浅议建筑钢结构设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅议建筑钢结构设计 摘要：钢结构建筑设计的构思成 功关键所在是技术构思与表现，在方案 设计的深化中，需要同结构工程师，设 备工程师，甚至包括机械工程师密切配 合。随着社会的发展，高层钢结构住宅 工业化和商品化程度在不断地提高，能 够把设计、生产、施工和安装整合为一 体。进而使住宅产业化水平得以提高。 基于钢结构具有强度高、自重轻、抗震 性能好和材料可回收再生等诸多优点， 高层建筑目前在我们的城市建设当中所 占的比例是越来越大，而建筑结构设计 方面的变化也越来越多，很多新兴的结 构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的 城市建设中。面对这样的形势，我们把 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 高层建筑的钢结构设计进行讨论研究。 中国论文网 /4/view-12877212.htm 关键词：建筑设计 钢结构 设计 生产 施工 高层 0 引言 在建筑行业，钢结构设计应用的 时间已经不短了，我们都知道，建筑钢 结构的优点有很多，相比较传统的混凝 土结构和砌体结构等，它性能稳定，质 量轻强度高，抗震性能好，施工时可以 在厂房进行加工再到现场装配，不仅装 配的完整度好精密度高，而且能够大大 的加快施工进度缩短工期。因此，其在 高层建筑方面的运用已经经历了数十年。 同时它还有一个非常贴切的称呼，大家 叫它“绿色建筑 ”，因为其不仅基础造价 低，材料可回收和再生，而且可以节能、 省地、节水。作为一种绿色环保建筑， 近年来，钢结构住宅已被建设部列为重 点推广项目。因为钢结构建筑设计具有 建筑设计的一般属性，建筑师不是随心 所欲在作设计，业主设计任务书对建筑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 师的平面和设计构思等发生的作用是重 大的。客户希望设计师有更好的业绩， 而且希望在其最终产品的确定过程中， 设计师和市场专家都能更高效的参与决 策。在这个阶段，建设项目更强调整体 设计、更强调专业设计师、市场专家及 开发商之间的协调，设计过程包括了持 续的信息和知识的交流与整合。 1 钢结构工程设计原则 1.1 钢结构设计服务于钢结构的 施工与使用，钢结构工程使用目的是为 了创造效益。公共建筑偏重于社会效益， 工业建筑则偏重于经济效益。因此， “钢 结构经济性” 是钢结构设计的另一个重 要方面。 “钢结构经济性 ”原则应从总体上 加以分析，不能仅从某一方面孤立地去 考察。在很长一段时间内，钢结构设计 以耗钢量为标准，即耗钢量低就是先进 的设计、是好的结构体系或形式，这在 钢材匮乏的年代，节约钢材是一种重要 的手段。然而，总体而言，单纯以耗钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 量为评价标准是不完全的，也不尽合理。 对门式刚架轻型钢结构房屋，全面评价 结构体系的合理性应综合考虑用钢量、 加工制作费、安装费、施工周期及基础 费用等。 因此，钢结构设计时，必须对钢 结构体系的经济性进行深入分析和全面 的考察，只有综合效益最佳的方案或钢 结构体系才是合理的。评价结构体系的 合理性，不仅要看耗钢量指标，还要看 总体造价，也要看工期的长短，建筑物 的早日投入使用或投产可获得的使用效 益。此外，钢结构设计是要系统考察主 要建筑材料的供应情况，及当地的制造 与安装水平等，同时还应与业主加强沟 通。 1.2 根据实际情况，合理的建筑 结构体系应该是刚柔相济的。因此如果 结构太刚则变形能力差，强大的破坏力 瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易 造成局部受损最后全部毁坏；但是太柔 的结构虽然可以很好的消减外力，但容 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 易造成变形过大而无法使用甚至全体倾 覆。但是刚柔的程度历来都是专家们争 论的焦点，现今的规范给出的也只是一 些控制的指标，但无法提供“放之四海 皆准”的精确答案。这就要靠设计者与 业主进行沟通来确定一个方案。 1.3 钢结构体系的“适用” 原则是 针对钢结构体系的功能要求而言的，钢 结构体系适用性与建筑物的使用功能有 密切联系。为此在结构设计时，必须把 握以下方面：对建筑物的功能、特点和 所处的环境条件有充分的了解，如建筑 物是民用建筑还是工业建筑，民用建筑 是用于展览馆还是体育馆等，工业建筑 是钢结构仓库还是钢结构厂房，钢结构 厂房的生产工艺对建筑结构的影响情况 等；建筑物对防火、保温、隔热、隔振 和防腐蚀有何要求；对建筑所在地的环 境状况和气象条件应有足够的了解；建 筑物内是否有特殊设备或特殊载荷作用， 及吊车的设置情况如何等。 2 钢结构建筑主要施工方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 2.1 对于钢结构加工制作箱型柱， 我们一般使用钢板。所有加工以及钢结 构构件的除锈和焊接都在加工车间完成。 对于箱和筏基础底板的挑板问题， 我们从结构角度来讲，如果能出挑板， 能调匀边跨底板钢筋，特别是当底板钢 筋通长布置时，不会因边跨钢筋而加大 整个底板的通长筋，较节约；出挑板后， 能降低基底附加应力，当基础形式处在 天然地基和其他人工地基的坎上时，加 挑板就可能采用天然地基；能降低整体 沉降，当荷载偏心时，在特定部位设挑 板，还可调整沉降差和整体倾斜；窗井 部位可以认为是挑板上砌墙，不宜再出 长挑板。虽然在计算时此处板并不应按 挑板计算。当然此问题并不绝对，当有 数层地下室，窗井横隔墙较密，且横隔 墙能与内部墙体连通时，可灵活考虑； 当地下水位很高，出基础挑板，有利于 解决抗浮问题；从建筑角度讲，取消挑 板，可方便柔性防水做法。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 2.2 钢结构安装。钢结构建筑的 楼盖一般多采用压型钢板与现浇钢筋混 凝土叠合层组合而成，它既是楼盖的永 久性支承模板，又与现浇层共同工作， 是建筑物的永久组成部分。 钢结构压型钢板安装时其工序间 的流程：钢结构主体验收合格打设 支顶桁架压型钢板安装焊接栓 钉焊接封板焊接交验后设备管 道、电路线路施工，钢筋绑扎混凝 土浇筑。 2.3 钢结构建筑的混凝土施工。 在钢结构建筑工程中，混凝土部分的施 工主要有 2 个方面：一个方面是现浇混 凝土楼面；另一个方面是核心筒筒壁。 混凝土主要通过砼泵竖向运输。依据工 程的结构特点，楼面模板支撑方案使用 H 型梁下翼缘支撑小规格 H 型钢，并在 其上放置竹胶板和钢筋。箱型柱内浇混 凝土所使用的方法是借助泵的压力把混 凝土从下往上压入箱型柱，即顶升法。 3 钢结构住宅安装设计的问题对 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 策 3.1 压型钢板在装、卸、安装中 严禁用钢丝绳捆绑直接起吊；运输堆放 应有足够的支点，以防变形；铺设前应 将弯曲变形者校正好；钢梁顶面要保持 清洁，严防潮湿及涂刷油漆。下料、切 孔采用等离子弧切割机操作，严禁用乙 炔氧气切割；大孔四周应补强。需支搭 临时的支顶架，由施工设计确定，待混 凝土达到一定强度后方可拆除。 3.2 钢结构住宅建筑推广中的关 键问题之一是选择和开发外墙板。除满 足外墙板的各项技术要求外，还要做到 墙板原材料因地制宜、工作化生产、运 输、安装连接方便等等。 3.3 以建筑设计为主导的钢结构 住宅建筑，要和其他专业紧密互动配合。 除此之外，钢结构住宅建筑还要注重解 决一些问题，如：如何发挥钢结构的优 势和避免钢结构带来的建筑平、立面单 调呆板；还有要解决钢结构住宅建筑防 火、防腐蚀问题等。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 3.4 当建筑大多数房间较小，而 仅一两处房间较大时，如按大房间确定 基础板厚会造成浪费，而按小房间确定 则造成配筋困难，当承载力能满足要求 时，可在大房间中部垫聚苯卸载，按小 房间确定基础板厚。 3.5 房地产开发商最关心的问题 是钢结构住宅的造价。根据实际情况， 钢结构住宅应定位于中、高档住宅，钢 结构住宅建筑是一项系统工程，应从设 计、制造、运输、安装、维修和管理等 环节着手加强管理和协调，从而达到降 低成本，提高综合经济效益的目的。 3.6 钢结构结构布局不规则，地 震时易损坏。如果想要做到安全合理、 节点构造方便可靠。结构抗震性能与结 构布局规则性需要下翻功夫。 4 结束语 目前，随着城市经济的发展和高 层建筑的增多，我国钢结构发展也开始 迅速起来，钢结构住宅作