目前,我國工業施工水平和設計水平在的不斷的提升,民用建筑的施工水平以及設計水平也正在逐步的增加,并且建筑的用在也在多樣化,尤其是建筑用鋼,種類也越來越多,并且在越來越多的建筑當中都使用了鋼結構。尤其是在很多的大型建筑以及高層建筑,鋼結構的使用更加的廣泛,并且有部分的大跨度的場館完全使用的都是鋼結構。由此就能夠看出來,鋼結構具有很多的優越條件,因此使用的范圍就在不斷的增加。
1 鋼結構設計的布置與選型
有幾種鋼結構是我們在工程當中比較常見的結構形式,比如鋼結構框架、鋼結構索膜、鋼結構網架、鋼結構平面析架以及鋼結構??蚣?、索膜、網架、輕鋼等全都是鋼結構常見的結構形式。因此技術和理論都已經基本成熟,但是依然有一些難題到現在都還沒有解決,也有可能是由于設計的方法不合理,不夠簡單和實用,就好比說網殼的穩定等等問題,我們需要依照它們不同的結構特點進行結構選型。在對高層的結構進行設計的時候,大多是運用鋼筋混凝土的方式進行組合,但是在遇到要求抗震強度比較高的時候或者是出現不規則高層的時候,不能因此害怕提高成本就去運用一些對抗震不利的核心筒加外框結構,不然的話就可能出現不堪設想的后果。對于這種情況最好使用SRC柱,這個結構體系的核心就是支撐框架。我國有很多高層建筑都是前者,不利于抗震。
應該依照建筑的提點來對結構進行合理的布局,在布局的過程當中要充分的考慮到荷載的分布位置以及性質等等因素。在大多數情況下剛度是運用要均勻,力學的模型要均勻,并且在最大的程度上對由于移動載荷導致的危害進行限制。保障用最直接的線路進行基礎傳遞。柱子之間的抗側支撐應該均勻的分布,重心應該最大程度上接近側向力的作用線,不然的話就需要考慮結構的轉動。要設置多道防線進行結構抗側,可以設置支撐框架結構,平均下來每一根柱子最好也要能夠承擔起總水平力的四分之一。對樓層平面的進行次梁設置,可以對載荷的傳遞方向進行調整來滿足不同的需求。一般沿短向布置次梁是為了減小截面,因此就會導致增大主梁的截面,降低樓層的凈高度。因此在設置次梁的時候就應該在比較短的主梁上對次梁進行支撐,只有這樣在可以通過犧牲次梁來保護主梁以及柱子的安全。
2 在鋼結構設計的過程當中比較常見的問題
2. 1合理的選取鋼材
在鋼結構設計的文件里面,需要標注鋼結構適用的材料質量等級。鋼結構房屋要選取屈服強度比較高并且伸長率也達到要求的鋼材。有一些焊接結構就應該選取含硫量有合格保障的鋼材。在地震區應該有特殊的要求,屈服比至少要1. 2% .要有明顯的屈服臺階,并且伸長率至少要五分之一,還要有較好的沖擊韌性與可焊接性,這主要是為了保障結構擁有足夠的塑性變形能力與安全儲備。這都應該寫到設計文件當中。
2. 2焊縫的設計
在鋼結構當中,鋼結構最基本的連接方式為焊接方式,因此鋼結構的安全就取決于焊縫質量的好壞,因此就要依照結構的受力性和重要性以及鋼材的焊接性能,來對焊接的等級進行選擇。在大多數情況下,應該對鋼板板材的對接焊縫進行疲勞強度的檢驗,對于一些比較重要的焊縫,更應該進行檢驗,焊縫的質量等級至少為二級,對于只受剪力部分可以運用角焊縫,因為應力集中現象較為明顯所以焊縫的質量等級大多數是三級。
2. 3穩定的設計
但現在,對鋼結構基本構件理論問題的研究已經相對成熟,各個數值的穩定也已經成熟。但是對于構件的局部穩定和整體穩定的相互影響的理論與設計應用還需要進一步的探討。由于因為設計人員缺少工作經驗,對構件結構的穩定性能沒有深入的了解,就會導致設計的工程鋼結構出現失穩的現象,缺少保護結構穩定的理念和經驗,導致在一般性的結構設計當中出現低級的失誤。并且由于新材料的出現,對于新材料的性能設計者還沒有能夠進行全面的了解。對于部分的問題,需要對基本的鋼結構穩定性進行深入的了解以及研究。只有這樣才能夠更好的處理鋼結構穩定的問題。
2. 4節點的設計
在進行結構分析以前,需要充分思考以及確定節點的形式,最常遇到的一種狀況就是結構分析模型和設計的節點不一致,一定要避免這種狀況的發生。依照傳力特點的不同,節點可以分成鉸鏈、剛接以及半剛接,最好是選取能夠進行簡單分析的鉸鏈與剛接。
3 鋼結構的防護問題
防火和隔熱已經防腐蝕是建筑鋼結構主要防護的兩個方面。但是有一些設計圖紙并沒對此進行強調和說明。
3. 1防腐蝕
現如今各個國家最常用的防止鋼結構腐蝕的辦法就是在鋼結構構件的表面上涂上一層非金屬涂料防銹,這種方法非常的實用,不僅價格低廉,并且涂料可供選擇的種類繁多,適應性強、選擇的范圍廣,不會受到大小和形狀的限制,但是缺點是非金屬涂料沒有較好的耐用性,需要對其定期的進行維護。
對于大型的鋼結構的防腐蝕工作,就需要做一個長期有效的防腐處理,至少要十五到二十年,通常使用熱浸渡鋁、鍍鋅技術或者是鋁涂層技術或者是熱噴涂鋅等等,這當中最合適的方法還是熱噴涂鋁或者鋅涂層。
在二十世紀的五十年代,很多國家在進行鋼結構制造和維護的時候,就使用了電弧噴涂技術,但是由于技術的限制,當時的技術水平比較低,不是很發達,就導致了電弧噴涂技術沒有被廣泛的運用,并且別當做是一個雖然高效率但是低質量的熱噴涂方式。然后直到二十世紀的七八十年代,一些工業技術比較先進的國家,例如美國、德國就對電弧噴涂設備進行了大幅度的改造以及升級,在很大程度上對涂層的質量進行了提升,因此電弧噴涂技術在鋼結構制造的過程當中就被廣泛普及,在二十世紀的九十年代的末期,我國才開始對電弧噴涂技術進行發展,并且逐步得到運用。
3. 2耐火性
鋼結構的構件需要有防水材料的保護,在對其防火材料進行設計的時候,應該根據建筑物的耐火等級進行設計,在時候的時候還需要考慮到構件的耐火等級,對于可能會受到高溫作用的構件,應該根據不同的情況,使用合理的隔熱防護措施進行保護。
進行防火處理主要是為了解決在實際的應用當中克服鋼材料耐火性方面的不足,通過防火處理將鋼結構的耐火性提高到設計的要求,防止鋼結構因為在火災當中迅速升溫出現變形坍塌的情況,對于鋼結構的防火可以使用的方法是多種多樣的,但是不管使用哪一種都應該合理進行設計,符合工程的要求,并且不管是采用哪種方法,其使用的原理都是大同小異。
4 結束語
本文對鋼結構設計當中出現的問題進行了綜合性的探究,為鋼結構相關的設計工作者提供一些參考,在進行設計的時候,一定要重視鋼結構的穩定以及防護工作。
參考文獻
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