淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計及其注意事項

1、    淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計及其注意事項    摘 要：建筑鋼結(jié)構(gòu)是經(jīng)過特殊工藝加工的鋼質(zhì)材料所組成的結(jié)構(gòu)，也是當(dāng)前建筑工程里的常用結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)主要是通過型鋼與鋼板，經(jīng)過不同的工藝加工之后所制成的鋼梁、鋼柱、鋼架等等部件所組成。不同的構(gòu)件主要是通過焊縫、螺栓以及鉚釘方式進(jìn)行固定、接合。由于鋼結(jié)構(gòu)在工程施工過程中安裝簡捷而且質(zhì)量輕便，因此被大量地運(yùn)用在建筑行業(yè)之中，比如說一些大規(guī)模的工廠、倉庫、以及高層建筑等方面。文中對于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的方法與注意事項進(jìn)行了分析與介紹，并且對于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的方式與注意事項給出了一些有效的建議，以供參考。關(guān)鍵詞：

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)； 工程設(shè)計； 注意事項；引言：隨著國內(nèi)城市化建設(shè)發(fā)展的不斷深化，大量建筑工程中采用了鋼結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行施工，不論是在工業(yè)廠房或者是高層的民用建筑中，都能夠見到鋼結(jié)構(gòu)的身影。由于鋼結(jié)構(gòu)的造價合理而且施工便捷因而在建筑行業(yè)內(nèi)被大力推廣。在建筑工程中使用鋼結(jié)構(gòu)能夠顯明地提升整個建筑工程的結(jié)構(gòu)施工處理效率，同時也可以減少一定程度的成本投入，而且具備良好的安全性能，對于建筑工程的穩(wěn)定性與可靠性也有著相當(dāng)重要的作用。1建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的方法建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計方法一般包括了以下幾種：1.1 容許應(yīng)力法定值法的主要內(nèi)容就是把影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的原因設(shè)為定值，使用一個依靠經(jīng)驗判斷的安全系數(shù)進(jìn)行思考設(shè)計中

3、的不同因素所產(chǎn)生變化的影響，最后再計算出結(jié)構(gòu)的安全度的一種方法。容許應(yīng)力法是定值法中的其中之一，其原則主要包括了：結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計所限定的容許應(yīng)力必須要大于結(jié)構(gòu)計算應(yīng)力，同時必須要根據(jù)要求的標(biāo)準(zhǔn)荷載來計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力。而計算結(jié)果是通過一階彈性理論的方式得出的，即一個除材料并且>1的安全系數(shù)的上限應(yīng)力，或者是屈服應(yīng)力來進(jìn)行確定。但是容許應(yīng)力也存在著一定的缺限：（1）第一點(diǎn)，無法全面性地考慮到結(jié)構(gòu)幾何的非線性影響；（2）容許應(yīng)力法所使用的安全系統(tǒng)單一，因此無法全面性地展示出荷載變異與抗力的特性。1.2 半概率法隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工程技術(shù)的發(fā)展水平也得到了有效的提高，工程技術(shù)中的定值法也在逐步

4、向著概率設(shè)計法方向發(fā)展。因此必須要從荷載與材炎強(qiáng)度的不確定性開始著手，通過概率方法確認(rèn)其取值的范圍。但是仍未能夠把結(jié)構(gòu)可靠度和概率進(jìn)行有效地結(jié)合，所以稱之為“半概率法”。半概率法在進(jìn)行設(shè)計表達(dá)的時候，主要是使用容許應(yīng)力法的方式來進(jìn)行設(shè)計，可是安全系統(tǒng)卻是采用多系數(shù)分析，因此與容許應(yīng)力法有著明顯的不同。1.3 概率極限狀態(tài)法通過極限狀態(tài)法可以把整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與概率進(jìn)行聯(lián)系，能夠有完善容許應(yīng)力法與半概率法所造成的不足。這種方式是運(yùn)用荷載分項系數(shù)與抗力替換單一的安全系數(shù)?，F(xiàn)階段極限狀態(tài)法是國內(nèi)常用的設(shè)計方式之一，這種結(jié)構(gòu)方式由于荷載的作用力能夠在周期內(nèi)達(dá)到兩種不同的狀態(tài)，即正常的使用極限狀態(tài)與荷載

5、能力極限態(tài)。2建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的分析2.1建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟建筑鋼結(jié)構(gòu)在繪圖前，繪制人員必須要對整體鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一個全面性地了解，了解制圖規(guī)范，確立深化設(shè)計流程：（1）首先，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖進(jìn)行了解；（2）其次，和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行溝通、交流；（3）第三點(diǎn)，制做模型并將詳圖繪制出來。詳圖在設(shè)計上主要運(yùn)用cad軟件以及tekla軟件進(jìn)行建模。除此之外采用國內(nèi)的pkpm軟件也是可行的。2.2關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的穩(wěn)定性（1）想要確保鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，就必須要從結(jié)構(gòu)的整體出發(fā)；（2）根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的整體硬度與可靠性來看，最好是通過折減系數(shù)法與臨界壓力求解法來進(jìn)計算。在軸心壓桿穩(wěn)定的計算上也是運(yùn)用這兩種方式進(jìn)行。（3

6、）在進(jìn)行彈性穩(wěn)定計算的時候，不能夠只考慮到結(jié)構(gòu)的整體性，同時也要對二階分析進(jìn)行關(guān)注。因為結(jié)構(gòu)內(nèi)力會因為柔性構(gòu)件變型量而產(chǎn)生差異。設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)必須要嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求進(jìn)行，并且對于強(qiáng)度與穩(wěn)定性的區(qū)分方式進(jìn)行掌握。強(qiáng)度的大小在于使用材料的性質(zhì)，穩(wěn)定性則是在應(yīng)對強(qiáng)度問題的時候，必須要找到其不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。2.3在建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中軟件的對比在設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)圖的時候，必須要同時做出構(gòu)件表與材料表，并且其間包含了最早的材料計劃。在拿到圖紙后第一件事就是將材料計劃進(jìn)行制定。而在進(jìn)行深化設(shè)計的過程中，往往是通過電腦軟件進(jìn)行設(shè)計的，當(dāng)前市面上有不同品牌、不同功能的設(shè)計軟件，不同的軟件都有著不同的優(yōu)缺

7、點(diǎn)。比如說普通門式鋼架，要求在短時間內(nèi)完成，那么使用cad軟件就能夠輕松實(shí)現(xiàn)，cad軟件的圖形編輯功能相當(dāng)全面，同時能夠支持二次開發(fā)，并且在圖形格式的轉(zhuǎn)換上也相當(dāng)便捷。比如說將excel表格導(dǎo)入到cad，給材料表格的制做帶來極大的便利。但是cad也有一個致命的缺點(diǎn)就是無法觀看3d模型；tekla與pkpm這兩款軟件能夠觀看3d模型，同時3d模型也能夠生成2d加工詳圖，并且也具備2d的繪圖以及碰撞線校驗功能。而tekla與pkpm軟件的缺點(diǎn)就是在生成的工程圖紙上無法進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，并且清晰度嚴(yán)重不足，造成浪費(fèi)了大量的時間在調(diào)圖上。除此之外tekla軟件的出錯率較低，通常在高層、多層建筑中較為受歡迎

8、。3建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的規(guī)范3.1鋼材的選擇（1）現(xiàn)階段國內(nèi)的鋼材品種多，而且質(zhì)量良莠不齊，想要從中選擇出最合適的鋼材難度相當(dāng)高；（2）在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑的種類也越來越多，不同建筑物對于鋼材結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、荷載、變形度等要求也都各有不同，如果選擇了不適用的鋼材，不僅造成浪費(fèi)，也給整個建筑工程帶來了安全隱患，因此鋼材的選擇是相當(dāng)重要的。3.2確定建筑鋼結(jié)構(gòu)的適用性現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)主要的運(yùn)用對象是跨度大、荷載量大、規(guī)模與型體復(fù)雜的高層、多層建筑物中。對于安裝拆卸的便捷、承重負(fù)荷的上限、以及振動幅度等方面都有嚴(yán)格的要求，所以在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要對整體施工內(nèi)容都要進(jìn)行全面性地分析與總結(jié)，并且認(rèn)真考慮設(shè)計出的鋼結(jié)構(gòu)能否符合工程要求。4結(jié)語：綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)具備造價實(shí)惠、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安裝便捷等等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛地運(yùn)用到建筑工程行業(yè)之中。相較于混凝土，鋼結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性更加明顯，同時抗震性優(yōu)秀，并且工程施工周期短等等優(yōu)勢。隨著人們對對建筑工程的要求越來越高，鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計難度也越來越大，但是只要將設(shè)計方法運(yùn)用合理，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，就能夠