高层建筑钢结构设计安全问题探究

1、高层建筑钢结构设计安全问题探究摘要目前，高层建筑已成为城市的主要形式。该 钢结构具有跨度大、施工速度快、造价低等特点，在高层建 筑中广泛应用。因此，有必要做好高层建筑钢结构设计，把 结构质量、安全性、经济性和施工进度等因素结合起来，确 保科学合理的设计，使钢结构的质量、安全和效率处于最佳 状态关键词高层建筑；钢结构设计；安全中图分类号：tu973. 13文献标识码：a文章编号：1009-914x (2017) 09-0142-01前言随着经济建设的不断发展，我国各个城市中大兴建设， 而钢结构则在这些高楼大厦中发挥无可替代的作用。钢结构 由于其具有较好的整体特性，施工周期短、对环境影响小、 自重

2、轻等诸多优点，在当前的高层建筑结构中得以广泛的应 用1高层建筑钢结构的主要特点由于钢材具有较高的强度，而且整体重量较轻，是一种 较为理想的弹塑性材料。钢结构主要是由多个构件进行组成 而成。利用焊接或是螺栓连接等方式将单根型钢组装形成构 件，通常会选择在工厂内进行加工成型，然后再运至安装现 场。但钢材料作为钢结构的主要材料，其自身表现也一定的 隐脆性，这在高层建设钢结构设计时需要对这点要给予充分 考虑2高层钢结构设计中较为常见的安全隐患2. 1建筑结构空间布局不合理钢结构在设计前期，如果设计人员没有对业主对于建筑 物的使用要求进行充分的调研，而只凭自己主观或是套用固 定的设计方案进行设计，那么所

3、设计出来的结构则可能无法 满足业主的要求，同时在安全上也会留下了隐患。另外就是 建筑空间布局这对结构的功能性将会产生较大的影响同时 如果空间布局，不合理还会无形中导致建设成本的增加对整 体建筑的寿命也会产生较大的影响2.2建筑的抗震性能达不到要求目前我国已进入到地震的高发期，相继发生的地震给我 们人民生命和财产都带来了较严重的损害。在建筑的抗震性 能上我国有明确的设计规范。但在具体设计过程中，部分业 主为了有效的降低工程的造价觉得钢结构自身就具有较好 的抗震性能，于是在建筑的防震等级上人为的进行降低，从 而导致建筑存在着较大的安全隐患高层钢结构建筑的抗震 性能不能满足要求。所以在地震灾害发生时

4、，会导致一些节 点连接处由于应力集中而e缕苹担这是地震中建筑物 破坏的最主要原因。同时在钢结构设计中对钢结构的低周疲 劳、构件的宽厚及塑性设计上都缺乏周全的考虑从而导致地 震发生时一些局部构件。由于失去支撑而导致整体结构受到 破坏，另外在钢结构设计过程中加效果造型不合理或是存在 薄弱的地方这样在地震来临时会导致钢结构发生坍塌造成 最为严重的破坏发生2.3设计过程中过分追求经济性在高层建筑项目中其整体造价中钢结构则占有较大的 比例，大家都知道钢材的价格一直居高不下，这样就导致高 层钢结构施工成本的不断上升，在这种情况下，业主为了追 求利润的最大化就会要求设计单位或是聘请第三方来对用 钢量进行控制

5、或是对原有设计进行优化，减少钢结构中的用 钢量。用钢量的减少，即使在设计计算上能够满足建筑的安 全要求，但整体建筑的抗震性能和抗冲击性能都会有所减 弱。在正常条件下建筑的安全性不会有大的问题，一旦发生 地震这种特殊的荷载，极易导致建筑物的梁和柱等部位发生 开裂，发生严重时可以致使结构出现坍塌3科学进行高层建筑钢结构设计的要点3. 1选择合理的结构方案高层建筑的结构设计不仅要具有较高的经济性，更要满 足使用性及合理性，因此在进行高层建筑结构设计时，首先 就要选取一种既可行又满足较好经济性的结构形式及体系。 其中要注意如下问题：首先在同一结构单元中，最好不要混 合使用不同的结构体系，同时还要综合考

6、虑使用要求、地理 环境及施工条件等实际情况，还要协调好建筑电气及水暖等 配套设施的设计，从而选择最优的建筑结构体系3.2选择合适的基础方案基础设计应根据工程地质条件、上部结构类型与载荷分 布、相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析， 选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的 潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地 质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和 参考临近建筑资料3.3结构设计参数在高层建筑钢结构设计中，钢结构的优质性，在一定程 度上决定了其本身的设计工艺需要复杂的程序。在进行高层 建筑钢结构设计工作中，设计师需要利用专业的数据统计软 件对

7、钢结构进行技术指标分析，将各项技术指标的分析形成 报告，并进行严格、精密的技术测试，确保钢结构的质量符 合建筑行业的施工标准。结构设计参数是否符合建筑施工标 准，直接影响着高层建筑的安全性能。因此，如何结合高层 建筑的施工要求，重视结构设计参数设计与检测具有一定的 现实意义3.4强调弱梁强柱的设计稳定性和安全性室高层建筑钢结构设计遵循的首要原 则，它不仅关系到人们的生命财产的安全，更关系到国家地 区的安全稳定。因此在建筑钢结构设计中，必须以稳定性和 安全性放在第一位。而高层建筑的主要承受力是主梁柱，这 就要求我们在对高层建筑结构的设计中，必须保证主梁柱的 稳定性。在实际应用中，由于柱子的材料主

8、要是钢材，其刚 度足以保证建筑的稳定性，在墙梁的设计建造中，就可以弱 化，选用质量相对较轻的材料进行建设，这样在保证整个建 筑质量的同时，还能减轻高层建筑的重量，有效的避免了自 重过重而造成的坍塌事故。因此，在对高层建筑钢结构设计 中应当注意强调强柱弱梁的设计，并注意考虑梁柱的整体性3.5钢结构的节点设计在钢结构设计中，节点设计既是其重要组成部分，又是 整个设计环境中的关键环节。一般而言，以传力为特点可将 节点分为三种，即半刚接、较接以及刚接。同时，连接方式 不同，对结构的影响也大不相同。通常，钢结构中节点的设 计主要包括焊接、栓接、梁腹板以及连接板这四个方面。其 中，在焊接方面，焊接的焊缝形

9、式与尺寸均有非常严格的规 定；在栓接方面，连接高层建筑钢结构的传力螺栓一般使用 高强螺栓，并适合选择10.9s强度等级；在梁腹板方面，对 栓孔位置的腹板抗剪净截面实施验算，连接高强承压型螺栓 还要对局部孔壁的承压能力进行验算；而在连接板方面，应 在梁腹板的基础上增加4mm3.6钢结构建筑的抗震设计一直以来，钢结构建筑的抗震设计，都是高层建筑钢结 构设计中应注意的问题。我国是一个多地震的国家，在地震 区进行建设各种工程项目，通常都会采用钢筋混凝土进行施 工，以降低高层建筑在地震等灾害中受到严重损失。相对而 言，钢结构更加适合髙层建筑的发展。结合建筑工程所处的 地理环境及施工技术，重视钢结构建筑的抗震设计，可以有 效的降低髙层建筑出现安全隐患的可能性。因此，在进行高 层建筑的施工时，充分考虑钢结构建筑的抗震设计具有一定 的意义结束语总之，高层建筑钢结构设计在工程中有着至关重要的作 用。随着我国的整体技术水平的提高，高层建筑钢结构存在 的问题会逐渐解决、克服，高层建筑钢结构的应用也会越来 越广泛，将给钢结构建筑带来无限的前景，不但加快我国的 建筑行业发展，也更好的适应