輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)探討

【摘要】在建筑設(shè)計(jì)中輕鋼結(jié)構(gòu)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，為了能夠設(shè)計(jì)出合理的輕鋼住宅建筑，需要在前期做好輕鋼住宅結(jié)構(gòu)建筑的施工計(jì)劃，合理分配施工時(shí)間，做好施工材料的采購工作，最終設(shè)計(jì)出抗震性能良好的輕鋼住宅建筑。為了做好輕鋼住宅建筑的設(shè)計(jì)工作，最大程度發(fā)揮輕鋼結(jié)構(gòu)的作用，本文通過對該類建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，希望能為未來的輕鋼住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供幫助。

【關(guān)鍵詞】輕鋼結(jié)構(gòu)；住宅建筑；設(shè)計(jì)

1、引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平越來越高，為了能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)需求，提高人們的生活質(zhì)量，需要做好住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在具體的設(shè)計(jì)過程中，需要注意的是要保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，提高住宅結(jié)構(gòu)的實(shí)用性。目前在住宅建筑中輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用較為廣泛，相關(guān)技術(shù)人員需要注意加強(qiáng)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和耐久性。

2、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)原則

輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)最主要的是要保證結(jié)構(gòu)的安全性、合理性和穩(wěn)定性，這是設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)工作中需要注意的幾點(diǎn)要求，為了達(dá)到這些要求需要在設(shè)計(jì)過程中對設(shè)計(jì)質(zhì)量給予足夠的重視。在輕鋼住宅建筑設(shè)計(jì)過程中需要控制好建筑自身的重量，首先應(yīng)該控制好結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量，盡量減少鋼材料的使用量。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要保證安全性和穩(wěn)定性，還需要注意結(jié)構(gòu)的美觀性，這是在保障人們生活物質(zhì)水平的基礎(chǔ)上對人民精神審美要求的滿足，因此為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化目標(biāo)，還需要注意機(jī)構(gòu)的美觀性，在設(shè)計(jì)過程中對結(jié)構(gòu)的藝術(shù)性提出要求。輕鋼結(jié)構(gòu)分為橫向部分和縱向部分，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要更多考慮的是橫向部分，比如工程施工難度、支柱支撐難度等，縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮鋼材的強(qiáng)度和其他性能對結(jié)構(gòu)的影響。

3、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)重點(diǎn)

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)需要包括以下兩項(xiàng)內(nèi)容，下文將做出具體的闡述。第一是構(gòu)件設(shè)計(jì)。輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件首先要考慮到選擇哪種鋼材型號(hào)，目前在住宅建筑中普遍采用的鋼材型號(hào)是Q235和Q345，為了降低工程管理的難度，便于施工工作的順利進(jìn)行，通常主結(jié)構(gòu)選用的鋼型材料相同。在考慮經(jīng)濟(jì)效益的情況下，設(shè)計(jì)需要采用不同鋼材進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，降低結(jié)構(gòu)成本。但是對于住宅設(shè)計(jì)來說有許多設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)規(guī)范，因此需要應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，為建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算帶來便利，減輕了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的工作壓力，同時(shí)提高了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全性和科學(xué)性。第二是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)是建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的關(guān)節(jié)，具有連接作用，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，需要設(shè)計(jì)人員對結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，采用預(yù)測的方法構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，通過對模型的分析可以避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)不一致的情況，但前提是模型構(gòu)建要保證合理。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)分為三種：半剛接、剛接和鉸接。設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)需要合理選擇連接形式，通常剛接可以保證輕鋼結(jié)構(gòu)的連接處不出現(xiàn)變形的情況。

4、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)良好開展

4.1 住宅建筑中衛(wèi)生間和廚房設(shè)計(jì)

在輕鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)過程中，衛(wèi)生間和廚房設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)工作中的重點(diǎn)問題，由于輕鋼結(jié)構(gòu)自身的原因，會(huì)影響房屋質(zhì)量。比如輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐能力較差，尤其是在廚房和衛(wèi)生間區(qū)域，設(shè)計(jì)人員需要采取相應(yīng)的防水措施，必須選擇防水材料、結(jié)合結(jié)構(gòu)做防水設(shè)計(jì)等，從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，材料防水的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及結(jié)構(gòu)防水。

4.2 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的檁條和屋面板設(shè)計(jì)

檁條和屋面板設(shè)計(jì)在輕鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中占據(jù)了關(guān)鍵位置，會(huì)影響到住宅建筑整體的安全性和穩(wěn)定性，因此在輕鋼住宅建筑設(shè)計(jì)中需要注意將檁條等間距布置，等間距的檁條布置方法會(huì)在檁條之間的屋面板上放置一個(gè)等架的支座，這樣可以在很大程度上簡化整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)工程的運(yùn)算過程。住宅檁條等間距的設(shè)計(jì)方法會(huì)讓整個(gè)屋面板依據(jù)5個(gè)跨度的距離進(jìn)行連續(xù)梁的設(shè)計(jì)，和中跨相比較這種方式的跨度較大，因此在局部會(huì)產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)問題，比如局部承載力不足等。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)輕鋼住宅建筑的過程中還需要注意屋面板尺寸的設(shè)計(jì)和屋面板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)工作，不要僅僅根據(jù)端跨中產(chǎn)生的彎矩進(jìn)行跨度計(jì)算，這樣會(huì)增加計(jì)算的誤差，降低了結(jié)構(gòu)的安全性。因此在具體的輕鋼住宅建筑檁條設(shè)計(jì)工作過程中盡量避免等距離布置，要結(jié)合彎矩力和荷載力的具體情況級逆行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在面對不等跨檁條布置方式的過程中需要確保鋼材使用的合理習(xí)慣，這樣有利于實(shí)現(xiàn)高效率的輕鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的施工順利進(jìn)行。

4.3 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和材料選擇

對于不同部位的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)需要做到具體情況具體分析，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)給予足夠的重視。在輕鋼住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括了梁與梁之間、柱與柱之間的節(jié)點(diǎn)、柱節(jié)與梁之間的節(jié)點(diǎn)，柱帽節(jié)點(diǎn)和柱腳節(jié)點(diǎn)等。為了確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的安全可靠，需要盡量選擇安全、穩(wěn)定、簡便的施工工藝，這樣可以大大降低施工難度，保障施工質(zhì)量。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)傳力特點(diǎn)可以將節(jié)點(diǎn)分為剛性節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)，目前來講剛接的應(yīng)用最為廣泛，施工工藝也最為成熟。為了能夠更好的提高施工工藝。設(shè)計(jì)人員需要選擇高質(zhì)量的施工材料，只有做好材料的把關(guān)才能更好保障結(jié)構(gòu)質(zhì)量，避免因?yàn)椴牧蠁栴}影響輕鋼住宅結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

結(jié)語：

通過以上的幾個(gè)問題的分析與探討，我們可以看到隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋼材料的產(chǎn)量和鋼的性能品質(zhì)都有了很大的提高，這為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，對于鋼材料的開發(fā)運(yùn)用給予了很大幫助，為了能夠在輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)過程中最大程度的發(fā)揮鋼材料的優(yōu)勢，需要合理規(guī)劃鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注意細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，確定好梁與梁之間的節(jié)點(diǎn)和屋面板的尺寸大小與材料強(qiáng)度、檁條間距設(shè)計(jì)等問題，才能科學(xué)合理的運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)，幫助降低結(jié)構(gòu)成本，同時(shí)這樣更好的保障設(shè)計(jì)的質(zhì)量，從而保障了相關(guān)人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全問題。

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作者簡介：

孫紅軍，吉林省易筑建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，吉林長春。