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高層鋼結構建筑工程設計及注意事項
時間:2019-5-22 9:15:27
 
1引言

隨著對地震地質災害的重視,建筑行業開始研究房屋的抗震性,通過提高建筑質量的方式減少地震地質災害中人員的傷亡以及財產的損失。因為高層建筑存在體積大、工程大等特點,所以對高層鋼結構建筑進行抗震設計需要考慮很多因素,需要設計師的專業技能和建筑物團隊的實踐經驗。


2高層鋼結構建筑抗震設計原則


2.1選擇合適的建筑設計方案

建筑設計人員需根據選擇的建筑區域合理規劃建筑設計方案。建筑設計人員需要根據所選區域的地理條件和天氣狀況,決定高層建筑的樓層高低,完成對高層鋼結構建筑框架的建設。建筑設計方案的內容需體現每個區域的作用,避免造成區域浪費,也可提高高層建筑的功能。建筑設計人員可以聘請專業的鋼結構設計師完成鋼結構設計工作,也可以參考國內外眾多高層建筑的設計方案,對設計的精髓進行掌握和學習,最主要是結合建筑區域的各種條件選擇適合完成建筑施工的設計方案。


2.2重視高層鋼結構建筑體系

高層鋼結構建筑是維持高層建筑穩定性的重要基礎,建筑設計人員需重視高層鋼結構建筑的建設,為建筑建立良好的框架。建筑設計人員想順利完成高層鋼結構建筑的建設,需要從材料選擇和方案確立兩個方面入手,建筑設計人員需要選擇優質的鋼鐵材料完成框架的搭建,在此過程中盡量選擇施工效果明顯的機械設備,以此提高建筑的完成效率。建筑設計人員需選擇合適的鋼結構體系建造方案,主要考慮居住人口數量、居住人口密集程度對鋼結構進行設計,并通過虛擬技術判斷鋼結構設計的合理性。


2.3合理規劃建筑區域

現代科技發達,建筑設計人員可以通過使用地震檢測儀器判斷地震頻發區域,為保障建筑設計人員的人身安全和居民的人身安全,建筑設計人員需合理規劃建筑區域,避免選擇有地震發生趨勢的地區,避免造成較大的安全隱患。對普通地區進行建筑區域選擇時,建筑設計人員需對人口密集處建筑逃生通道,保證人民的生命安全和出行安全。合理規劃建筑區域是建筑設計人員需做好的前期工作,其會影響高層建筑的整體防震性,并對未來城市的規劃建設起著重要的作用。


3高層鋼結構建筑抗震設計要點


3.1控制結構特點

建筑設計人員最先要完成鋼結構的設計,保障鋼結構的堅固性和穩定性,可以通過使用抗震性較好的材料實現。在完成鋼結構的搭建后,建筑設計人員需要對鋼結構進行彈性檢測,確保鋼結構具有足夠的彈性抵御地震等災害,這樣能減小地震對建筑的破壞程度。高層建筑屬于豎向結構,對地面產生著較大的重力作用,建筑在遇到地震等災害時,豎向結構會發生改變,所以建筑材料需提高鋼結構豎向結構的穩定性。


3.2貫徹抗震設計理念

建筑設計人員需貫徹抗震設計理念,以提高高層鋼結構建筑的防震性。建筑設計人員需考慮鋼結構的承載能力,對建筑空間布局進行適當調整,以提高高層鋼結構建筑的穩定性。高層鋼結構建筑主要以寬敞為主,帶給居民較好的居住體驗,因為高層鋼結構建筑的設計決定高層建筑的外觀和性能,所以建筑設計人員需貫徹設計理念。建筑設計人員需選擇質地較硬的鋼鐵材料,以免出現鋼結構彎曲等狀況造成安全隱患。建筑設計人員可以通過積累實踐經驗驗和參考國內外優秀的抗震設計案例,掌握基本的抗震設計理念。


3.3采取抗震措施

建筑設計人員需采取抗震措施,在建筑材料的選擇上,建筑設計人員優先選擇抗震性良好的材料,盡量選擇密度大、分子間聯系緊密的施工材料。建筑設計人員在確定建筑設計方案內容時,需重點關注逃生通道的建設和遭遇災害的條款,以此加強建筑設計方案內容的嚴謹性。建筑設計人員需采用獨特的建筑材料搭建工藝,提高高層鋼結構建筑的抗震性與消震性,既能提高人們居住的舒適程度,也能提高房屋整體的安全性能。建筑設計人員需在施工后期展開防震措施檢測工作,確保建筑采取的防震措施達到標準。


3.4考慮高層建筑整體性

建筑設計人員在對高層鋼結構建筑進行設計時,需考慮高層建筑的整體性,結合高層建筑的受力特點使建筑滿足防震要求。建筑設計人員需提高鋼結構各部件聯系的緊密程度,并調整鋼結構各部件的受力強弱關系,確保鋼結構受力均勻。建筑設計人員需重點考慮高層建筑的總體性,避免強化局部結構穩定性而造成建筑受力不均的狀況,并將鋼結構變形區域做好轉移等工作,這是提高高層鋼結構建筑抗震性能的手段,也能強化高層建筑的整體性,減少地震地質災害對建筑質量的影響。


4建筑鋼結構工程設計注意事項


4.1在建筑鋼結構工程設計中軟件的對比

在設計建筑鋼結構圖的時候,必須要同時做出構件表與材料表,并且其間包含了最早的材料計劃。在拿到圖紙后第一件事就是將材料計劃進行制定。而在進行深化設計的過程中,往往是通過電腦軟件進行設計的,當前市面上有不同品牌、不同功能的設計軟件,不同的軟件都有著不同的優缺點。比如說普通門式鋼架,要求在短時間內完成,那么使用CAD軟件就能夠輕松實現,CAD軟件的圖形編輯功能相當全面,同時能夠支持二次開發,并且在圖形格式的轉換上也相當便捷。比如說將EXCEL表格導入到CAD,給材料表格的制做帶來極大的便利。但是CAD也有一個致命的缺點就是無法觀看3D模型;TEKLA與PKPM這兩款軟件能夠觀看3D模型,同時3D模型也能夠生成2D加工詳圖,并且也具備2D的繪圖以及碰撞線校驗功能。而TEKLA與PKPM軟件的缺點就是在生成的工程圖紙上無法進行詳細標注,并且清晰度嚴重不足,造成浪費了大量的時間在調圖上。除此之外TEKLA軟件的出錯率較低,通常在高層、多層建筑中較為受歡迎。


4.2建筑鋼結構設計步驟

建筑鋼結構在繪圖前,繪制人員必須要對整體鋼結構進行了一個全面性地了解,了解制圖規范,確立深化設計流程:(1)首先,對鋼結構設計圖進行了解;(2)其次,和相關專業進行溝通、交流;(3)第三點,制做模型并將詳圖繪制出來。詳圖在設計上主要運用CAD軟件以及TEKLA軟件進行建模。除此之外采用國內的PKPM軟件也是可行的。


4.3關于建筑鋼結構工程的穩定性

(1)想要確保鋼結構穩定性,就必須要從結構的整體出發;(2)根據鋼結構的整體硬度與可靠性來看,最好是通過折減系數法與臨界壓力求解法來進計算。在軸心壓桿穩定的計算上也是運用這兩種方式進行。(3)在進行彈性穩定計算的時候,不能夠只考慮到結構的整體性,同時也要對二階分析進行關注。因為結構內力會因為柔性構件變型量而產生差異。設計建筑鋼結構必須要嚴格按照結構的設計要求進行,并且對于強度與穩定性的區分方式進行掌握。強度的大小在于使用材料的性質,穩定性則是在應對強度問題的時候,必須要找到其不穩定的平衡狀態。


5建筑鋼結構工程設計的規范


5.1鋼材的選擇

(1)現階段國內的鋼材品種多,而且質量良莠不齊,想要從中選擇出最合適的鋼材難度相當高;(2)在建筑工程中,鋼結構建筑的種類也越來越多,不同建筑物對于鋼材結構的強度、荷載、變形度等要求也都各有不同,如果選擇了不適用的鋼材,不僅造成浪費,也給整個建筑工程帶來了安全隱患,因此鋼材的選擇是相當重要的。


5.2確定建筑鋼結構的適用性

現階段鋼結構主要的運用對象是跨度大、荷載量大、規模與型體復雜的高層、多層建筑物中。對于安裝拆卸的便捷、承重負荷的上限、以及振動幅度等方面都有嚴格的要求,所以在鋼結構設計的時候,要對整體施工內容都要進行全面性地分析與總結,并且認真考慮設計出的鋼結構能否符合工程要求。


6結語
根據高層鋼結構建筑抗震設計要點,提高高層鋼結構建筑抗震功能是建筑設計人員當前的首要任務,建筑設計人員想要提升高層鋼結構建筑抗震功能,需要完成對高層鋼結構建筑抗震設計的熟練運用,通過在實踐中積累經驗,才能保證建筑設計人員順利完成高層鋼結構建筑抗震設計工作。建筑設計人員在實現高層鋼結構建筑抗震設計過程中會遇到難題,只要建筑設計人員以為人民創造良好的居住環境為目的,就能順利完成高層鋼結構建筑抗震設計,提高高層建筑的質量和穩定性。

 
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