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现代钢结构建筑的优点与设计关键点

时间:2017-05-28 建筑学毕业论文 我要投稿

  建筑结构是现代钢结构建筑必不可好的重要环节,以下是小编搜集整理的一篇探究现代钢结构建筑设计的论文范文,欢迎阅读借鉴。

  现代钢结构建筑是以钢结构为骨架,配合多种复合材料拼装而成,所有的材料能够进行批量化、系列化、标准化生产,并且具有环保、功能众多、成本低等优点,逐渐的取代传统的钢筋混凝土建筑结构,已经成为现代建筑产业的一个标志,并且在一定程度上,钢结构建筑的水平代表了一个国家的建筑水平,由此可见钢结构建筑的重要性。因此,文章针对现代钢结构建筑设计要点的研究具有非常重要的现实意义。

  1、现代钢结构建筑的优点分析

  (1)建材可循环使用。虽然我国地大物博,但是人均资源、能源非常短缺,钢结构建筑的建材可以循环使用,有利于环保需求以及可持续发展。钢结构建筑与传统混凝土建筑相比,不仅具有客观的循环再利用价值,还具有更高的能效以及更高的强度,同时在施工的过程中不需要进行建模,这对于推动建筑行业的环保、可持续发展具有非常重要的现实意义。

  (2)满足超跨度、超高度的标准要求。钢材与各向同性的均质体非常接近,并且具有较高的弹性和强度,其密度小于同等强度的木材、混凝土、砖石等传统材料,在相同受力条件下,由于钢结构自重相对较小,因此能够满足高度、跨度比较高的结构要求,并且钢结构具有更加丰富、灵活、多变的结构形体,更好的满足不同建筑结构的实际需求。

  (3)实现建筑的功能化与一体化。建筑结构是现代钢结构建筑必不可好的重要环节,无论是结构的构件、形体,还是节点等,在一定程度上影响甚至是决定建筑的形象、质量好坏。因此,在进行钢结构建筑结构设计时,应该尽可能的实现建筑的功能化与一体化,进而建造艺术性和技术性融为一体的现代钢结构建筑。

  (4)建设成本低,工程化程度高。现代钢结构建筑具有统一标准、模数协调等特点,提高了建筑的工程化程度,实现现代建筑行业的规;、工业化发展。同时,钢结构采用一体化加工和安装工艺,能够有效的降低施工成本,为施工企业创造更多的经济效益。

  2、现代钢结构建筑的设计要点分析

  (1)钢结构建筑的建筑构思分析。现代钢结构建筑的建筑构思,应该重点考虑技术的可行性与可操作性,钢结构建筑设计应该尽可能的实现结构构思与建筑构思的有机结合。现代钢结构住宅的构思一方面体现了钢材的灵活使用,另一方面体现了传统意义的建筑构思。因此,现代钢结构建筑设计师必须与机械工程师、设备工程师、结构工程师等进行沟通,通过多方的协调配合,保证钢结构建筑构思在特定的条件下能够顺利、有序的实施。建筑设计师应该深入的了解各种材料的特性、材料创造的结构形式以及相应的技术等,这样才能够保证建筑构思的可行性,同时根据自身的构思相结合,保证钢结构建筑的创造性独特性与个性,同时保证建筑结构设计方案的可实施性。

  (2)钢结构建筑节点设计要点分析。钢结构建筑结构体系与传统建筑结构体系最大的区别在于节点设计,钢结构建筑节点设计直接关系到建筑设计的成败。钢结构建筑的许多节点都是露明的,露明的节点与中国传统木结构建筑的榫卯结构相似。通过对钢结构建筑的节点进行合理的设计,能够显示钢结构建筑特有的结构美感。为了满足钢结构建筑的防火需求,一些设计时在进行节点设计时辅以一定的防火设计,例如用防火板材封闭节点或者涂抹防火涂料等,防火板材将钢结构特有的节点封闭起来,会影响钢结构节点结构美的体现,涂抹防火涂料既能够体现钢结构节点的美感,又能够起到防火的作用,并且还能够保持钢格连接节点的特点,应该进一步的推广和应用。

  (3)预估截面设计要点分析。钢结构布置完成之后,应该对截面进行预先估算,主要根据是梁柱断面状况以及梁柱的大小,根据截面进行仔细的设计。首先,钢结构的梁通常采用H型钢、轧钢、槽钢的截面,通过分析支座与荷载,截面的大小介于跨度的2-5%之间;其次,钢结构的柱截面应该按照长细比进行预估,通常状况下,其范围应该控制在50-150单位之间,在初步选值时应该将其控制在100单位左右,柱截面的大小应该根据受力状况确定,选择合适的轧钢或者槽钢;再者,轻型钢结构与普通钢结构设计之间存在很大的差别,为了保证每一个构件能够充分的发挥性能,应该根据具体状况设计轻型钢结构,同时利用高科技作业,保持强弱轴方向的正确性,以此降低钢结构的受力和变形。

  (4)地基结构设计要点分析。地基结构设计时钢结构建筑结构设计的重点,钢结构过程中应该注意以下要点:在进行地基结构设计之前,应该对施工现场的水文地质条件、分布状况、荷载大小、建筑物体型等状况进行调查,并根据施工现场的实际状况,设计基础形式;在进行框架结构设计时,为了增加基础结构的整体性,应该采用交叉梁条地基结构。

  (5)网架结构设计要点分析。钢结构建筑经常遇到网架结构,建筑设计师需要将下部结构与网架结构分开计算和分开设计。首先,假设网架支座刚度无限大,支座刚度相同,然后计算支座反力,然后再传递至下部结构。通常状况下,下部结构为梁、柱等,不仅刚度大,而且差别相对较大,和计算建设刚度无限大相违背,计算的网架内力、支座反力与实际状况存在很大的差异,因为网架内力与反力分配和刚度大小存在密切的关系,网架与下部结构分开计算,导致结果存在较大的误差。但是,在现实应用的过程中并没有出现工程事故,原因是钢网架结构为高次超静定空间结构,并且钢材具有良好的弹塑性,不会导致杆件破坏或者断裂,不至于出现工程事故。

  (6)钢材焊接要点。钢材焊接施工是钢结构的重点,如果焊接施工出现问题,将会影响钢结构施工质量。因此,在进行钢材焊接施工时,应该将焊接部位彻底清理干净,按照焊接施工相关规定保管和存放钢材,高度重视气孔部位施工,避免在焊接施工的过程中出现裂缝。

  (7)钢结构构件设计要点。钢结构构件设计要点主要包括以下几个方面:首先,做好材料选购工作,需要创建一套健全的材料采购监督体系,以此保证设计材料的质量;其次,为了防止在施工的过程中出现技术问题、质量问题,应该选聘综合素质高的技术人员和施工人员,并加强对设计人员和施工人员的培训和再教育,为钢结构构件施工质量奠定可靠的技术保障。

  3、结束语

  总而言之,现代钢结构设计是一个复杂的系统工程,在设计的过程中应该严格控制各个设计要点,并不断的改进和创新设计方法,提高设计水平和效率。同时,钢结构建筑设计师应该在实践的过程中不断的探索和积累经验,以此保证钢结构建筑设计的科学化、规范化以及标准化,实现现代钢结构建筑行业的健康、稳定、可持续发展。

  参考文献

  [1]刘琳.关于钢结构设计要点的思考[J].民营科技,2011(11):339.

  [2]陈超.多层钢结构住宅的结构设计要点分析[J].门窗,2014(3):199.·10·2015年第22期(总第175期)江西建材建筑与规划设计


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