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摘要:伴随着我国城市化进程的加快,建筑工程得到了快速的发展。在这一过程中,由于我国建筑工程的科技进步,对于钢结构的研究也在不断地深化。建立了一套完善的钢结构施工技术体系,对提升高层建筑结构的稳定水平,促进了现代建筑技术的发展。在此基础上,结合钢结构建筑的理念,对其优势及设计要领进行了论述,以期对其在工程中的应用起到一定的借鉴作用。
关键词:钢结构;优势;设计
引言
随着建筑业的持续发展,现代建筑工程的选材、技术标准也在不断地提升。钢结构是一种新型的建筑,在建筑施工中得到了广泛的应用。这样就能达到较好的结构强度及稳定性。同时,还能对钢结构进行循环再利用,是绿色建筑发展的必然趋势。这对提升我国建筑工程的质量和适应多元化建筑工程的需要,有着十分重要的作用。尽管在工程实践中,这种新型钢结构具有诸多优越性,但是,在其设计与施工方面,仍然存在着一些值得重视的技术问题。因此,应在此基础上,加强对其的理解,改进其设计,使其更好地发挥其优越性。
一、钢结构建筑的理念
人们对其认识与运用是一个逐步深入的过程。根据工程实际,钢结构基本上是一种以钢构件为主要承载力的特殊建筑物体系。钢结构作为一种新型的建筑,在使用性能、稳定等方面有着显著的优越性。其自身的钢铁可以被循环使用。同时,由于其自身的特点,使其在设计上更具弹性,更能适应建筑物的地震作用。随着钢结构建筑的开发与应用,高强度、轻量化的建材也有了很大的发展。有关材料的使用,极大地推动了钢结构在我国的推广和建设中的应用。在当今的建筑工程中,绿色环保已经成为了一个重要的发展趋势。在此背景下,建筑行业必须对此进行清晰的认识,并在保证建筑结构的稳定与抗震性能的同时,使其达到经济、实用与绿色的目的。由于其具有材料轻质、技术系统成熟、构造构件可大批量制造、施工高效、造价低等优点。相对于传统的建筑材料,钢结构在抗冲击性能、抗冲击性能等方面都有很大的优势。
二、钢结构的优点
(一)高强度的冲击韧性
与一般的钢筋混凝土房屋相比,钢结构建筑具有较好的稳定性而不是较好的抗震性能。钢结构建筑物由于自身自重小,因此在地震作用下承载能力大。在地震作用下,墙体可以有效地吸收地震波,避免建筑坍塌,保障建筑的安全。同时,钢结构又是一种极高的可塑性,这一点与一般的钢筋混凝土结构有着明显的区别。对于钢筋混凝土建筑物,若在检验时发现有不符合条件,大量的工程构件需被拆除,而在工程中,只要将有缺陷的构件替换掉,就可以被拆除,从而减少工程的错误修正费用,保障工程的顺利进行。
(二)易于施工
从工程实践来看,钢结构建筑在建筑强度、材料密度等方面都有较大的优越性。同时,由于其自身的施工工艺比较简单,便于施工人员在施工中的迅速布置,保证了工程的顺利进行。在施工时,无须对混凝土的配合比进行任何操作。相对于一般的钢筋混凝土结构而言,它的施工方便性更高,而且能省去繁琐的施工工序,大大提高了工程的效率。另外,在工程施工中,由于需要大量的钢架构件进行拼接、安装,所以可以采用更多的机械进行辅助,大大缩短工程施工的工期。
三、钢结构建筑的设计原理
(一)以建筑物的形式为基础进行结构的选型
钢结构由于其良好的抗震性能,在高层、超高层建筑中得到了广泛的应用。由于建筑物的高度不断上升,因此,在进行建筑设计时,应根据建筑的高度来合理设定有关的指数。在不同的高度,对结构的设计有不同的要求。因此,在进行工程设计时,必须保证所选用的钢结构与建筑物的高度相适应,以达到工程质量的要求。
(二)对建筑的稳定和平面的使用情况进行全面的考量
在进行钢结构设计时,首先要考虑的是其稳定性能,以及其平面布局的合理性。一份好的结构设计计划,既要确保建筑本身的使用功能,又要确保工程建设的顺利进行。这就需要设计者在设计时,对每一个设计依据都要进行相应的分析。在此基础上,进一步完善和完善设计细节,并对其进行实用性和科学性的论证,以保证其能满足建筑的稳定需求,为后续的工程建设提供便利。
(三)强调总体测量
在钢结构的设计中,骨架的计算是十分重要的一环。构架计算精度的高低,不仅关系到构架设计的科学性,而且关系到构架自身的稳定。要保证设计方案的实施效果,就必须注重对相关文献的量化分析。并对工艺进行了持续的优化,避免了工艺参数的误差。在对建筑物的稳定进行分析时,若有问题,应及时加以改善,避免因设计不当而导致建筑物的质量下降。
四、钢结构建筑的设计要点
(一)提高钢结构的耐火和耐蚀特性
尽管钢结构建筑的结构强度很高,但其耐火性能与混凝土相比仍有很大的差异。所以,在钢结构建筑的设计中,应注意其耐火、耐腐蚀等方面的问题。我们可将耐火材料包覆在重要的构造位置,或喷上耐火材料。同时,建筑的消防措施还可与建筑的装潢工程有机地结合起来。在室内装饰工程中,为了提高建筑物的耐火性能,应广泛采用新型耐火材料,并采用喷漆等方法。另外,为保证钢结构的抗腐蚀性能,还需对钢结构进行镀锌或喷漆处理,以达到较好的防腐蚀作用。
(二)列网格法
在钢结构建筑中,柱间距的确定是一个重要的施工工艺。在此过程中,需要从建筑的平面划分出发,根据建筑上梁的位置及建筑横断面的高度对建筑结构进行调整,并利用隐蔽钢梁的形式来确定柱面。在施工过程中,应注意管身和外墙的相对位置,保证外墙高梁的高度和外墙的高度一致,从而保证结构的合理。
(三)变形极限
变形限位技术能较好的满足钢结构建筑的抗侧性能需求。当采用钢桁架结构进行结构抗震时,应按规范要求进行相应的设计,并进行相应的计算和配筋。若不能正确地进行核算,将会使工程造价上升,从而影响工程的总体经济效益。为保证建筑的抗震性能,并能有效地控制其成本,可采用钢筋混凝土组合结构。在保证工程质量的前提下,既能有效地控制工程造价,又能保证工程质量和安全。
结语
钢结构作为一种稳定、抗震、可循环使用的结构形式,对绿色建筑的发展起到了积极的推动作用。但是,在使用钢结构的时候,必须要对钢结构建筑的特征有一个全面的认识,要清楚地认识到它的设计原理和特征,要对它的应力进行精确地分析,并根据它来进行设计,从而使设计方案更加科学,这对于最大限度地发挥它的优越性是非常重要的。因此,在我国,特别是在建筑业中,钢结构得到了广泛的应用。因为大部分的建筑场地都是有限的,所以必须使用钢结构来建造。其次,在建筑体系中,必须采用与建筑相关的钢结构。比如中央空调,水系统,电力系统,这些都降低了整个空间的使用率。所以,将轻型钢结构应用于现代化的建筑工程,可以获得较高的经济效益。
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