钢结构设计需遵循原则并解决现存问题,以保证住宅建筑质量

   日期:2024-09-03     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:326    
核心提示:在钢结构设计建模、钢结构详图设计等方面存在很多的问题,由此造成住宅建筑物建设过程中及建成后因结构问题发生倒塌和损坏等事故。目前住宅建筑物钢结构设计大部分都比较简单,在设计上缺乏深度。加强钢结构住宅建筑的设计深度

在进行钢结构设计时,需要遵循设计原则,确保设计出的结构具有一定的规范性和合理性,既安全又可靠。另外,设计出的结构设计需要满足住宅建筑的实际需要,必须具有很强的强度、稳定性和持久的耐久性。在设计过程中,还需要保证材料的节约,减轻钢结构的自重。在设计过程中,还要注意尽量缩短制造安装时间,减少不必要的成本。只有这样,才能保证住宅建筑的整体质量。

1、当前钢结构设计中存在的问题

1.钢结构设计质量低

钢结构设计是一项非常耗时、耗经验且回报率低的工作,因此大多数正规设计机构不愿意单独承担全部钢结构设计任务,而是将部分钢结构设计任务转交给其他设计机构,这些机构大多水平较低,没有国家认证,在钢结构设计建模、钢结构深化设计等方面存在诸多问题,导致住宅建筑在施工过程中及施工结束后因结构问题而发生倒塌、损坏等事故。

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2.钢结构设计相对简单

目前,住宅建筑的钢结构设计大多比较简单,设计缺乏深度。这一方面是因为一些设计机构在钢结构设计方面的专业水平较低,另一方面是因为大多数设计院将钢结构任务分配给水平较低的设计师,这些设计师大多缺乏具体的项目经验,仅依靠专业知识,照搬标准程序进行设计。这样设计的钢结构项目可能不符合实际情况,住宅建筑的所有节点都会采用满焊节点、满螺栓节点,忽视了设计带来的住宅建筑结构不稳定等不安全因素。

3、钢结构设计不合理

我国钢结构设计起步较晚,很多时候没有考虑我国的实际情况,就照搬国外的钢结构设计方案,导致钢结构设计存在很多不科学、不合理的地方,耗费了大量的人力和财力。例如钢结构设计比较先进的美国,其国情与我国不同,其钢结构对于地震、风荷载的设计与我国的标准并不完全一致,如果照搬其方案,住宅建筑就会出现很多不合理的问题,造成资源的浪费。

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4.钢结构设计没有考虑施工难度

钢结构设计不仅要考虑到实际国情,还要考虑到钢结构住宅建筑施工中的各种难点。大多数钢结构设计师从未进入过施工现场,他们的设计往往会给安装人员带来很大的麻烦,浪费大量的人力。例如,在住宅建筑的设计中,目前大多数设计师采用的是全焊接结构。在实际安装过程中,这种结构非常复杂,构件形状特殊,杆件相对于节点来说很多,如果住宅建筑位于较高的位置,会造成很大的安装误差。

2.钢结构设计问题解决方法

1.根据实际情况进行钢结构设计

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现代住宅建筑很多,结构复杂,楼层多,高度高,跨度大,要承受高温、风、地震等作用。在对此类住宅建筑进行钢结构设计过程中,设计人员不能简单照搬国外的设计方案,而必须结合施工现场和住宅建筑的实际状况,综合考虑住宅建筑的安全性和整个施工过程的经济性。

2、加强钢结构住宅建筑的设计深度

2.1加强钢结构的防腐设计

钢结构虽然在稳定性、经济性等方面优于其他居住建筑结构,但是如果长期暴露在空气中钢结构工程设计,在潮湿的环境中非常容易受到腐蚀。腐蚀的钢结构构件截面会因生锈而减小,从而降低钢结构的使用寿命。这就要求设计师在设计钢结构时要注意防护设计。防腐材料要能充分阻隔氧气、水分对钢结构的侵蚀,并具有较强的附着力。室内钢结构防腐材料厚度一般在100μm左右,暴露在空气中的钢结构防腐材料厚度一般在200μm左右。地下钢结构材料需要用混凝土包裹。在腐蚀性强的环境中,需要使用特殊的耐酸涂料来防止腐蚀。

2.2加强钢结构的抗震设计

我国大部分地区处于抗震区,多震的特点决定了我国住宅建筑必须把抗震作为重要的设计因素。在具体设计过程中,要特别注意钢结构受力的均匀合理、钢结构连接的稳定性、钢结构的支撑形式、墙体结构及柱板的高厚比等,保证钢结构在面对地震时具有良好的延性。

2.3、规范钢结构节点设计

钢结构节点是钢结构设计的重要组成部分,设计人员应深入分析钢结构节点的受力特点,根据钢结构的受力情况对节点进行分类:对荷载较大的住宅建筑,可采用刚性节点和铰节点,对一般住宅建筑,可采用半刚性节点。具体来说,设计人员在节点设计中应注意以下事项:一是应针对不同层次设计不同形式的焊接方式,特别注意焊条与镶嵌金属材料的一致性以及焊缝中心与连接中心的一致性。二是避免采用铆接,铆接形式的抗剪性能差,容易造成钢结构错位,在设计过程中,应采用新的螺栓连接方式,更好地发挥螺栓的性能。三是在梁腹板设计中,加强对连接板和梁腹板性能的检验,同时加强对孔壁局部受压的验证。

2.4 构件截面加强设计

构件截面设计是钢结构设计的核心部分,需要对截面进行准确的估算,包括支撑体系及梁、柱的截面尺寸。钢结构截面通过板材的宽厚比、高厚比估算,选用延性等级较高的接口。钢柱的截面尺寸根据截面的应力状态确定,选用槽钢、H型钢作为钢结构的原材料。

3. 结论

钢结构以其性能好、造价低廉等特点已成为我国住宅建筑结构设计中的主流方法。钢结构设计中还存在许多不完善的因素,主要是管理监督机制不完善、设计能力低下等原因造成的。在加强钢结构设计过程中,应加强钢结构的实际应用,加强钢结构住宅建筑的设计深度,规范钢结构节点设计,加强构件截面设计钢结构工程设计,以提高钢结构设计的科学性,确保建设项目的安全性和经济效益。

 
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