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淺析民用建筑鋼結(jié)構(gòu)及設(shè)計中的難點

2019-11-28 07:35:36鐘亞曦
建材發(fā)展導向 2019年15期
關(guān)鍵詞:集成化選型鋼結(jié)構(gòu)

鐘亞曦

(江西省建筑設(shè)計研究總院,江西 南昌 330000)

1 民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在民用建筑中的應(yīng)用有著非常明顯的優(yōu)勢,其主要體現(xiàn)在以下幾方面:第一,鋼結(jié)構(gòu)的塑性、韌性都非常好,在經(jīng)過設(shè)計師的合理設(shè)計之后,鋼結(jié)構(gòu)會有非常好的抗震性能,能夠提高民用建筑的整體抗震效果,做到“大震不倒、小震不壞”,保證建筑使用壽命的同時也能夠為人們的財產(chǎn)和生命安全提供保障。第二,由于鋼材具有非常好的性能,具有一定的藝術(shù)美感,因此,可以滿足設(shè)計師的創(chuàng)造需求和用戶對建筑美觀度的需求,形成造型新穎別致的建筑。第三,鋼材屬于一種環(huán)保且節(jié)能的產(chǎn)品化材料,與我國當前時代倡導的節(jié)能環(huán)保理念相符,符合時代發(fā)展的潮流,受到建筑部門的重視,因此,鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑中將會實現(xiàn)加速發(fā)展的勢態(tài)。

2 民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點問題及建議

雖然建筑行業(yè)已經(jīng)開始大力倡導在民用建筑中使用鋼結(jié)構(gòu),但是受到內(nèi)外因素的影響,使得民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在著一定的難點問題,其主要表現(xiàn)在:

2.1 結(jié)構(gòu)選型與布置的難點及建議

在民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)選型與布置存在著一定的問題。如:部分建筑設(shè)計師沒有根據(jù)實際情況選擇合適的結(jié)構(gòu)類型,也沒有對其進行合理的布置,導致出現(xiàn)了細微的偏差,這種偏差將會對建筑的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。此外,一些超限工程的出現(xiàn)也大大超出了我國相關(guān)規(guī)定的要求,加大了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度,這種建筑很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)變形而影響了建筑的正常使用。

針對上述問題,可以從以下幾方面進行改善:第一,結(jié)構(gòu)高度控制。在鋼結(jié)構(gòu)高度的選擇上,應(yīng)當要重點分析超高層民用建筑工程的基本特點,并根據(jù)相關(guān)建筑規(guī)范與要求,做好各項鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的控制,使其能夠達到安全指標和設(shè)計要求。第二,結(jié)構(gòu)選型。民用建筑鋼結(jié)構(gòu)選型是十分嚴格的,不僅要從實際情況出發(fā),同時也要考慮到經(jīng)濟型原則,選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)類型。如:在高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,經(jīng)常采用鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu),而不是單純地考慮到經(jīng)濟性而選擇不利于抗震的核心筒+框架的形式。第三,結(jié)構(gòu)布置。在結(jié)構(gòu)布置的過程中,平面布置應(yīng)當要遵循簡單原則,以最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式來對抗地震作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)和震動。豎向布置應(yīng)當要基于經(jīng)濟性原則,適當控制結(jié)構(gòu)體系的最大適用高度和寬度,如:框架體系最大高度為110m,最大高寬為5。對于抗側(cè)力構(gòu)件布置來說,應(yīng)當要保證結(jié)構(gòu)平面兩個方向支撐的對稱性,避免受力不均而影響了建筑的穩(wěn)定性。

2.2 集成化設(shè)計方面的難點及建議

在民用建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,很多建筑設(shè)計單位都沒有對結(jié)構(gòu)、維護體系、服務(wù)設(shè)施以及建筑構(gòu)件之間的關(guān)系進行協(xié)調(diào)處理,也沒有通過合適的手段將新的設(shè)計理念和工藝融入到傳統(tǒng)體系中,使得鋼結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)了“新結(jié)構(gòu)、老體系”的現(xiàn)象。與此同時,在民用建筑結(jié)構(gòu)中沒有很好地解決結(jié)構(gòu)與墻體之間的沖突,鋼結(jié)構(gòu)與建筑的防火、節(jié)能、保溫等方面的關(guān)系也較難處理。

基于上述問題,需要加強鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的集成化發(fā)展。第一,提高設(shè)計水平。為了加強鋼結(jié)構(gòu)的集成化發(fā)展,應(yīng)當要及時提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體水平,一方面要通過更加嚴格的招聘從源頭上提升設(shè)計隊伍的整體質(zhì)量,另一方面要通過更加全面的培訓來轉(zhuǎn)變設(shè)計人員的設(shè)計理念、設(shè)計方式等,使其具備更加先進的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計知識體系,進而站在全局的角度來進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,避免“新結(jié)構(gòu)、老體系”的現(xiàn)象出現(xiàn)。第二,促進鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑其他部分的集成化。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能會與墻體、節(jié)能、保溫等產(chǎn)生一定的沖突,因此,設(shè)計師在設(shè)計的過程中應(yīng)當要注重鋼結(jié)構(gòu)與墻體之間的連接方式,并注重連接節(jié)點的設(shè)計。如果出現(xiàn)縱向柱距較大的情況,應(yīng)當要考慮設(shè)置墻架柱。同時要在材料方面加以重視,使其不僅能夠做到節(jié)能,同時也能夠做到環(huán)保。

2.3 各部分交叉方面的難點及建議

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,一些管線從鋼梁、墻體、樓板等結(jié)構(gòu)上穿過的情況是較為常見的,而穿墻的開孔工作為設(shè)計人員帶來了一定的挑戰(zhàn),如果開孔的位置沒有選好,那么就會導致剪力不均衡,不僅影響結(jié)構(gòu)梁板的穩(wěn)定性,同時也埋下了安全隱患。

針對這種管線與鋼結(jié)構(gòu)交叉的問題,應(yīng)當要做好以下幾點工作,保證鋼結(jié)構(gòu)以及建筑的穩(wěn)定性:第一,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中,嚴格控制鋼梁腹板的剪力點,必須選擇剪力較小之處或是彎矩較小之處進行開孔,避免影響結(jié)構(gòu)梁板的穩(wěn)定性。第二,在開孔設(shè)計的過程中,必須要對其進行反復審核,并及時進行結(jié)構(gòu)加固,使其能夠滿足民用建筑墻體樓板布置管線的高精度要求。

3 結(jié)語

綜上所述,鋼結(jié)構(gòu)具有非常明顯的優(yōu)點,不僅塑性好、韌性好、節(jié)能環(huán)保,而且具有一定的藝術(shù)美感,因此,其在民用建筑中的應(yīng)用是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展的大勢所趨?,F(xiàn)階段,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在民用建筑中的應(yīng)用還存在著一定的難點,相關(guān)設(shè)計人員要對其進行全面掌握,并通過適當?shù)拇胧┘右愿倪M和優(yōu)化,促進鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑中的進一步應(yīng)用。

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