1.2 问题引入在钢结构设计中,存在着诸多问题需要我们深入探讨和解决。
钢结构设计的复杂性和精密度要求高,设计过程中容易出现计算错误和失误,从而影响到整体结构的安全性和稳定性。
随着建筑结构的不断发展和演变,钢结构设计也面临着新材料、新工艺的应用和挑战,如何在这种变化中保持设计的准确性和可靠性也是一个重要问题。
在实际施工中,施工工艺和质量控制也可能存在问题,导致最终的钢结构设计与理论设计有偏差。
我们需要深入研究钢结构设计中存在的问题,寻找相关的对策和解决方案,从而提高钢结构设计的质量和安全水平。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探讨钢结构设计中存在的问题,并提出有效的对策措施,从而提高钢结构设计的质量和安全性。
通过研究,我们希望能够更加全面地了解钢结构设计中常见的问题,包括设计标准不严格、计算方法不科学、结构参数选择不合理等方面的挑战,进而探讨与解决这些问题的有效方法和策略。
通过本研究,我们希望为钢结构设计领域的从业者提供参考和借鉴,同时也能够促进钢结构设计的规范化和标准化发展,为建筑工程的安全和可持续发展做出贡献。
建筑钢结构设计现状及存在的问题分析

建筑钢结构设计现状及存在的问题分析摘要:近30年以来建筑钢构设计在欧美国家取得了长足深远的发展,已经形成了比较成熟的技术体系。
钢结构具备着一系列的优良特性,自重轻、性能好、工厂化的程度比较高,建造的速度比较快,这些特点对于国内的建筑业来说,是值得我们借鉴的。
本文将重点剖析钢结构设计现状以及存在的问题。
关键词:钢构建筑建筑钢构设计在欧美国家取得了长足深远的发展,已经形成了比较成熟的技术体系。
钢结构具备着一系列的优良特性,自重轻、性能好、工厂化的程度比较高,建造的速度比较快,这些特点对于国内的建筑业来说,是值得我们借鉴的。
下面我们将从国内的轻钢结构现状谈起。
一、国内的轻钢结构的现状探析轻钢结构属于建筑钢结构体系中的一种,以门式刚架和拱形的结构为多数。
目前在建筑的工程中应用非常广泛,尤其是以门式刚架是作为主要的结构工业厂房和库房建设。
其整体的安全与经济问题,已经引起越来越多的关注。
一项好的结构设计,不仅需注意结构整体本身稳定性和强度,还要注意结构的安装工艺性、可靠性,同时还必须有优良的施工作保证。
1、首先遇到的是标准和规范问题。
轻钢结构体系此前在我国属于技术空白,我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的,所以个别之处不能满足我国现行强制性规范的某些条文,不足为奇。
例如我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料,由此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻,用于轻钢结构建筑体系有些牵强。
2、国内无论是中等或是高等的专业学校的教学内容中少有涉及轻钢结构体系,我国的建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之尚少。
目前,无论小型设计公司还是大型设计院所,从事钢结构设计人员已有很多,但多数人缺少扎实的理论或缺少实践经验。
现在的设计一般会采用设计软件,但是设计的合理性和协调性却很少有人会考虑。
图纸的审核时常会发现设计人员设计的图纸是生搬硬套软件原有的套路,这样的图纸对实际的情况考虑不周到,不合理;结构的设计中(尤其是细部结构设计)若是缺少实践经验,那么对于结构的工艺设计的合理性就比较难以保证,如翼缘板和柱底板的偏薄或是偏窄、柱脚锚栓的尺寸或是数量会不足等都会导致后期结构使用或安装时会失稳或失效;另外,一些设计的单位会缺乏市场的调研工作,对于所采用的钢材市场的行情或是质量现状缺乏一个非常必要的了解,对于后期的施工落实和质量保证带来诸多的麻烦。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨

钢结构设计中存在的问题及对策探讨钢结构是一种常见的建筑结构形式,其具有高强度、稳定性好、施工周期短等优点,因此在现代建筑中得到广泛应用。
钢结构设计中也存在着一些问题,需要我们进行探讨并提出相应的对策,以确保钢结构的安全性和可靠性。
一、钢结构设计中存在的问题1. 材料选择问题在钢结构设计中,材料的选择对结构的性能和安全性至关重要。
在现实施工中,有时材料的质量无法保证,存在掺假掺杂等问题,导致结构材料的性能无法满足设计要求。
2. 节点连接问题钢结构的连接节点是容易出现问题的关键部位,设计不合理或者连接件质量不过关,都可能导致结构安全性大大降低。
3. 抗震性能问题钢结构建筑在抗震性能方面优于混凝土结构,但由于抗震设计规范的限制和施工质量的问题,钢结构建筑的抗震性能并不理想。
4. 腐蚀防护问题钢材易受腐蚀影响,尤其在潮湿环境中,若腐蚀防护措施不力,会直接影响钢结构的使用寿命和安全性。
1. 加强材料质量管理钢结构设计中,建议建立健全的材料供应管理体系,遵循规范要求对材料进行严格把关和检测,杜绝掺假掺杂问题的发生。
2. 设计合理的连接节点在设计时,应加强对连接节点的考虑,采用合适的连接件和安全设计,确保节点的可靠性和稳定性。
3. 增强抗震设计和施工质量管理钢结构在抗震设计上应按照规范要求进行设计,并且在施工过程中加强质量管理,保证结构的抗震性能。
4. 加强腐蚀防护钢结构腐蚀防护是保证结构安全使用的重要环节,应采用合适的腐蚀防护手段,如喷涂防腐漆、采用防腐涂层等,确保结构材料的长期使用和安全性。
结语钢结构的设计存在一些问题,但只要我们合理对待并采取相应的对策,就能够有效解决这些问题。
在今后的工作中,我们应该加强对钢结构设计中存在的问题的研究和探讨,不断改进和完善设计理论和规范要求,提高钢结构的安全性和可靠性。
同时也需在工程实践中,严格遵守规范要求和加强质量管理,确保钢结构的设计和施工质量,为建筑安全和可持续发展做出应有的贡献。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨

钢结构设计中存在的问题及对策探讨
首先是设计规范的问题。
目前,国内的钢结构设计规范较为陈旧,不能完全满足当前
复杂项目的设计需求。
对策是加强对规范的修订和更新,引入国际先进经验,制定适应不
同项目需求的设计规范。
其次是计算方法的问题。
钢结构设计中的计算方法有时过于简化,无法准确反映实际
的力学行为。
对策是采用更加精确的计算方法,如有限元分析等,确保设计的准确性和可
靠性。
再次是施工工艺的问题。
钢结构施工过程中,如焊接、切割、拼装等,存在较多的施
工难点和技术问题。
对策是进行施工工艺的优化和改进,引入先进的施工技术和设备,确
保施工质量和进度的控制。
材料选用和质量控制也是钢结构设计中需要关注的问题。
对策是选择合适的钢材,进
行严格的质量检查和控制,确保材料的质量符合要求,保证结构的安全性和可靠性。
最后是设计过程中的沟通协调问题。
钢结构设计涉及多个专业领域,包括结构、土木、电气、给排水等。
不同专业之间的沟通协调不畅,容易导致设计错误和施工问题。
对策是
加强设计团队的协作和沟通,避免设计中的疏漏和偏差,确保设计的一致性和完整性。
在钢结构设计中存在的问题及对策方面,我们需要加强规范的修订和更新,采用精确
的计算方法,优化施工工艺,加强材料选用和质量控制,加强设计团队的协作和沟通,以
确保钢结构设计的安全、可靠和高效。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨
钢结构设计中存在的问题及对策探讨随着城市化和工业化的不断推进以及建设标准的不断提高,钢结构设计在建筑工程中的应用越来越广泛。
钢结构具有轻量化、高强度、易加工、节能环保等优点,在现代建筑中有着重要的地位。
然而,在钢结构设计中也存在着一些问题,如下:1. 不够安全钢结构的安全性是设计中最重要的一个问题。
钢结构在承受荷载时没有塑性变形能力,一旦出现超载,容易发生破坏。
而且,由于钢结构大多数情况下是作为支撑力量存在的,因此其失稳的风险也比较高。
对策:在进行钢结构设计时,需要充分考虑结构的安全性以及可能出现的超载等情况,进行科学合理的设计。
2. 设计与施工不一致钢结构的设计与施工之间不一致也是一个问题。
由于施工条件的限制,钢结构在现场加工和组装时容易出现各种误差,这些误差可能会影响结构的稳定和安全性。
对策:在进行钢结构设计时,需要充分考虑施工条件,并在施工过程中做好精度控制和质量检查。
3. 对耐火性能不足钢结构在高温环境下耐火性能不足,因此难以在火灾等不安全环境下使用。
对策:建筑在设计时,应该进行严格的消防设计,针对钢结构进行防火措施,加强耐火性。
4. 重量大相对于其他建筑结构材料,钢结构密度较大,重量也较大,因此运输和安装等方面都需要花费较大的成本。
对策:在进行钢结构设计时,应该充分考虑建筑的实际需求,适当减少钢结构的重量,降低成本。
5. 造价高钢材的本身价格就比较高,然后还需要预埋件的加固设置及防腐等工序,使得钢结构建筑比传统建筑成本上涨。
6. 耐久性问题钢结构在长期使用过程中会出现锈蚀、腐蚀、老化等问题,容易影响结构的稳定和安全性。
对策:在进行钢结构设计时,需要充分考虑使用寿命和维修保养问题,选择优质的钢材,并加强抗腐蚀措施,保证结构的耐久性。
综上所述,钢结构设计在应用中存在一定的问题,需要进行科学合理的设计和优化,同时在施工过程中也需要加强质量控制,加强对钢结构的维护保养,以确保其稳定安全的使用。
建筑钢结构设计现状及存在的问题
建筑钢结构设计现状及存在的问题摘要:在建筑施工中,人们对于钢结构不仅要求其具有较高的强度,而且还应具有一定的灵活性,同时还应有良好的抗震性能。
在具体的工程应用中,其还应具有较好的隔音与保温效果。
虽然钢结构在我国民用建筑中,得到了广泛的运用,但是还存在一定的缺陷,对建筑钢结构进行优化设计,是当前建筑行业必须面对与亟需解决的问题,只有解决此问题,才能大幅度提升我国建筑的质量。
本文对建筑钢结构特点、建筑钢结构设计存在的问题及措施进行了分析和探讨。
关键词:建筑;钢结构;设计;问题1建筑钢结构特点1)自重轻且强度高。
由于钢结构的截面比较小,可大幅度增加建筑的使用面积,此外,钢结构自重较轻,可减小外力作用,提升民用建筑的稳定性。
2)韧性以及塑性比较强。
钢结构只有较强的塑性和韧性,才可在外力的作用下,不至于引起钢材的变形与损坏,继而才能确保钢材应力的平衡性。
3)材质均匀。
只要材质均匀的钢结构,才能具有较好的弹性与应力,继而满足建筑的施工需求。
2建筑钢结构设计存在的问题2.1缺乏优秀的设计人才从我国目前建筑钢结构设计的情况来看,多数钢结构设计人员缺乏丰富的实践经验,没有扎实的专业知识做支撑,并且部分设计人员对钢结构的基本理论知识掌握不够透彻,使其设计的钢结构.与建筑钢结构的发展需求不相符。
多数设计人员依靠软件的自身设计,没有根据建筑的实际需求进行钢结构设计,无法确保钢结构设计的合理性,致使设计出的钢结构与实际需求不相符或缺少协调性。
2.2设计方案缺乏专业性在建筑钢结构设计中,由于缺乏专业的设计人才作为基础,使得建筑钢结构设计缺乏一定的专业性,难以符合建筑的发展需求。
此外,在建筑钢结构设计中,设计人员过分依赖一些先进国家的设计方案,没有根据我国建筑的实际情况,对其进行修改,而是照搬,使得设计出的钢结构不仅不适用于我国建筑施工需求,而且还浪费大量的人力、物力和财力。
3设计问题的解决3.1加大对设计过程的监督力度钢结构设计质量不合格的很大一部分原因是设计者自身不够严谨,没有对钢结构的质量问题有足够的重视。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨
钢结构设计中存在的问题及对策探讨钢结构是一种重要的结构形式,在现代工业和建筑中得到了广泛的应用。
由于其优良的性能和高强度的特点,钢结构在大型建筑、桥梁、塔吊等工程中得到了广泛的应用。
在钢结构设计中,也存在着一些问题,这些问题需要我们去认真探讨和解决。
本文将从以下几个方面对钢结构设计中存在的问题及对策进行探讨。
1. 材料选择与强度计算不足在钢结构设计中,材料的选择和强度计算是至关重要的。
选材不当或强度计算不足可能导致结构的脆弱性和不稳定性,给使用中带来严重的安全隐患。
在钢结构设计中,需要充分考虑材料的性能和应力分布,合理选择钢材的规格和强度等级,保证结构的承载能力和稳定性满足设计要求。
对策:加强材料选用的研究和探索,根据工程的具体情况选择合适的钢材品种和规格,确保结构的安全可靠。
要加强强度计算的理论研究和实际验证,通过科学的方法对结构的承载性能进行评估和检验,确保结构的安全可靠。
2. 焊接工艺与质量控制不严钢结构的连接方式主要有焊接、螺栓连接和铆接等。
而在实际工程中,焊接是最为常用的连接方式之一。
焊接工艺和质量控制不严可能导致焊缝的质量不佳,从而影响整个结构的安全性和稳定性。
对策:加强对焊接工艺和质量控制的管理,提高焊接工人的技术水平和操作规范,严格按照相关标准和规范进行焊接工艺控制和焊缝质量检测,确保焊接质量达到设计要求,提高结构的安全性和稳定性。
3. 结构设计不合理在钢结构设计过程中,设计人员需要充分考虑结构的受力和变形特点,合理确定结构的材料、截面形状、工艺要求等,确保结构的安全性和经济性。
然而在实际工程中,由于设计不合理或者缺乏综合考虑,导致结构的受力分布不均匀、变形过大等问题。
对策:加强对结构设计理论和方法的研究,提高设计人员的综合素质和专业水平,加强设计过程中与其他专业配合,充分利用现代计算机辅助设计软件进行结构模拟和分析,确保结构设计合理、安全可靠。
4. 环境影响考虑不足钢结构通常用于大型建筑和桥梁等工程,而这些工程常常处于复杂多变的自然环境中,受到风、震、温度等因素的影响。
钢结构设计中存在的问题及对策探讨
钢结构设计中存在的问题及对策探讨近年来,随着钢结构在建筑领域的应用越来越广泛,钢结构设计中的问题也渐渐显现出来。
本文将探讨目前钢结构设计中存在的问题,并提出相应的对策。
钢结构设计中存在的一个问题是设计标准不一致。
不同地区和国家对于钢结构设计的标准不尽相同,这给跨国工程的设计和施工带来了困难。
解决这个问题的对策是建立和推进国际统一的钢结构设计标准,使得钢结构能够在全球范围内无缝衔接。
钢结构设计中还存在设计计算不准确的问题。
这一问题主要源于对于材料的力学性能和结构受力特点的理解上存在偏差。
对于钢材的性能进行准确的测试和评估,并结合结构的受力特点进行合理的力学计算是解决这一问题的关键。
通过与实际工程的反馈和经验的积累,不断改进和完善计算方法也是一种有效的对策。
钢结构设计中还面临着施工难度大的问题。
由于钢结构的特点,施工过程中存在许多复杂的节点连接和焊接工艺,需要特殊的施工设备和技术。
针对这个问题,可以制定更加细化的施工规范,确保在施工过程中将所有细节考虑到,并加强对施工人员的培训,提高其专业水平和技术能力。
钢结构设计中还存在耐久性问题。
由于钢结构在使用过程中存在一些特殊因素,如腐蚀、温度变化等,会导致结构的耐久性降低。
为解决这个问题,可以加强对材料的防腐措施,如采用合理的涂层技术和使用耐候钢;对于大跨度的钢结构,可以采用防火保护措施,提高材料的耐火性能。
钢结构设计中还应注重可持续性和环境保护。
在设计中应尽量减少材料的使用量,并加强对材料的回收利用和再生利用。
应注重设计的灵活性和可扩展性,以适应未来的发展需求。
钢结构设计中存在的问题及对策有很多,需要全面考虑设计、施工、使用等方面的因素,不断改进和提高设计标准和方法,以确保钢结构在建筑领域的安全可靠应用。
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建筑钢结构设计现状及存在的问题摘要:钢结构设计时,必须对钢结构体系的经济性进行深入分析和全面的考察,只有综合效益最佳的方案或钢结构体系才是合理的。
评价结构体系的合理性,不仅要看耗钢量指标,还要看总体造价,也要看工期的长短,建筑物的早日投入使用或投产可获得的使用效益。
本文探讨了建筑钢结构设计现状及存在的问题。
关键词:建筑;钢结构;设计;问题钢结构在建筑工程中有着十分重要的作用,如我国奥运会的场馆鸟巢,主要是由钢材结构构成。
钢结构在现今的二十一世纪建筑工程中扮演着越来越重要的角色,在国际上,许多国家都大量的采用钢结构技术,在国际上广受赞誉。
钢结构应用于房屋建筑中,最早起源于十八世纪末的英国,随着建筑设计师对钢结构的深入研究和了解,在十九世纪的法国埃菲尔铁塔就由当时法国最著名的建筑工程设计师埃菲尔利用钢结构设计而成。
从此,在建筑行业内钢结构彻底改变了传统的建筑设计模式,随后建筑设计的理念也随之发生变化,钢结构逐渐在建筑工程中得以应用。
一、建筑钢结构工程设计原则1、钢结构设计服务于钢结构的施工与使用,钢结构工程使用目的是为了创造效益。
公共建筑偏重于社会效益,工业建筑则偏重于经济效益。
因此,“钢结构经济性”是钢结构设计的另一个重要方面。
“钢结构经济性”原则应从总体上加以分析,不能仅从某一方面孤立地去考察。
在很长一段时间内,钢结构设计以耗钢量为标准,即耗钢量低就是先进的设计、是好的结构体系或形式,这在钢材匮乏的年代,节约钢材是一种重要的手段。
然而,总体而言,单纯以耗钢量为评价标准是不完全的,也不尽合理。
对门式刚架轻型钢结构房屋,全面评价结构体系的合理性应综合考虑用钢量、加工制作费、安装费、施工周期及基础费用等。
因此,钢结构设计时,必须对钢结构体系的经济性进行深入分析和全面的考察,只有综合效益最佳的方案或钢结构体系才是合理的。
评价结构体系的合理性,不仅要看耗钢量指标,还要看总体造价,也要看工期的长短,建筑物的早日投入使用或投产可获得的使用效益。
此外,钢结构设计是要系统考察主要建筑材料的供应情况,及当地的制造与安装水平等,同时还应与业主加强沟通。
2、根据实际情况,合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。
因此如果结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;但是太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。
但是刚柔的程度历来都是专家们争论的焦点,现今的规范给出的也只是一些控制的指标,但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。
这就要靠设计者与业主进行沟通来确定一个方案。
3、钢结构体系的“适用”原则是针对钢结构体系的功能要求而言的,钢结构体系适用性与建筑物的使用功能有密切联系。
为此在结构设计时,必须把握以下方面:对建筑物的功能、特点和所处的环境条件有充分的了解,如建筑物是民用建筑还是工业建筑,民用建筑是用于展览馆还是体育馆等,工业建筑是钢结构仓库还是钢结构厂房,钢结构厂房的生产工艺对建筑结构的影响情况等;建筑物对防火、保温、隔热、隔振和防腐蚀有何要求;对建筑所在地的环境状况和气象条件应有足够的了解;建筑物内是否有特殊设备或特殊载荷作用,及吊车的设置情况如何等。
二、建筑钢结构工程的设计思路1、判断结构是否适合用钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
2、结构选型与结构布置“概念设计”在整个钢结构设计过程中起着重要的作用,尤其在结构布置、选型阶段更是如此。
对一些未确定的规范和难以做出定性分析的问题,可以依据分体系之间的破坏机理、力学关系、震害与整体结构体系以及工程经验所获得的设计思想,从整体角度来确定结构的选型、布置。
概念设计的运用可以在设计早期有效、快速地进行选择、构思、比较。
这样可避免结构分析阶段无谓的繁琐运算,所得结构方案定性准确、概念清晰、计算简单。
[2]钢结构的布置要综合考虑整个体系性质、特征、荷载分布状况等。
钢结构一般可设计成网架、轻钢、平面架、索膜等型式。
3、预估截面结构布置结束后,需对构件截面作初步估算。
主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。
钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H 型钢截面等。
根据荷载与支座情况,其截面高度通常在跨度的1/20~1/50 之间选择。
翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按l/b限值确定时,可回避钢梁的整体稳定的复杂计算,这种方法很受欢迎。
确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的构造规定预估。
柱截面按长细比预估. 通常50<λ<150,简单选择值在100 附近。
根据轴心受压、双向受弯或单向受弯的不同, 可选择钢管或H型钢截面等.4、结构分析目前钢结构实际设计中, 结构分析通常为线弹性分析, 条件允许时考虑P-Δ,p-δ.新近的一些有限元软件可以部分考虑几何非线性及钢材的弹塑性能. 这为更精确的分析结构提供了条件。
5、构件设计构件的设计首先是材料的选择,比较常用的是Q23和Q345,通常主结构使用单一钢种以便于工程管理。
从经济角度考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面,当强度起控制作用时,可选择Q345,稳定控制时宜使用Q235。
构件设计时,用弹塑性的方法来验算构件截面是现行规范中最常用的。
随着计算机技术的进步,一些设计软件可通过在给定截面库中选择加大一级的方法,将原本验算时不通过的构件进行自动重新分析验算,直到通过为止。
它大大减少了结构设计师的工作量。
6、节点设计连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一. 在结构分析前, 就应该对节点的形式有充分思考与确定. 常常出现的一种情况是, 最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致, 这必须避免. 按传力特性不同, 节点分刚接, 铰接和半刚接。
7、图纸编制钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段,设计图为设计单位提供,施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制,有时也会由设计单位代为编制。
由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾,有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制,目前比较混乱,各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。
初学者可参考他人的优秀设计并参考相关的工具书,并依据规范规定编制。
三、建筑钢结构的稳定性设计钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中,由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定,保证工程质量及使用安全,有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
1、钢结构稳定性的概念。
钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏,但是强度与稳定的概念并不相同、钢结构的强度是一个应力问题,指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度、钢材以其屈服点作为极限强度、而稳定是一个变形问题,构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的,关键是找出这一不稳定的平衡状态,避免变形急剧增长而发生失稳破坏。
2、钢结构稳定性设计要点。
在符合钢结构设计的一般原则前提下,要保证钢结构的稳定性还需满足以下条件:(1)钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑,目前钢结构大多是按照平面体系进行设计,如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳,要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致,如增加必要的支撑构件等。
(2)实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的,只进行框架柱的稳定计算、由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的,因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。
四、钢结构设计存在的问题1、钢结构建筑设计的防火、防腐蚀如果发生大火,当温度高于400 度时,钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半左右,而当温度高于600 度时,钢材损失全部强度和刚度。
钢材虽非燃材料,但钢材不耐火。
所以说火灾对钢结构建筑的最大危害,当建筑采用无防火保护措施的钢结构时,一旦发生火灾,很容易使建筑损坏。
建筑的构造防火问题一般在钢筋混凝土结构上较易解决,但是在钢结构建筑设计上需考虑更多的因素。
如果钢材长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀,会生锈老化,其自身承载力会下降,建筑的美观会受到影响。
防腐问题是钢结构建筑设计需要解决的常见问题,目前的主要做法是采用新型防腐和构造材料。
防火涂料一般做法为先刷红丹防锈底漆两度,再刷钢结构面漆两度。
对钢结构建筑的钢结构构件施工也有确定的要求。
在实际建筑设计中遇到钢结构建筑中对所设计的建筑都做出特别的要求。
然而现在虽然有各种不同类型的防腐涂料但较为有效的防腐涂料还需外国进口。
2、关于钢结构建筑的物理问题大家都知道钢材是导热性能比较好的材料,冬天温度低,夏天温度高,想让室内外温度有很好的保温效果,这就需要从两个方面来考虑:第一是被建筑的外围护结构表面吸收,一部分热量通过建筑围护结构的热传导进入室内;第二是透过窗户进入室内,并被室内表面吸收,产生热效果。
钢板对声音有反射,这个总所周知。
在音乐厅中顶棚反射板增加的反射声几乎同时到达听众的双耳,缺少侧向反射带来的围绕感。
这类建筑的设计中,需综合考虑材料使用,包括吸声性能以及装饰性、强度、吸湿等多方面。
目前广泛应用于音质设计和噪声控制中的解决途径是吸声材料及吸声结构。
综上所述,科学技术的进步,审美观的改变必然使得钢结构建筑不断地去扩展自身的表达语汇而寻求发展。
我们所提倡的是:抛开风格要素,从结构理性主义出发,从现代的和传统的众多风格流派中吸取精华,创造出技术和艺术有机融合的钢结构精品建筑。
参考文献:[1] 祝耀林,程碧钱,何邦洲. 浅析现代钢结构建筑设计[J]. 民营科技, 2009,(08) .[2] 王春雷,贺辉. 现代钢结构建筑设计的特点及问题分析[J]. 黑龙江科技信息, 2008,(04) .[3] 彭耀,章军. 浅谈现代钢结构建筑的设计[J]. 中外建筑, 2003,(05) .[4] 胡赞华. 谈钢结构的建筑设计[J]. 四川建材, 2006,(02) .[5] 孟胜国. 我国钢结构住宅产业化发展展望[J]. 中国住宅设施, 2009,(12) .注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。