论文部分内容阅读
摘要：随着社会经济不断发展和城市化水平不断加快，我国的建筑行业也在不断的更新和发展，主要体现的特别是民用建筑，就目前而言，我国民用建筑的数量像雨后春笋一般一个个的出现，而且越来越多。正因如此，民用结构的质量好与坏受到了社会很多相关人员的研究和调查，因为这是直接关系到人们的生命财产安全的。本文将对民用建筑钢结构及设计中的难点进行简单的分析和探讨，希望早日找出解决方案来提高民用建筑钢结构的使用效果。
关键词：民用建筑；钢结构；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
城市建设进程的加快，大量人口涌入到城市当中，城市用地呈现非常紧张的局面，在这种情况下，高层建筑项目得以快速发展起来。高层建筑由于其垂直高度较大，而且结构较为复杂，需要具有良好的承载力和抗震性，所以对于建筑材料、施工技术和结构设计具有越来越高的要求。特别是目前高层建筑结构开始向复杂化和多样化的方向发展，这就给结构设计师带来了更大的挑战。
一、民用建筑结构設计分析
一般来说，民用建筑的蛀牙元素包括梁、柱、板、地基等建筑的各种内容。比较好的建筑结构设计是对房屋安全的重要保证，但是建筑结构的形式主要就是为建筑的美观来服务的，而且还要对建筑各方面的需求逐渐的满足。下面是对我国常用的结构形式的特征介绍。
（一）、框架结构
框架结构的灵活点应该在平面中进行有效的设置，并且对结构进行承重以及结构分隔构件等等都有着非常高的要求，与此同时还应该满足建筑物的使用功能和建筑物的生产工艺等有关的要求。建筑物的结构框架一般都使用钢筋混凝土或者型钢材料，因为这些材料有着比较好的抗弯曲和抗压的能力，在民用建筑中使用这些材料，会使得建筑物的抗震能力以及建筑物的延通性保持比较好的性能，但是这些材料大部分都是在多层建筑或者高度在50米以下的建筑中使用，所以目前来说，我国很多民用民用建筑大部分都是采用这些材料来完成结构框架。除此之外，在对框架结构展开平面布置的时候，尽量要使用平面或者立面形状，这样的话能够让建筑物始终保持一种比较好的均匀状态。
（二）、剪力墙结构
剪力墙是建筑物中的分隔墙、承重墙等，对于剪力墙的安排与设计，必须要让建筑物符合平面布置的相关要求，这不仅仅因为剪力墙有比较好的承载能力和比较好的空间作用能力，正常的情况下，剪力墙的使用在高层建筑中使用的比较多。因为建筑物的平面在一边的建筑中平面开间很容易受到剪力墙之间的影响，所以，剪力墙在公寓或者旅馆的建筑上有着非常好的实用性。为了对高层进行有效的节约，在建筑中可以不设梁，大部分情况可以使用混凝土平板作为剪力墙结构中楼盖结构就行了。
二、钢结构在民用建筑中的应用
（一）、钢结构建筑的优点
(1)有非常高的预工程化程度。预工程化钢结构建筑这个概念来自西方，它实现了材料加工和安装的一体化，能有效地降低材料耗损，从而节约工程成本。并且这种结构能节约施工时间，缩短工期，使建筑早日完工并投入到使用中。(2)钢结构使建筑物的高度更高，空间跨度更大。这主要是因为钢材组织均匀，与各项同性均质体相似，强度高，结构弹性也很好；在相同受力情况下，钢结构的自重小，因而可以将建筑物做成跨度较大的结构体系，达到增减横截面积从而扩大承载能力的效果。 (3)钢结构使建筑具有艺术美，能满足人们审美的视觉需求。它在结构设计上，充分体现了材料的真实与结构的逻辑性，将技术与艺术完美的结合在了一起。尤其是现代化钢结构的发展，将结构的受力体系从平面发展到空间范围内，充分展现了钢结构的独特魅力。(4)钢结构具有节约成本，环保的特点。在现代建筑中合理使用钢结构，只要控制好钢结构施工技术，就能有效节约工程成本，建设高效优质低耗的工程。钢结构施工材料对环境的损害少，改建和拆建非常方便，对环境破坏小，污染也少，是一种新型的绿色环保建筑。
（二）、钢结构在民用建筑中的应用
一般的民用住宅使用砖混结构。在大量的住宅设计施工中，都应用了预制构件的方法来预制空心楼板，建设大规模住宅体系等。随着建筑行业的不断发展，钢结构在民用建筑中也得到了广泛运用，具有很强的推广意义。在实际运用中要处理好技术准则与标准、规范的关系，技术准则与新体系、新材料、新工艺以及新技术之间的关系，技术准则与经济指标的关系。钢结构的重量轻、强度高，其弹性比钢筋混凝土好，在施工中使用的钢结构重量是混凝土的1/2左右，且使用面积比混凝土高出4%左右。
三、钢结构设计的难点
（一）、钢结构的抗震性设计难点
对于不同的地区来说，其地壳的活跃程度也存在着很大的区别，有些地区的地壳波动程度非常的剧烈，而有的地区其波动程度是比较小的，因而发生地震的时候其地震强度也有着一定的差异。在传统的房屋建设过程中，混凝土结构的房屋为了尽可能的降低地震所带来的破坏，对于地震较为活跃的地区和较为稳定的地区的房屋结构设置了非常明确的抗震等级。但是对于钢结构来说，由于其硬度高的特点，自身就具备一定的抗震能力，因而运用钢结构的房屋并没有明显的等级区别。钢结构在房屋结构设计的应用过程中，需要全面考虑钢结构材料自身的结构形式、能够承受的地震强度以及房屋的特点等重要影响因素。同时将这些因素之间的区别作为设计的重要依据，通过设计不同的钢结构类型来达到不同程度的抗震效果。
（二）、钢材选用质量等级和焊接质量等级的选用
国家颁布的关于钢结构设计标准书中明确规定钢材料的质量等级必须要有正确的标识，并且需要满足焊接质量等级的相关标准。但是在实际的应用过程中，对于选取的材料的质量等级并没有提供较为准确的标准，仅仅是标明了钢材使用材料的类别。因而需要对钢材材料的质量等级和焊接质量等级进行准确的选用。首先，在钢结构的房屋建设过程中所选用的钢材材料需要具备一定的抗压力、负重性好以及可延伸性，同时还需要承受相当强度的冷热冲击。根据实际的建设经验，钢材材料在选择的时候要选用Q级以上的碳结构钢以及低合金高强度的结构钢，这样就可以有效的保证钢结构的延伸性和韧性。除此之外，钢材的焊接需要具备标准的碳含量证书，同时焊接质量等级要高于二级。
（三）、围板墙质量难以全面地保证的问题
在民用建筑中使用钢结构时，在选材方面就具有一定的难度，要考虑材料的可重复、可循环和可再生性，最大限度的节约材料资源。施工中很多因素都会影响围护墙板的质量，导致外墙裂缝现象、建筑物漏水等问题。目前外墙板应用在钢结构民用建筑方面的规模和推广范围比较小，这主要是由于部分墙体墙板的施工成本比较高。与常规墙体造价相比，其单位建筑面积的投资额会增加60元/m2，且会伴随墙体和结构衔接不够融洽的现象，尤其是定型板材与不同建筑结构相配套的问题。板材的选择工作十分重要，如果板材使用不合理就会出现板与板之间衔接裂缝，造成严重的质量问题。
（四）、楼板、管线以及钢结构墙体难以合理地交叉问题
钢结构设计中，很难避免专业管线从钢梁、墙体或者楼板等结构上穿过这种情况。在施工过程中需要在钢梁腹板上大量的开孔，由于开孔过程中必须要选择剪力较小的地方，或者是弯矩较小处，因而给结构设计人员的工作带来了挑战，在结构设计上要严格控制钢梁腹板的剪力点。而目前在民用建筑中，经常出现随处开孔的现象，这种操作具有危险性，会影响结构梁板的稳定性能，造成结构的安全隐患。在开孔施工中必须要慎重，一定要对设计进行反复审核，及时进行结构设计的加固，使结构不断满足住宅墙体楼板布设管线精度的要求。
结束语
综上所述，钢结构在建筑物建造过程中具有很强的使用和推广价值，它能增加建筑物空间跨度和高度，并且能满足现代化建筑物在外形审美和内部构造上的需求，极大地推动着建筑行业的发展。虽然目前在钢结构设计上还存在一些问题，无法实现钢结构的使用效果和价值，但是结构设计中存在的难点已经得到技术人员的密切关注。
参考文献
[1]王新章.高层建筑结构设计探讨[J].建筑与发展，2009（9）：101-103.
[2]赵青云．浅谈钢结构民用建筑的质量问题［J］．中国科技纵横，2010(7)．
关键词：民用建筑；钢结构；设计
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
城市建设进程的加快，大量人口涌入到城市当中，城市用地呈现非常紧张的局面，在这种情况下，高层建筑项目得以快速发展起来。高层建筑由于其垂直高度较大，而且结构较为复杂，需要具有良好的承载力和抗震性，所以对于建筑材料、施工技术和结构设计具有越来越高的要求。特别是目前高层建筑结构开始向复杂化和多样化的方向发展，这就给结构设计师带来了更大的挑战。
一、民用建筑结构設计分析
一般来说，民用建筑的蛀牙元素包括梁、柱、板、地基等建筑的各种内容。比较好的建筑结构设计是对房屋安全的重要保证，但是建筑结构的形式主要就是为建筑的美观来服务的，而且还要对建筑各方面的需求逐渐的满足。下面是对我国常用的结构形式的特征介绍。
（一）、框架结构
框架结构的灵活点应该在平面中进行有效的设置，并且对结构进行承重以及结构分隔构件等等都有着非常高的要求，与此同时还应该满足建筑物的使用功能和建筑物的生产工艺等有关的要求。建筑物的结构框架一般都使用钢筋混凝土或者型钢材料，因为这些材料有着比较好的抗弯曲和抗压的能力，在民用建筑中使用这些材料，会使得建筑物的抗震能力以及建筑物的延通性保持比较好的性能，但是这些材料大部分都是在多层建筑或者高度在50米以下的建筑中使用，所以目前来说，我国很多民用民用建筑大部分都是采用这些材料来完成结构框架。除此之外，在对框架结构展开平面布置的时候，尽量要使用平面或者立面形状，这样的话能够让建筑物始终保持一种比较好的均匀状态。
（二）、剪力墙结构
剪力墙是建筑物中的分隔墙、承重墙等，对于剪力墙的安排与设计，必须要让建筑物符合平面布置的相关要求，这不仅仅因为剪力墙有比较好的承载能力和比较好的空间作用能力，正常的情况下，剪力墙的使用在高层建筑中使用的比较多。因为建筑物的平面在一边的建筑中平面开间很容易受到剪力墙之间的影响，所以，剪力墙在公寓或者旅馆的建筑上有着非常好的实用性。为了对高层进行有效的节约，在建筑中可以不设梁，大部分情况可以使用混凝土平板作为剪力墙结构中楼盖结构就行了。
二、钢结构在民用建筑中的应用
（一）、钢结构建筑的优点
(1)有非常高的预工程化程度。预工程化钢结构建筑这个概念来自西方，它实现了材料加工和安装的一体化，能有效地降低材料耗损，从而节约工程成本。并且这种结构能节约施工时间，缩短工期，使建筑早日完工并投入到使用中。(2)钢结构使建筑物的高度更高，空间跨度更大。这主要是因为钢材组织均匀，与各项同性均质体相似，强度高，结构弹性也很好；在相同受力情况下，钢结构的自重小，因而可以将建筑物做成跨度较大的结构体系，达到增减横截面积从而扩大承载能力的效果。 (3)钢结构使建筑具有艺术美，能满足人们审美的视觉需求。它在结构设计上，充分体现了材料的真实与结构的逻辑性，将技术与艺术完美的结合在了一起。尤其是现代化钢结构的发展，将结构的受力体系从平面发展到空间范围内，充分展现了钢结构的独特魅力。(4)钢结构具有节约成本，环保的特点。在现代建筑中合理使用钢结构，只要控制好钢结构施工技术，就能有效节约工程成本，建设高效优质低耗的工程。钢结构施工材料对环境的损害少，改建和拆建非常方便，对环境破坏小，污染也少，是一种新型的绿色环保建筑。
（二）、钢结构在民用建筑中的应用
一般的民用住宅使用砖混结构。在大量的住宅设计施工中，都应用了预制构件的方法来预制空心楼板，建设大规模住宅体系等。随着建筑行业的不断发展，钢结构在民用建筑中也得到了广泛运用，具有很强的推广意义。在实际运用中要处理好技术准则与标准、规范的关系，技术准则与新体系、新材料、新工艺以及新技术之间的关系，技术准则与经济指标的关系。钢结构的重量轻、强度高，其弹性比钢筋混凝土好，在施工中使用的钢结构重量是混凝土的1/2左右，且使用面积比混凝土高出4%左右。
三、钢结构设计的难点
（一）、钢结构的抗震性设计难点
对于不同的地区来说，其地壳的活跃程度也存在着很大的区别，有些地区的地壳波动程度非常的剧烈，而有的地区其波动程度是比较小的，因而发生地震的时候其地震强度也有着一定的差异。在传统的房屋建设过程中，混凝土结构的房屋为了尽可能的降低地震所带来的破坏，对于地震较为活跃的地区和较为稳定的地区的房屋结构设置了非常明确的抗震等级。但是对于钢结构来说，由于其硬度高的特点，自身就具备一定的抗震能力，因而运用钢结构的房屋并没有明显的等级区别。钢结构在房屋结构设计的应用过程中，需要全面考虑钢结构材料自身的结构形式、能够承受的地震强度以及房屋的特点等重要影响因素。同时将这些因素之间的区别作为设计的重要依据，通过设计不同的钢结构类型来达到不同程度的抗震效果。
（二）、钢材选用质量等级和焊接质量等级的选用
国家颁布的关于钢结构设计标准书中明确规定钢材料的质量等级必须要有正确的标识，并且需要满足焊接质量等级的相关标准。但是在实际的应用过程中，对于选取的材料的质量等级并没有提供较为准确的标准，仅仅是标明了钢材使用材料的类别。因而需要对钢材材料的质量等级和焊接质量等级进行准确的选用。首先，在钢结构的房屋建设过程中所选用的钢材材料需要具备一定的抗压力、负重性好以及可延伸性，同时还需要承受相当强度的冷热冲击。根据实际的建设经验，钢材材料在选择的时候要选用Q级以上的碳结构钢以及低合金高强度的结构钢，这样就可以有效的保证钢结构的延伸性和韧性。除此之外，钢材的焊接需要具备标准的碳含量证书，同时焊接质量等级要高于二级。
（三）、围板墙质量难以全面地保证的问题
在民用建筑中使用钢结构时，在选材方面就具有一定的难度，要考虑材料的可重复、可循环和可再生性，最大限度的节约材料资源。施工中很多因素都会影响围护墙板的质量，导致外墙裂缝现象、建筑物漏水等问题。目前外墙板应用在钢结构民用建筑方面的规模和推广范围比较小，这主要是由于部分墙体墙板的施工成本比较高。与常规墙体造价相比，其单位建筑面积的投资额会增加60元/m2，且会伴随墙体和结构衔接不够融洽的现象，尤其是定型板材与不同建筑结构相配套的问题。板材的选择工作十分重要，如果板材使用不合理就会出现板与板之间衔接裂缝，造成严重的质量问题。
（四）、楼板、管线以及钢结构墙体难以合理地交叉问题
钢结构设计中，很难避免专业管线从钢梁、墙体或者楼板等结构上穿过这种情况。在施工过程中需要在钢梁腹板上大量的开孔，由于开孔过程中必须要选择剪力较小的地方，或者是弯矩较小处，因而给结构设计人员的工作带来了挑战，在结构设计上要严格控制钢梁腹板的剪力点。而目前在民用建筑中，经常出现随处开孔的现象，这种操作具有危险性，会影响结构梁板的稳定性能，造成结构的安全隐患。在开孔施工中必须要慎重，一定要对设计进行反复审核，及时进行结构设计的加固，使结构不断满足住宅墙体楼板布设管线精度的要求。
结束语
综上所述，钢结构在建筑物建造过程中具有很强的使用和推广价值，它能增加建筑物空间跨度和高度，并且能满足现代化建筑物在外形审美和内部构造上的需求，极大地推动着建筑行业的发展。虽然目前在钢结构设计上还存在一些问题，无法实现钢结构的使用效果和价值，但是结构设计中存在的难点已经得到技术人员的密切关注。
参考文献
[1]王新章.高层建筑结构设计探讨[J].建筑与发展，2009（9）：101-103.
[2]赵青云．浅谈钢结构民用建筑的质量问题［J］．中国科技纵横，2010(7)．