现代钢结构建筑设计要点分析

2019-11-28艾军

商品与质量 2019年48期

艾军

沈阳远大铝业工程有限公司辽宁沈阳 110027

1 钢材建筑结构设计中常见缺陷

1.1 地基设计缺陷

通过对钢结构工程的实例分析，大多数钢结构工程往往存在不合理的地基设计缺陷。大多数钢结构建筑基础是根据周围建筑物的基础设计的。因此在地基设计过程中，极易出现地基不合格现象，给带来安全隐患。因此，应在钢结构建筑基础设计过程中仔细调查和分析周围的地质条件，计算出相应的基础设计数据或设计出相应的解决方案来满足施工条件[1]。此外，一些钢结构建筑师为了保证设计效果，一味的模仿国外建筑模型，造成成本浪费和质量问题。过度模仿往往会导致材料与结构不匹配，增加材料采购成本。

1.2 整体框架结构设计缺陷

总的来说，钢框架的缺陷主要分为承重柱截面高度设计不合理和纵向框架设计不合理两种情况。一般来说，承重柱高度设计不合理的原因是因为设计师在设计过程中，为方便轴承柱应力的分析，将承重柱的截面高度低于正常的标准，这将导致房子受力误差带来的安全隐患。纵向框架设计不合理也是常见的缺陷之一。在钢结构中，纵向框架与水平框架起着同样的作用，但大多数设计师往往低估了纵向框架的重要性，从而导致了建筑的结构误差，影响了建筑的质量[2]。整体框架结构设计缺陷在设计流程中是较为常见的问题之一，其产生因素除设计师个人技能水平之外，还受到设计软件内部构架的影响，在目前的设计工作中，通常是借助于BIM软件所具有的碰撞检查功能来解决这方面的问题。

1.3 材料结构缺陷

钢结构设计需要考虑钢结构及钢结构是否稳定、承载力、变形接受能力等多方面的因素，但在当前国内钢结构设计情况来看，一些设计师往往忽略了整体结构的稳定性，导致建筑的使用年限缩短，甚至在使用过程中存在安全隐患。钢结构结构和材料的稳定性是钢结构设计中必须考虑的问题。在对施工数据进行核算时，主要通过分析测试相关因素来确定建筑的基本结构，但由于数据存在偏差及大多数钢结构设计师缺乏经验等原因，往往会使钢结构及钢结构的稳定性受到忽略。为避免由于材料结构缺陷而造成的设计不合理现象，需要设计人员加大对材料性能的了解程度，并且要能够密切关注新型材料和发展和应用[3]。

2 钢材结构建筑常见要点分析

2.1 加强设计基础水平

一般来说，钢结构设计中出现的问题，往往是由于设计人员对钢结构施工缺乏认识及对材料的认识不足造成的。因此，在进行钢结构建筑设计时，应充分了解施工的各个阶段，调查现场情况，提高设计的基本水平，在综合分析相关数据的基础上进行合理科学的建筑设计。例如，在计算土地承载力之前，需要对当地土质进行详细的调查。在检验过程严格按照工业设计规范进行，采用分析方法，使设计检验值与实际值误差达到最小，提高建筑物的安全性能。

2.2 加强结构防护性设计

钢作为整个建筑的主要材料，其防护功能十分重要。一般来说，合格的钢材料必须具备良好的耐腐蚀性和耐热性。大多数设计师都过于注重钢结构的硬度和抗压性，忽视了对耐腐蚀和耐热性的重视，而钢的耐腐蚀和耐热性缺少明确的指标。因此，有关主要部门应重视钢的耐蚀性和耐热性指标标准，出台明确的相关指标，明确钢材的材质规格，还应提高建筑设计过程中对材质防护性的重视。对于一些对钢结构材料具有明确要求的设计场景，必须从现场施工和项目类型需求出发，选择在各项指标均能达到使用要求的钢结构材料。在相关标准不够明确的情形下，要能够依托相关国外设计经验或者对应的产品质量标准进行综合性选择，从而为提升结构防护性奠定坚实基础[4]。

2.3 承重墙结构设计

因为钢结构建筑的平面结构通常是矩形的，为了确保建筑物的地震强度，在设计建筑的结构时，其纵向刚度应大于横向刚度、横墙的数量必须符合要求，并使横墙用于承重和阻隔墙体。另外，当钢结构使用一定时间后，如果悬臂梁发生变形，则应将构造柱置于悬臂梁的一端，保证各层之间能够通过构造柱连接，解决建筑承重问题。承重墙结构设计是在钢结构设计中容易被忽略的环节，这就要求设计人员在开展工作是必须强化对承重墙设计的重视程度，采用创新思维开展设计工作，尽量能够减少悬臂梁发生变形的概率，提升承重墙在长期使用过程中的性能。

2.4 钢材的材质的选用设计

钢结构时，应在相应的文件中注明材料和焊接材料的质量等级。确保钢结构建筑的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、冷弯强度、延伸率等。对于地震频发的区域，应特别注意钢材的抗弯强度比与延伸率的数值是否符合建筑标准，钢材应具有明显的屈服步长，除具有良好的冲击韧性和焊接性外，结构还应具有足够的抗弯强度。文件中应注明塑性变形能力和必要的安全储备，在达到安全标准的基础上尽量减少C级或Z级以上的钢材的使用，避免造成经济浪费。