鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

王好強 安鴻彬

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，城市建筑工程的發(fā)展規(guī)模也在不斷擴大。在進(jìn)行工程建設(shè)的時候，鋼結(jié)構(gòu)是建筑的重要組成部分，同時也是主要結(jié)構(gòu)，其具備較為理想的穩(wěn)定性，在我國住宅建筑中有廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計品質(zhì)會直接影響到建筑物的綜合質(zhì)量。基于此，本文嘗試對鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點以及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);優(yōu)勢分析;設(shè)計

文章編號：2095-4085（2020）05-0029-02

與西方發(fā)達(dá)國家相比較，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國發(fā)展較晚，改革開放以后我國才開始正式將鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中進(jìn)行應(yīng)用。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)中的應(yīng)用也變得越來越普遍，并且取得了較為理想的應(yīng)用效果。鋼結(jié)構(gòu)的開發(fā)以及設(shè)計安裝使得建筑物的穩(wěn)定性得到了很大的提升，尤其是在住宅建筑中進(jìn)行應(yīng)用之后，使得外圍護(hù)墻以及內(nèi)隔墻體、樓板體系的質(zhì)量得到了很大提升。

1 鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點分析

1.1 鋼結(jié)構(gòu)材料強度高、韌性好

對于鋼結(jié)構(gòu)來說，將其與傳統(tǒng)的建筑施工中受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，由于鋼材的強度以及韌性要優(yōu)于傳統(tǒng)的混凝土以及木材等材料，因此，鋼結(jié)構(gòu)特別適合應(yīng)用到一些體積大、跨度大以及載重大的住宅建筑當(dāng)中。韌性好是鋼材最為突出的優(yōu)勢，在住宅建筑中運用鋼結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)建筑因為承載過大而變形的情況[1]。同時，鋼材自身還具備較為理想的抗震性能，可以應(yīng)用在多種建筑工程的建設(shè)施工當(dāng)中。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)施工周期短

對于鋼結(jié)構(gòu)來說，其整體結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，再加上所應(yīng)用的材料具有單一化的特點，因此具備施工方便的優(yōu)勢。對于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)或者木材結(jié)構(gòu)來說，往往所需要的材料具有多樣化的特點，這也為施工操作帶來了一定難度。而對于鋼結(jié)構(gòu)來說，其構(gòu)件精度高，只需要應(yīng)用簡單的螺絲以及螺母就能實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)的安裝，還可以在地面上對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，當(dāng)組裝完成之后再將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到建筑施工當(dāng)中，這樣一來也使得施工效率有了很大的提升。此外，由于鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中進(jìn)行應(yīng)用的時候并不會涉及到焊接操作，這也使得鋼結(jié)構(gòu)的改裝變得更加方便，同時也方便了房屋拆遷工作的進(jìn)行[2]。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)重量輕

將鋼材與傳統(tǒng)的混凝土施工材料進(jìn)行比較，可以看出鋼材雖然比混凝土材料等建筑材料的密度大、穩(wěn)定性強，但是卻比這些材料的質(zhì)量輕很多，主要是由于鋼材料的強度與密度之比要比混凝土大很多，這也就使得同樣重量的鋼結(jié)構(gòu)要比混凝土結(jié)構(gòu)承載能力強很多。此外，由于鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量較輕，因此在對其進(jìn)行運輸?shù)臅r候也更加方便。但是鋼結(jié)構(gòu)也存在一定的缺點，主要體現(xiàn)在抗腐蝕性以及耐火性較差，再加上鋼結(jié)構(gòu)的成本費用以及后期結(jié)構(gòu)維護(hù)費用較高。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原則

2.1 穩(wěn)定性原則

在展開建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要注意嚴(yán)格遵守設(shè)計原則，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況來展開，如果設(shè)計理念與本次項目施工建設(shè)理念不符合勢必會導(dǎo)致住宅建筑的綜合質(zhì)量受到影響。對于鋼結(jié)構(gòu)來說，在施工過程中進(jìn)行應(yīng)用的時候應(yīng)該注意遵守穩(wěn)定性原則，目前，大多數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計都是在平面體系上完成的，在進(jìn)行框架設(shè)計的時候也是如此[3]。因此，要保證平面結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候不要出現(xiàn)平面失穩(wěn)的情況，要注意對平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布置，從而提升鋼結(jié)構(gòu)的綜合穩(wěn)定性。

2.2 一致性原則

在展開鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要保證設(shè)計結(jié)構(gòu)與構(gòu)件之間的穩(wěn)定性相一致，在展開結(jié)構(gòu)計算的時候，要注意將其與鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計相符合。要將傳遞彎矩與不傳遞彎矩的節(jié)點進(jìn)行連接，這樣可以使鋼結(jié)構(gòu)的剛度以及柔韌性得到保證，也更加方便對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計師在展開設(shè)計工作的時候，應(yīng)該注意將框架節(jié)點的桿架偏心距離進(jìn)行準(zhǔn)確控制，這是設(shè)計過程中不可忽略的重要問題。但是很多時候在涉及到鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題的時候，需要鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員對工程建設(shè)的實際情況充分考慮，從而對鋼結(jié)構(gòu)的強度進(jìn)行靈活設(shè)置。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該重點注意的問題

在展開鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，有很多設(shè)計要點需要重點注意，這樣才能夠保證最終鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而使得建筑的綜合品質(zhì)得到保證。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作應(yīng)用特別注意以下幾點。首先，建筑施工中應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)有低層和多層之分。對于低層來說，通常不會超過3層，主要是運用在別墅或者低層住宅樓中。多層一般會用在公寓的建設(shè)施工中，當(dāng)高度超過9層的時候，要注意對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，通常情況下不建議鋼結(jié)構(gòu)建筑物的高度超過12層，否則很可能會對建筑物的綜合穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。其次，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能與結(jié)構(gòu)的布置規(guī)則性有直接關(guān)系。對于住宅建筑來說，在展開鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的時候，要注意對其抗震性能進(jìn)行保證，這就需要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行均勻布置。彈性設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，想要保證鋼結(jié)構(gòu)的彈性設(shè)計綜合品質(zhì)，在展開設(shè)計工作的時候要注意對彈塑性層間的位移進(jìn)行準(zhǔn)確計算，從而使結(jié)構(gòu)布置符合工程建設(shè)的實際需求。最后，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)平面設(shè)計的時候，要盡量保證結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及對稱性，這樣可以使鋼結(jié)構(gòu)的受力更加均勻。如果鋼結(jié)構(gòu)的平面形狀不規(guī)則，例如出現(xiàn)了L形或者F形，很容易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的綜合穩(wěn)定性受到影響。尤其是對于支撐剪力墻結(jié)構(gòu)來說，一旦出現(xiàn)不對稱或者結(jié)構(gòu)不均勻的情況，很容易導(dǎo)致剪力墻的結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移。一般情況下，如果樓層的最大彈性水平位移超過質(zhì)心水平位移的1.2倍，則視為平面結(jié)構(gòu)不規(guī)則，要及時對其進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié) 語

總而言之，將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到我國房屋建筑建設(shè)當(dāng)中，可以使建筑物的穩(wěn)定性得到有效提升，符合現(xiàn)階段我國建筑工程行業(yè)的發(fā)展需求，適合在城市建設(shè)中進(jìn)行應(yīng)用。隨著我國相關(guān)政策的不斷出臺，使得鋼結(jié)構(gòu)住宅獲得了更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭志章.鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思路分析[J].城市地理，2018，20（4）：169-170.

[2]馬琳琳.關(guān)于多層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房設(shè)計要點的探究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016，27（7）：458-458.

[3]李徐，劉榮承.鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（31）：848.