钢结构的设计应用曲召英

钢结构的设计应用曲召英

曲召英

青岛曼特祥瑞环保设备有限公司山东青岛266000

摘要：近年来，随着建筑行业的快速发展，钢结构在建筑中的应用也越来越广泛。人们对建筑的性能要求越来越高，所以，在建筑施工过程中，合理的选用建筑结构很是关键，而钢结构正满足着这一需求。虽然钢结构相较其他的建筑工程使用的结构更具有其优越性，但是在设计和施工中仍旧存在着诸多问题，需要引起人们的高度重视，这对建筑工程的施工质量产生着很大的影响。本文将对钢结构的设计思路及施工中出现的问题做些探析，分析钢结构的应用。

关键词：钢结构；问题；设计应用

引言

据统计显示，我国钢材的年产量是世界之最，钢结构在我国的建筑施工中的应用也越来越广泛，发展速度很快，可以说已经是建筑工程中一个必不可少的项目。但是，即使在近年发展速度如此之快的情况下，和发达国家相比在很多方面还是存在着较大的差距，所以，为了赶上世界的先进技术，为了能够让现代化技术更好地造福于人民，相关工作人员应该找出差距之所在，合理改进钢结构的设计思路及解决钢结构中出现的问题，这对于完善专业知识结构、提高工程设计水平有着十分重大的意义。

1钢结构的适用条件

钢结构和钢筋混泥土结构之间的选择是判断结构是否适合用钢结构的标准之一。相较于其他发达国家钢结构建筑占50%，我国的钢结构在一个建筑工程中的使用量才不到整个建筑的5%。从这个对比可以看出，我国的钢结构建筑的发展速度虽然比较快，但是由于起步较晚，在现在的建筑中使用范围仍旧较小，没有实现普及。在建筑工程施工前，要合理的比较钢结构与混凝土结构的造价，选择性价比最高的结构。进行造价分析时，不能只考虑施工中的造价问题而认为钢结构造价比混凝土的要贵，应该从成本及后期的使用情况来综合考虑。事实上钢结构作为工程的上部结构，在工程总投资中仅占不到10%，对于高层和大跨度结构，采用钢结构与采用混凝土结构间的差价所占工程总投资的比例将更小，一般不到工程总投资的4%。钢结构的重量相较混凝土结构要轻得多，所以在施工中可以降低施工成本，提高施工速度。同时，因其结构较为牢固，所以具有很好的抗震性能，且适用于那些重型工业厂房的承重骨架和吊车梁、大跨度建筑的屋盖结构、大跨度桥梁、移动式结构等需承受较大力的结构中。

2钢结构住宅存在的诸多问题

2.1缺少完善的钢结构住宅规范要求

现在使用的建筑标准还是以往使用的混凝土等结构的标准，并没有适时的规定新的、有关轻型钢结构住宅体系的标准，使得在建筑施工及钢结构设计时遇到很多阻碍，有时可能会由于设计的不合理，而使得整个工程的施工质量都出现问题。如在我国规定，钢材料做承重结构部分小于2毫米，然而，在国外使用的0.8-1.6毫米的轻型钢材仍然没有出现问题，这就是我国没有对轻型钢结构住宅体系进行明确的规定而导致的偏差。

2.2设计观念比较落后

在很多的建筑施工中，工作人员还停留在传统的混凝土建筑的设计观念上：先进行建筑设计，再进行结构设计。就是对现在的轻型钢结构设计也还未转变观点，这就影响了钢结构设计的发展，对建筑工程质量的提高也会形成阻碍。事实上，轻型钢结构建筑由于建筑材料的不同，技术的提高，可以将轻型结构实现一体化设计，就是共同完成建筑设计和结构设计。假如钢结构建筑企业仍旧以传统的建筑设计理念来设计，这势必会破坏轻型钢结构的设计风格，达不到钢结构设计所可以体现出来的优点。

2.3保温与节能问题没有得到解决

与传统的混凝土建筑不同，由于钢制材料的传热系数大，且其散热较快，很容易就会出现冷桥，所以，对钢结构住宅的建筑保温与节能成为钢结构建筑所要解决的一大问题。钢结构建筑的保温分为内保温和外保温两种方式，这两种方法都能较大的提高墙体的保温性。但是，现在很多的建筑企业因为对钢结构建筑的不了解，或是想要降低成本，忽视墙体的保温性能的提高，最终导致钢结构建筑的质量降低。

2.4建筑防火问题突出

钢制材料具有耐火性差这一性能，所以，对于钢结构建筑很重要的一点就是对其进行抗火设计，提高钢结构建筑的耐火性。现今，利用涂防火涂料法、隔离法、包裹法、膨胀漆覆盖法等可以是钢材的抗火时间达到两个小时；在使用防火技术方面，可以填涂一些隔离物，加大钢材的防火性，如防火石膏板，玻璃纤维。

2.5建筑的隔音效果差

由于人们生活水平的提高，对建筑使用的舒适度的要求越来越高，其中建筑的隔音性能成为越来越多的人考核建筑质量的一大标准。但是我们知道，钢结构建筑的隔音性能不是很优异，这与人们的需求不符，所以这是存在的一个较大的缺点。假使在钢结构建筑的设计中，在内外墙之间填充一些隔音物质如玻璃球，就能很好的起到隔音的效果。

3钢结构的设计思路

3.1结构体系的选择

钢结构抗震系数的选择是钢结构体系选择的一个主要的部分，包括对建筑抗震设防类别、抗震设防烈度、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工等因素综合分析，与建筑、水、暖、电等专业的充分协商，必要时还应进行多方案比较。钢结构设计时，尽量避免各个部件的连接过度的紧密，这样可以防止出现因一个部件出现问题就引起整个结构的破坏，有利于钢结构建筑使用的牢固；当然，要充分考虑受力情况，尽量少出现应力集中或是受力不均的情况，对于可能出现的薄弱层的部位，应该特别多关注，并采取相应的措施提高其受力能力。

3.2计算模型的建立

对钢结构进行选择时，要综合考虑它的各方面性能，同时要根据建筑的需要，合理的选择其参数，这样才能对钢结构建筑进行正确的设计。计算模型正是满足着这一需求而出现的，是钢结构实际受力情况正确与合理的简化。一旦计算模型的建立出现问题，将会使得计算出来的参数出现较大的偏差，对后面钢结构建筑材料尺寸的选择及建筑施工带来误导，最终导致建筑质量出现问题。在对计算模型进行建立时，对于那些受力较为复杂的构件，有时候光靠计算是不能保证其可靠性的，所以还应该对节点采用合适的结构设计措施来改善。

3.3建筑材料的使用

建筑材料的选用归根结底是根据受力情况来选择的，使用何种建筑材料将会对整个建筑无论是建筑投入的成本还是建筑的质量都有很大的影响。钢结构具有很好的抗拉性能，要充分的挖掘这一特性，对钢结构进行合理的应用。按受力的不同，现行的钢结构设计规范对钢结构主要从受弯、受拉、受压和拉弯、压弯五个方面计算。设计人员应根据钢结构的不同受力情况选用不同的校核准则，从而能达到准确校核。

4结论与展望

相关工作人员应该把钢结构的设计应用放在建筑工程的重要地位，充分认识钢结构的设计技术要求，明确设计的目的，找出其中出现的问题，以便在以后的施工中能够尽量的避免这些问题的出现，提高建筑施工的质量。同时，通过了解钢结构的发展方向，可以为钢结构的进一步发展起到促进作用，提高钢结构的发展速度。

参考文献

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[2]林同炎.结构概念和体系[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,1999.

[3]陈眼云.建筑结构选型[M].广州:华南理工大学出版社,1995:12.