钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析

钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析

Summary：随着时代进步，城市建设发展，人口数量不断增多，也使得城市中的基础设施、城市规模、人口规模等不断的突破历史极限。为了缓解人口和土地之间的矛盾，建筑行业也不断的大力发展建筑结构形式。建筑形式从简单的砖瓦结构转变为钢筋混凝土结构以及钢结构，建筑的结构设计也越来越复杂。此外，人们对居住舒适度、采光条件、使用性能的要求也越来越高。这就要求相关设计人员在开展建筑结构设计工作时，必须注重整体和细节之间的关系，从而将建筑结构的风险系数降低到最低。Keys：钢结构；建筑结构设计；问题引言钢结构具有强度高、延性好、自重轻、变形能力强、抗震性能好等特点，适用于建造大跨度以及超高、超重型建筑，而且与其他结构混合运用能够获得更好的效果。钢结构构件放样与制作大多是在工厂，所以施工现场的主要工作是钢结构构件拼装。施工现场安装时，需要使用大型的机械设备，按照计划顺序依次进行，由于受干扰的因素比较多，存在一些典型的施工难题，需要提高重视程度，根据项目特点和要求，提前做好应对之策。1建筑钢结构的优点钢结构在结构设计方面、施工方面以及使用方面都具有较大优势。其优点主要有以下几方面：第一，建筑钢结构可以弥补传统钢筋混凝土建筑结构的不足，它易于分割的优势更是大大提高了施工效率。第二，建筑钢结构施工中会用到轻质墙板等绿色环保材料，可以充分降低不可再生能源的消耗。第三，钢结构建造使用的型钢型号基本为国标型号，可以有效实现技术集成化，进一步提高了建筑钢结构建造设计水平和实用性能。第四，建筑钢结构整体质量较轻，可以减少地基处理的投入费用。第五，建筑钢结构具有较好的经济效益和社会效益。2建筑结构设计问题分析2.1地基及基础应注意问题地基是建筑的基础，也是提高建筑稳定性的关键。通常情况下，地基施工主要涉及地质、设计参数等内容。在地基建设过程中，部分设计人员过于信赖报告而未进行实地勘查，或者受客观条件的限制而缺少地质勘查报告的支持，甚至有个别项目直接参考其他工程的地基标准，只根据自己设计经验来开展建筑设计工作。这种做法通常会给建筑的后续建设和使用埋下安全隐患。基础设计前，设计人员应对现场进行实地考察，新建建筑周边是否存在原有建筑。若存在原有建筑时，应考虑基础碰撞以及沉降的影响并作出相应措施。基坑开挖完成后应对基坑进行现场观测，对地质明显不一致的部位提出相应的处理措施。基础短柱配筋较大，设计边柱基础时应考虑钢筋弯锚长度是否足够以及短柱与基础配筋碰撞问题。2.2楼板问题楼板是建筑结构的重要结构，楼板的受力情况不仅和其上方承载物的重量有关，还会受到周围墙面、建筑大梁、建筑柱子的影响。在建筑结构设计过程中，楼板问题主要体现在以下几个方面。首先，设计时容易忽视楼板的整体承载力，进而导致楼板难以满足建筑结构的承重要求而出现断裂，给整个建筑的安全造成严重的威胁。其次，楼板变形是建筑的常见问题。楼板变形的原因是多方面的，但是在处理楼板变形问题时，设计人员往往只考虑楼板的受力大小，而忽视了其他外在影响因素，甚至还可能因此而采取了错误的计算方法。3建筑钢结构设计问题解决对策3.1钢结构防火防腐蚀设计策略在优化建筑钢结构设计的同时，要对建筑防腐蚀防火设计给予重点关注，保证钢结构建筑防火设计和防腐蚀设计满足相应的等级。结构设计时应根据相应要求选用薄涂型或厚涂型，并进行相应的防火设计计算，将计算出的涂层厚度与建筑要求的涂层厚度取不利。在提升钢结构建筑防火性能的同时，也要采取积极有效的措施提升建筑钢结构的防腐蚀能力。钢结构的腐蚀过程并不是一蹴而就的，而是长年累月的作用过程，虽然钢结构腐蚀过程缓慢，但是其对建筑钢结构的危害较大。而建筑钢结构的防腐策略也侧重在防腐蚀涂料的选择上。为了更好地消除钢结构材料被腐蚀的风险，可在建筑钢结构材料表面覆盖防腐性能较好的涂层。此外，钢结构材料在经过防火设计和反腐蚀设计处理后，还需要控制钢结构表面没有焊渣残留、没有油渍残留以及钢毛刺等，因此在钢结构设计中补充残存污渍的处理措施。3.2优化结构梁、框架设计建筑结构中的梁和框架是保障建筑稳定性的重要结构，因此，设计人员必须综合考虑结构梁和框架的受力情况，确保结构梁上方的力量集中，再通过相应的加固设计来进一步提高结构梁和框架的承载力。首先，设计人员必须确保结构梁设计方案科学、合理。考虑到结构梁的承重能力和建筑的整体造型有关，因此在设计过程中，设计人员应充分了解建筑的造型，从而保证结构梁设计的准确性、可靠性。其次，为确保结构梁的高度和挠度科学、合理，设计人员应结合建筑的使用要求来确定结构梁的高度和挠度，从而保证结构梁的安全性与稳定性。同时，设计人员还应考虑外部环境对建筑的影响，并增强结构梁抵抗外部环境变化的能力，确保其能够适应一定程度的环境变化。最后，在对框架进行设计时，设计人员必须合理规划纵向框架和横向框架的平衡关系，同时严格按照标准进行计算，以确保每个框架都能够发挥出应有的作用。对此，设计人员应严格规范自身的行为，并严格把握每一个细节，从而保障建筑的安全性和稳定性。在设计过程中，设计人员应立足全局，将横梁和纵梁作为一个有机整体来进行设计，并在保证空间布局合理的同时，进一步提高建筑的实用性和美观度。3.3加强对钢结构受力体系以及细部节点的设计当钢结构设计方案敲定以后，第一项首要任务就是计算钢结构受力体系和计算并完善钢结构节点受力情况。现阶段，钢结构受力体系多采用杆系结构。杆系结构主要指梁体、拱件、框架以及桁架，这种结构对钢材的强度要求较高，而且要求钢材的截面尺寸要小。这种杆系结构可以在生产车间生产之后运输到施工现场进行安装，杆系结构之间的约束力较小。所以钢结构设计的重点是保证结构节点之间连接的紧固性。而钢结构建筑的细部节点设计所涉及的内容计算较为复杂且必须要细化到每个节点。在设计过程中要注重强柱弱梁的基本设计策略。强柱弱梁设计注重的是钢结构设计中的结构柱和梁体的整体性，要求钢结构建筑受到地震作用时，塑性铰出现在结构梁上而不是出现在结构柱上。也可通过在梁柱之间设置耗能支撑，在承受地震作用后可替换损坏的耗能构件并进行安全检查后即可使建筑重新使用。结语建筑行业迅猛发展给建筑钢结构设计带来较大机遇的同时，也给建筑钢结构设计带来了较大挑战。钢结构设计人员需要对设计过程中出现的问题进行科学合理的分析，在分析结果的基础上，采取行之