本文作者:衢州钢结构施工工程

钢结构建筑分析(浅谈钢结构建筑)

衢州钢结构施工工程 2周前 ( 11-15 21:28 ) 871 抢沙发
本篇文章给大家谈谈钢结构建筑分析,以及浅谈钢结构建筑对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔,本文目录一览:,1、,现代钢结构建筑设计特点?,2、,钢结构厂房建筑的优缺点?,3、,轻钢结构建筑的应用效果分析?,4、,建筑钢结构的经济性能分析?

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现代钢结构建筑设计特点?

近几年以来,城市化进程越来越快,建筑行业得到前所未有的发展,各式各样的建筑物如雨后春笋般涌现。随着人们生活水平的提升,对建筑的实用性和安全性要求也越来越高。在现代建筑工程中,钢结构设计具有一定的优越性,其应用在建筑中的范围也越来越广。笔者结合多年工作经验,探讨了建筑工程中钢结构设计的应用情况,且分析了其未来的发展趋势。

进入21世纪后,我国的工业发展速度越来越快,工业的发展需要大量的厂房,对建筑行业提出了更高的要求。在现代建筑中,钢结构建筑形式得到人们的认可和推崇,被应用于社会各行各业的发展领悟中。对比砖石结构和混凝土结构,钢结构具有其自身优势,其优势主要体现在力学性能和材料的性能等方面。基于当前钢结构设计的发展情况,钢结构建筑不仅仅是一类结构工具,而是转变为了一类中介,在特定的性能系数下,能够在建筑中发挥独特的功能,保证建筑的质量。所以,在建筑工程中,强化钢结构设计具有至关重要的作用。

1钢结构设计概论

一般而言,从经济性和物理性方面判断钢结构设计:针对物理特性,为了有效确保钢结构建筑的施工质量,必须提升钢结构建筑的物理承受力,综合考虑分布特征、体系特点和荷载性质等情况;针对经济方面,在建筑施工过程中,可以大大的节约施工成本。总体而言,在钢结构建筑施工中,不仅仅要确保刚度的均匀程度以及力学模型的清晰度,还要确保柱间扛侧支撑的分布均匀。在建材市场中,钢结构占据着很大的比例,受到施工单位的青睐,主要是因为:

(1)其他的钢筋材料与钢材不同,钢材的可塑性非常强,一般不会由于载重问题而出现折断的情况,在受到外来作用力时,钢材内部会合理的平衡与分配外来作用力。

(2)钢材质地均匀。基于特定的应力,钢结构因为受力作用,产生的实际弹性与力学计算中的理想数据比较接近,材质和内部结构都相当稳定。

(3)钢材的强度相对较大。与一般建筑材料比较,钢材的强度很大,抗震性能良好,具体抗震等级如下表所示。除此之外,钢材的体积很小,在实际施工过程中,可使用的面积比较大。钢材的内部结构比较紧密,而自身的重量较小,一旦遇到突发自然灾害,可以有效减轻建筑物的重量,降低整个工程的造价水平。

2现代钢结构建筑的发展现状

2.1相关专业人员的知识欠缺。众所周知,我国对钢结构建筑的研究比较晚,和西方发达国家具有一定的差距。钢结构设计理念传入我国后,发展的速度非常快,目前已经具有一定的规模,然而由于其传入我国的时间比较短,因此尚未构建一套完善的行业知识体系。在钢结构建筑行业内,缺少实际施工经验,技术人员没有设计出科学、合理的施工方案。在实际施工过程中,施工人员没有精准的把握建筑市场行情,阻碍了后续施工的顺利进行。由于技术人员没有充分的调查和掌握建筑市场,无法保证建成的钢结构建筑的质量。

2.2钢结构规范化和标准化问题。在我国建筑体系内,尚未形成相对全面、稳定的行业技术标准。在钢结构体系使用过程中,由于企业差异与地域性差异的存在,导致很难使用建立的规范化和标准化的结构体系。除此之外,由于有些强制性的行业行文导致钢结构体系的使用比较勉强。

3现代钢结构建筑设计要遵循的原则

3.1控制建筑的高度。在设计钢结构建筑物时,对建筑物的高度有明确的要求,通常要控制建筑物高低于35m。一旦修建的建筑物过高,在地震来临时,钢结构建筑就容易受损,出现人员伤亡的状况。

3.2体现出计算和构造的一致性。在设计钢结构建筑时,实际构造和计算数据要保持一致,基于建筑物的受力结构和载荷特点,对其进行综合分析。在施工过程中,尤其要重点设计钢结构的抗震性能,确保钢结构各方面性能都符合建筑的基本要求。

3.3保证整体结构的稳定性。在钢结构建筑的整个设计过程中,稳定性是必须重点考虑的因素,无论采取何种设计方法,都必须将稳定性设计摆在首要位置。在钢结构建筑中,如若构件出现了稳定性问题,不仅仅会造成安全隐患,甚至还会造成严重的人员伤亡事故。在钢结构建筑设计过程中,必须努力提升设计人员的安全意识,采取科学、合理的设计方式,设计出更多优秀的钢结构建筑产品。近几年来,由于钢结构稳定性问题产生的安全事故有很多,出现这些问题的原因主要是没有重视钢结构建筑的稳定性设计。

4现代钢结构建筑的设计要点分析

在钢结构建筑设计过程中,设计的程序比较复杂,需要设计者具有实际的施工经验,熟练掌握设计的关键点,保证钢结构设计符合相关的技术要求。所以,在钢结构建筑设计过程中,要把握好各个设计要点,提升钢结构建筑的整体质量。

4.1科学选择钢材及焊缝质量。在设计钢结构建筑时,要注重选择质量好的钢材,选取适宜的焊缝等级,在正式施工开始前,必须制定科学、合理的设计方案,明确设计方案中焊缝质量和钢材质量的具体要求,保证选取合适的钢材。在选择钢材时,要选取那些屈服强度好、抗拉伸能力强的钢材,满足施工的具体要求,在处理焊缝时,也要明确施工的技术标准,选取高质量的的焊缝技术,确保施工质量。

4.2重视钢结构的选型工作。在设计钢结构时,必须重点关注结构选型,其对施工目标与设计方案的实现具有直接影响。在结构选型过程中,必须设计具体的方案,基于整体的结构体系,充分考虑力学关系等,选取最适宜的结构选型,确保钢结构建筑的稳定性。

4.3重视钢结构构件的设计。在钢结构建筑设计中,构件设计是设计重点,要确保钢材的合理性,基于施工的技术标准,选择合适的材料,为了使施工顺利进行,在设计钢结构主体部分时,通常选取一种材质的材料。除此之外,为了节约施工成本,也可以综合选择施工材料,只要施工材料符合相关的技术标准就行。在选择材料时,必须保证钢材的强度大于Q345的标准。现阶段,在施工过程中,钢结构设计软件的功能得到优化和升级,可以对截面进行处理和验算,整体优化钢结构截面,对设计过程进行了简化处理,因此,设计人员只需要在软件处理的基础上进行微调就行。

4.4重视结构布局的科学性。在实际施工过程中,建筑结构设计的重点是结构布局的合理性。通常情况下,施工方案、施工工艺和施工技术会影响结构布置。在施工时,相关的设计人员必须依据钢结构工程的具体要求和设计方案,对结构布置的施工方式进行调整和优化,保证钢结构建筑的稳定性。

4.5重视做好建筑钢结构防腐防火涂装。在钢结构防腐防火涂装施工时,目的是提升钢结构的使用寿命和耐久性,确保钢结构建筑具有防火性,抵抗火灾的干扰。在实际施工设计中,一般先涂抹防腐材料,然后在钢结构表面涂抹防火材料,通常融合防火相关涂料与防火底漆、面漆、中间漆中的关键成分,避免防火涂料之间发生化学反应。在涂装具体的防火涂料时,必须先使用机械除锈,清理钢材的表面,避免灰层、油污等现象的出现。

总而言之,在我国建筑行业中,钢结构由于具有良好的特性,受到人们的认可和推崇。在建筑设计,科学、合理的使用钢结构材料,可以有效的降低施工成本、缩短建筑周期,提升建筑的抗震能力和环保水平,符合国家关于可持续发展的基本要求,提升了建筑整体的可靠性和安全性,实现建筑企业的快速发展和进步。在今后建筑行业的发展过程中,钢结构建筑将会占据大量市场份额,为了推动我国城市化进程,必须大力推动钢结构建筑的应用。

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钢结构厂房建筑的优缺点?

钢结构厂房建筑的优缺点是什么?下面中达咨询为大家详细介绍。

优点

1、用途广泛:可适用于工厂、仓库、办公楼、体育馆、飞机库等等。既适合单层大跨度建筑,也可用于建造多层或高层建筑。

2、建筑简易,施工期短:所有构件均在工厂预制完成,现场只需简单拼装,从而大大缩短了施工周期,一座6000平方米的建筑物,只需40天即可基本安装完成。

3、经久耐用,易于维修:通用电脑设计而成的钢结构建筑可以抗拒恶劣气候,并且只需简单保养。

4、美观实用:钢结构建筑线条简洁流畅,具有现代感。彩色墙身板有多种颜色可供选择,墙体也可采用其它材料,因而更具有灵活性。

5、造价合理:钢结构建筑自重轻,减少基础造价,建造速度快,可早日建成投产,综合经济效益大大优于混凝土结构建筑。

缺点

一、钢结构工程产生质量问题的分析

钢结构工程质量难以保证的原因有很多,也很复杂,既有工艺不当导致的问题,也有违反工艺操作造成的问题,还有由于施工人员的技术水平和责任心造成的问题,还有决策者失误造成的质量问题。

(一)钢材本身存在的问题

某单位在加工某大厦1200*1200*60的箱形柱时,在施焊过程中突然发现60mm作为腹板的厚板出现了撕裂现象,肉眼可见清晰的裂纹把板、从厚度方向分成两半,经过NDT检测发现裂纹深度发生在深度3mm左右,同时对同一类型同一批号的另外几张板切割的零部件进行检测,发现板内存在夹层,轧制质量不好是造成质量问题的主要原因。在焊接的过程中由于焊接产生的焊接应力作用将夹层的材料拉开。由此出现了厚板沿厚度方向撕裂的现象。

原因分析:由于使用部位的特殊性,该零部件在构件中作为腹板使用,沿纵向上下方向焊接的零部件在焊接形式上开的全熔透坡口受力的劲板,由于板内部存在的分层,焊接产生的焊接应力向外释放从而沿厚度方向撕裂了板。

可以根据实际情况采取以下的几种措施进行处理:

(1)、大量的钢材内部存在的夹层属于钢厂本身在轧制过程中产生的质量问题,已经超过了国家标准规范的要求,可以要求钢厂派人来核实,同钢厂协商退货或换货处理;

(2)、如果夹层数量较少可以征求技术部门和业主的意见,将信息反馈给钢厂,对出现的问题采取施工补救措施,可以根据无损检测的结果,在有问题的、部位采用气刨全部刨开,超过本身的深度,然后用等强度焊接材料进行填充,完毕后对表面进行处理,在规定的时间后进行NDT检测,同时对相同的构件取样进行、理化检验,达到设计规范要求可以继续使用;

(3)、在监理的见证下将该零部件割掉,重新换上满足条件的板材,换下的零部件用于非承重和非重要部位或作为辅材使用,完成后在规定的时间后进行NDT检测,做好记录。

(二)在施工流程中出现的问题

加工制作过程中较易发生质量问题且发生后处理起来很棘手的主要是特殊工序和重要工序。一般工序发生质量问题所占的比率很小。在上面的施工过程中,特殊工序有焊接、涂装,重要工序有下料,装配。

1.、焊接工序。该工序属于隐蔽工程,也是最易发生质量问题的工序之一,从2004年某公司的产品质量报表统计显示,发生该工序的质量问题中:因、为焊接质量导致的焊缝返修率高达80%以上,其次是由于上道工序操作不当和操作人员的技术问题而导致焊缝质量问题约占10%,这样问题属于直接影响工程质、量的主要问题,所以此类型的问题必须通过专业的检测公司运用专业的检测工具才可以检测、评判出来,一般根据焊缝内的缺陷类型分为夹渣、未溶合、气孔等。

2.、涂装工序。该工序也是属于隐蔽工序,对结构的影响小于对于建筑功能的影响。也是较易发生质量问题的工序。工序的质量问题主要表现在:构件表面的漆膜大面积脱落和局部脱落,构件表面的漆膜脱落、产生流挂现象,漆膜的厚度不够,漆膜厚度分布不均,漆膜的色差较大。

3.、放样下料工序。该工序属于构件加工之前的龙头,其质量的好坏对下道工序存在着直接的影响,甚至导致下料的零部件全部的报废,这种情况的发生、是很普遍的,所以在下料之前对于加强过程的质量监控是十分重要而且必要的。该工序的产生的质量问题主要表现在:对于长条和薄板类型的零部件在切割中变形比、较厉害;由于切割气体或者板材内部存在夹渣和成份分布不均匀而导致的切割面出现马牙纹、节瘤、割痕深度超标准;气割或锯切的零部件未考虑后续工序的收缩变、形而导致的零部件尺寸超标;由于工艺文件编制的失误而导致的批量零部件报废;下料切割的尺寸严重的超过了标准的要求。

4.、装配工序。该工序在构件加工的质量中占有重要的地位,其质量受上道工序的影响较大,所以在装配前加强过程的监控是非常的重要。该工序的产生、的质量问题主要表现在:装配的零部件位置错误,如3450mm装成4350mm;零部件的使用错误,本来应该装配2#零部件件,装配的却是3#另部件;零、部件在正确位置上装配错误、如板上的孔45mm本来是朝外,而实际把45mm朝内装了;装配的零部件装配间隙超过规范和技术文件的要求,3mm的间隙、7mm;有些零部件没有经过校正就进行装配,装配完成后已存在的变形没办法消除变形;操作工为图省事私自切割造成零件上孔位置尺寸超标;装焊区没有进行表、面处理;由于图纸尺寸的错误造成的装配错误。

(三)使用问题

由于钢结构厂房泡沫使用不规范,一些厂家为节省成本,用价低的无阻燃材料做填充物,导致钢结构厂房极易发生火灾引起的人员伤亡事故。

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轻钢结构建筑的应用效果分析?

从轻钢结构建筑的应用可以看到,它的应用有以下几项优势:它的应用范围较广,目前很多高层建筑、超高层建筑、厂房等都应用轻钢结构筑造。应用轻钢结构建筑能够缩短很多施工的时间,比如一幛普通的钢型结构建筑如果要施工8个月左右,那么同样结构的应用轻钢结构建筑只需要花费2个月的时间。应用轻钢建筑能够减少施工的成本,提高施工的效果。轻钢结构建筑的抗震性能比普通钢型建筑更好,多震地区可广泛应用轻钢结构建筑。轻钢结构便于建筑拆卸,减少建筑施工的其它的后续施工。

虽然轻钢结构建筑有种种优点,然而必须要看到,它也有一些不足之处,比如轻钢结构建筑容易产生局部破坏、交叉支撑破坏、节点破坏、其它施工材料的脆性破坏等。轻钢结构建筑比普通钢结构建筑更易受到周围环境的影响。为了发挥轻钢结构建筑的优势,避免其劣劣,施工人员必须以更科学的方法作好建筑设计工作。

目前国内外正在研究轻钢结构建筑的防锈、防火的问题,加强轻钢结构建筑的性能;研究新的轻钢结构的围护结构与隔断体系,突出轻钢结构的优势;研究轻钢结构建筑的复合功能。这就意味着轻钢结构建筑的应用效果已被广泛认可,未来轻钢结构建筑会被更广泛的应用。

轻钢结构建筑是指应用轻钢材质为主要建筑材质构建的建筑,目前这种建筑被广泛的应用。本次研究分析了轻钢结构建筑的概念、体系划分、应用范围及应用效果。通过本次研究的结果可以了解到,轻钢结构建筑是具有广阔前景的建筑形式,未来它会被广泛的应用到建筑施工中。

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建筑钢结构的经济性能分析?

建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题。如何控制工程造价钢结构建筑分析,充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势,工程设计阶段是关键阶段。据权威资料统计分析,在初步设计阶段,影响工程造价的可能性为75%-95%钢结构建筑分析;在技术设计阶段,影响工程造价的可能性为35%-75%;在施工图设计阶段,影响工程造价的可能性为5%-35%。以下就建筑结构体系等方面进行简要分析,探讨提高建筑经济性能的可行性的方法。

在建筑结构设计中,不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响, 像基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。下面就主要结构部分进行举例说明:

基础钢结构建筑分析:基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关,其工期约占整个建筑物主体工程的25%-30%,造价约占总造价的10%-20%,基础工程的重要性显而易见。所以设计时应重视地质勘察报告的交底工作,选择合理的基础型式,控制基础的截面尺寸与埋深。这对整座住宅楼工程造价的控制起到钢结构建筑分析了积极作用。

柱网布局与柱子:柱网布局是确定柱子的行距(跨度)和间距(每行柱子相邻两柱间的距离)的依据。一般来讲,柱网尺寸在6-12m之间,柱距小则传力路线短,上部结构节省材料,但可能基础费用高,因而柱网布局是否合理,对工程的结构造价有很大的影响。此外,柱子截面形状及大小的选择也对工程造价有着直接的影响。

梁:矩形截面梁是最普通的受弯构件,在设计时常被使用,但材料利用率很低。一是因为靠近中和轴的材料应力较低;二是梁的弯矩沿梁长是变化的。由于等截面梁大部分区段应力低,材料得不到很好利用,只有在轴心受力时,材料利用率才可提高。因此,设计时可采用平面桁架代替矩形梁,平面桁架相当于掏空的梁,将梁中多余的材料掏去,这样既经济,自重又可减轻。它还可发展为空间网架,材料的利用率就能大幅提高。

多层民用建筑设计多采用钢筋砼结构和砖混结构,很少采用钢结构,钢结构在民用房屋的应用主要还集中在高层建筑上,近年随着经济建设的发展,钢结构在民用建筑上的应用越来越多,随着钢结构在实际工程的应用经验和设计理论研究的日益广泛,及钢结构生产厂家不断推出新的钢结构产品,钢结构在多层民用建筑上的应用日渐增长,例如组合楼盖在多层民用房屋楼盖中的应用,在不降低结构安全指标的基础上,即可降低梁高、板厚,减轻结构自重和地震作用,又可获得较大的建筑空间,满足建筑使用的要求,相对钢筋砼具有较高的经济价值。轧制H型钢的大量生产,楼承板的多样化,防腐涂料及防火涂料的成熟也为多层民用房屋钢结构的应用创造钢结构建筑分析了广阔的空间,多层钢结构相对钢筋砼结构有如下特点:

质量易控制:钢结构构件工厂加工,节点螺栓连接,生产自动化程度高,精度有保证,干作业,质量易于控制,钢筋砼结构现场浇注,湿作业,质量与技工水平有很大关系。

施工工期短:钢结构工厂化生产,现场安装,工序简单,工作面大,施工速度快,钢筋砼结构要钢筋绑扎、支模、浇注、震捣、养护多道工序,耗费人力物力,施工周期长。

充分利用建筑空间:钢结构相对钢筋砼结构梁柱截面小,可以降低层高,增大有效使用面积,结构布置灵活,容易获得大空间,能够悬挑较大跨度。

基础工程量减少地震作用弱:钢结构结构自重轻,柔性好,抗震有利,基础受力减小,基础截面降低,基础工程量减少。

结构防腐、防火、建筑隔声、需做处理。

钢结构体系在降低造价方面也有特别之处,不同的结构体系和平、立面布置对工程造价的影响较明显。在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求,确定合理的平、立面布置和结构体系,才能有效控制工程造价,做到经济适用。列举如下:

根据有关资料测算分析,对于多层建筑,不同层数对土建工程造价的影响为10%-25%;不同层高对土建工程造价的影响为1.5%-12%。

门式刚架轻钢结构厂房设计,同样存在经济跨度和刚架最优间距。在工艺要求允许的情况下,尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下,门式刚架的最优间距为6m-9m,当设有大吨位吊车时,经济柱距一般为7m-9m,不宜超过9m,超过9m时,屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加,造价并不经济。

在多、高层钢结构中,楼板结构体系的工程量占有较大比重,对结构的工作性能、造价都有重要影响。在确定楼板结构方案时,主要考虑要保证楼板有足够的平面整体刚度,能减轻结构的自重及减小结构层的高度,有利于现场安装方便及快速施工,还要有较好的防火、隔音性能,并便于管线的敷设。常用楼板做法有:压型钢板组合楼板、预制楼板、叠合楼板和普通现浇钢筋混凝土楼板等。目前最常用的做法为压型钢板组合楼板和普通现浇钢筋混凝土板。当采用这两种做法时,考虑现浇板与钢梁组合成为共同受力的组合梁,能有效降低钢梁高度,较多地节约钢材。

在高层钢结构中,框架柱采用圆形钢管混凝土柱,梁、板采用钢-砼组合结构,总用钢量比普通钢结构用钢量有大幅度减小,能有效降低工程造价。

钢结构建筑所具有的优点决定其必将具有强大的生命力。钢结构体系,制造工场化,施工干作业,工期短,工业化程度高,无污染,无建筑垃圾,符合建筑市场发展趋势。可见随着钢结构的进一步发展,钢结构体系值得在多层民用建筑中推广使用。

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钢结构建筑分析(浅谈钢结构建筑) 钢结构玻璃栈道设计

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