建筑鋼結構設計要點

來(lai)源：建科 瀏覽：- 發(fa)布日期：2025-09-16 14:22:08

在建筑(zhu)鋼結(jie)構(gou)設(she)(she)計中(zhong)，設(she)(she)計師需要(yao)遵循相應(ying)的(de)(de)設(she)(she)計原則，嚴格(ge)把(ba)握(wo)相關的(de)(de)設(she)(she)計要(yao)點(dian)，使整體結(jie)構(gou)與細節部分有機協(xie)調，對其中(zhong)易產(chan)生問題的(de)(de)環節要(yao)加強質(zhi)量控制，全方位(wei)提(ti)高(gao)鋼結(jie)構(gou)建筑(zhu)質(zhi)量，保證建筑(zhu)物的(de)(de)使用性能(neng)以(yi)及(ji)整體設(she)(she)計的(de)(de)美觀性、經濟性。

1、遵循設計原則

建(jian)筑鋼結(jie)構(gou)設計(ji)需要遵循(xun)以(yi)下(xia)幾方面原則：

1）穩(wen)(wen)定耐久原則(ze)。鋼(gang)結(jie)構設(she)計(ji)中(zhong)應(ying)充分(fen)考慮穩(wen)(wen)定性(xing)，穩(wen)(wen)定問(wen)(wen)題是鋼(gang)結(jie)構設(she)計(ji)中(zhong)面臨的(de)(de)(de)一個重(zhong)要(yao)問(wen)(wen)題，若因(yin)設(she)計(ji)不當出現結(jie)構失(shi)穩(wen)(wen)，不但造成巨大經(jing)濟損(sun)失(shi)，甚(shen)至(zhi)還可引(yin)發嚴重(zhong)人員傷亡。因(yin)此，設(she)計(ji)人員應(ying)充分(fen)把握鋼(gang)構件及結(jie)構的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)能，處理好(hao)鋼(gang)結(jie)構的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定問(wen)(wen)題，確(que)保鋼(gang)結(jie)構的(de)(de)(de)安(an)全可靠性(xing)。

 2）便(bian)利高效原則。在進行建筑鋼結(jie)構(gou)設計時(shi)，要高效利用鋼材資源，減輕結(jie)構(gou)自(zi)身重量(liang)，便(bian)于運輸、安裝與維護。

3）實用美(mei)觀(guan)原(yuan)則(ze)。在確(que)保鋼結(jie)構整體(ti)穩定性(xing)與耐久性(xing)等(deng)基礎性(xing)能的(de)基礎上，還(huan)應(ying)重(zhong)視設計的(de)美(mei)觀(guan)性(xing)，尤(you)其是(shi)外露(lu)結(jie)構需(xu)符合(he)相應(ying)的(de)建筑美(mei)學要求(qiu)。

2、正確選用鋼材及焊縫質量等級

在進行(xing)建(jian)筑鋼結構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)時，需依(yi)照現行(xing)規范要(yao)求，將鋼材(cai)與(yu)焊縫(feng)質(zhi)量等(deng)級(ji)標注于(yu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方案(an)中(zhong)。目前建(jian)筑鋼結構(gou)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)中(zhong)未(wei)明確(que)焊縫(feng)質(zhi)量等(deng)級(ji)，焊接(jie)作為基本的(de)(de)鋼結構(gou)連接(jie)方式(shi)，其質(zhi)量優(you)劣(lie)關乎整(zheng)體結構(gou)安(an)全與(yu)穩定性，因此設(she)(she)(she)計(ji)(ji)人員(yuan)需要(yao)根據(ju)鋼結構(gou)的(de)(de)材(cai)料以及承載力等(deng)明確(que)焊縫(feng)質(zhi)量等(deng)級(ji)。建(jian)筑鋼結構(gou)所使用(yong)的(de)(de)鋼材(cai)具(ju)有較高的(de)(de)性能要(yao)求，包括良好(hao)的(de)(de)抗拉強度、屈服強度等(deng)，在設(she)(she)(she)計(ji)(ji)方案(an)中(zhong)，要(yao)充(chong)分考慮鋼材(cai)選用(yong)的(de)(de)科學性，這對(dui)于(yu)鋼結構(gou)的(de)(de)使用(yong)性能影響(xiang)重(zhong)大(da)。

3、重要功能實現的設計要點

1）防火性能設(she)計

雖然鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)熔(rong)點比較(jiao)高(gao)(gao)，但如果處(chu)于(yu)高(gao)(gao)溫(wen)環境下，鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)也容易產(chan)生物(wu)理及化(hua)學(xue)性質變化(hua)，進(jin)而影響到(dao)整體結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)安全(quan)性。因此，在(zai)進(jin)行建筑鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)設計(ji)時，要充(chong)分考慮(lv)到(dao)防火性能的(de)(de)(de)實現。溫(wen)度越高(gao)(gao)，鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度及承(cheng)載力等都會相應降(jiang)低，如超(chao)過300℃，鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)屈服(fu)點與(yu)極限(xian)強(qiang)(qiang)度便(bian)顯著下降(jiang)；在(zai)400℃以上的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)環境中(zhong)，鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)強(qiang)(qiang)度及承(cheng)載力只(zhi)有平時的(de)(de)(de)1/2；而達到(dao)600℃以上，其內(nei)部結(jie)(jie)構(gou)(gou)會遭受完全(quan)破壞(huai)。因此，設計(ji)師(shi)需要考慮(lv)到(dao)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)防火性能設計(ji)，應用阻熱(re)法(fa)與(yu)水冷卻法(fa)等措施，使鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)構(gou)(gou)件在(zai)規定的(de)(de)(de)時間內(nei)溫(wen)度升高(gao)(gao)低于(yu)臨界值，避免火災對鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)產(chan)生嚴重的(de)(de)(de)破壞(huai)。

2）防污(wu)性能(neng)設(she)計

建(jian)筑(zhu)常(chang)見污(wu)(wu)染，包括噪聲(sheng)污(wu)(wu)染、光污(wu)(wu)染等，為(wei)了降低這些(xie)污(wu)(wu)染對建(jian)筑(zhu)物使(shi)用(yong)造成的(de)不良影響，在設(she)計(ji)(ji)時就需要(yao)進行防污(wu)(wu)性能(neng)設(she)計(ji)(ji)。噪聲(sheng)污(wu)(wu)染的(de)產生，主要(yao)是由于建(jian)筑(zhu)結構(gou)的(de)隔音效果較差而導致(zhi)的(de)，而光污(wu)(wu)染則是由于結構(gou)設(she)計(ji)(ji)不合理導致(zhi)光線干(gan)擾建(jian)筑(zhu)物使(shi)用(yong)，在進行建(jian)筑(zhu)鋼結構(gou)設(she)計(ji)(ji)時，設(she)計(ji)(ji)者要(yao)重視(shi)防污(wu)(wu)性能(neng)設(she)計(ji)(ji)。例(li)如可通過在墻體內部(bu)填充玻璃棉的(de)方式有(you)效吸收聲(sheng)音，提高建(jian)筑(zhu)物的(de)防噪音性能(neng)。

3）防腐性能設計(ji)

提高建(jian)筑鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)的(de)(de)抗(kang)腐蝕性(xing)也是保證(zheng)建(jian)筑物正常使用(yong)(yong)功(gong)能和使用(yong)(yong)壽命的(de)(de)重要因素(su)。鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)的(de)(de)防(fang)侵蝕性(xing)一(yi)直以(yi)(yi)來(lai)都是建(jian)筑行業致力(li)研究(jiu)的(de)(de)課(ke)題。隨著建(jian)筑使用(yong)(yong)時(shi)間的(de)(de)增加，鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)不可避免(mian)地會(hui)(hui)暴露于室外，經過風雨等自然(ran)力(li)的(de)(de)侵蝕必定會(hui)(hui)發生老化和生銹，不僅建(jian)筑的(de)(de)美觀度(du)會(hui)(hui)受到(dao)影響，其穩定性(xing)和安(an)全性(xing)也會(hui)(hui)大大降低。為了解決這(zhe)類問題，各種鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)防(fang)腐材料應運而生。在鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)表面涂抹防(fang)銹、防(fang)腐，以(yi)(yi)及防(fang)火蝕涂料是當前鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)設計(ji)中(zhong)最(zui)常見的(de)(de)做法(fa)之一(yi)。

4、結構選型與布置

鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)應(ying)該滲透(tou)“概念(nian)設(she)計(ji)(ji)(ji)”理(li)(li)(li)念(nian)，在結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)選(xuan)型(xing)與布(bu)置(zhi)(zhi)環(huan)節，這一設(she)計(ji)(ji)(ji)理(li)(li)(li)念(nian)至關(guan)重要(yao)。設(she)計(ji)(ji)(ji)者對(dui)于難以(yi)進行理(li)(li)(li)性(xing)精確分(fen)析(xi)的問(wen)題，可著眼(yan)于整(zheng)體(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)與分(fen)體(ti)系間的破壞機理(li)(li)(li)、力學(xue)關(guan)系等(deng)，合(he)理(li)(li)(li)確定(ding)細(xi)部構(gou)(gou)(gou)(gou)造措施。在結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)選(xuan)型(xing)中，需考(kao)慮不同鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)形式特點(dian)，如針對(dui)屋面覆蓋(gai)跨度(du)比較大(da)的建筑物(wu)，可設(she)計(ji)(ji)(ji)索模結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)體(ti)系，針對(dui)有(you)較大(da)懸掛荷載的工(gong)業廠房，可以(yi)網架(jia)替代(dai)門(men)式鋼(gang)(gang)架(jia)。結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)布(bu)置(zhi)(zhi)是整(zheng)個鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)設(she)計(ji)(ji)(ji)中的難點(dian)部分(fen)，設(she)計(ji)(ji)(ji)師既(ji)要(yao)考(kao)慮結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)整(zheng)體(ti)剛度(du)大(da)小要(yao)求，同時又(you)要(yao)考(kao)慮剛度(du)的均勻性(xing)，包括剪力墻(qiang)設(she)置(zhi)(zhi)位置(zhi)(zhi)、柱子主方向朝向等(deng)，如對(dui)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)布(bu)置(zhi)(zhi)缺乏仔細(xi)分(fen)析(xi)，那么(me)會影響(xiang)到(dao)整(zheng)體(ti)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)的抗力有(you)效性(xing)和(he)傳力途徑的合(he)理(li)(li)(li)性(xing)等(deng)，既(ji)影響(xiang)建筑物(wu)的質(zhi)量，同時又(you)背離了經濟(ji)性(xing)原則。