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鋼結構的十項設計理念

分類:
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作者:
2018/07/11 18:32
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【摘要】:
在鋼結構建筑施工當中,需要考慮鋼結構的基本屬性和技術特征,提出建造健康鋼結構需要的以下理念。  1、主從有序各得其所  建筑鋼結構工程的建設,從立項,設計,制造,安裝到建成使用,需要眾多方面和許多專業工種的參與,主要有建筑、結構、給水、空調、電氣、環保、防火等。組織、協調、安排好各專業的工作,使之各得其所十分重要。工作中,各階段的工作重點和各專業工種應起的作用雖不盡相同,但從建筑物設計總體上考慮,

 在鋼結構建筑施工當中,需要考慮鋼結構的基本屬性和技術特征,提出建造健康鋼結構需要的以下理念。

  1、主從有序各得其所

  建筑鋼結構工程的建設,從立項,設計,制造,安裝到建成使用,需要眾多方面和許多專業工種的參與,主要有建筑、結構、給水、空調、電氣、環保、防火等。組織、協調、安排好各專業的工作,使之各得其所十分重要。工作中,各階段的工作重點和各專業工種應起的作用雖不盡相同,但從建筑物設計總體上考慮,應是以建筑為主,其他為從。由建筑師組織、協調各專業,其中建筑與結構的協調是關鍵。

  2、業主定案科學決策

  建設工程項目的需求及其經濟的支持力度,建設方,即業主最為清楚,也最有決定權。以人為本,以科學發展觀為指導,以科學實踐為根據進行決策,是搞好項目(包括鋼結構)建設的先決條件;否則,將會引起嚴重失誤。如果以建造政績形象工程為目標,盲目追求速度,可行性論證不足,貪大、崇外、好奇、求怪、不惜代價地進行建筑設計決策,不大可能建造起健康的鋼結構工程。

  3、加強領導專群結合

  鋼結構的社會實踐性表明它是群體性活動,這決定了必須要由強有力的領導,組織各方面有關專家、工程技術人員、工人,并實行專群結合,集思廣益地進行工作,才可能搞好其建造。

  4、建筑主導結構為本

  工程建設的立項需求,決定著主導性專業的選擇。房屋建筑建設的立項需要,就決定了建筑專業的主導地位。建筑物的建筑寓意、形象、造型、空間、采光、人流、物流、舒適性、通透性、智能化、環保、防火以及其它藝術上和技術功能要求和標準,無一不需要建筑專業的參與和主導。離開建筑的需求,其結構將失去及建造的必要性。

  鋼結構是支承建筑物的骨架,建筑要求的空間、體形、通透性、環保、防火等許多方面都需要它來體現與配合,各專業的設施都需要落實到結構上。因此可以說,結構專業是各專業的聯絡點,而最密切、關鍵的是與建筑專業聯結。鋼結構一旦建成,它可靠性的大小與建筑物在使用中是否安全、適用和耐久密不可分,鋼結構的毀壞將威脅建筑物的存在,甚至于災難性后果發生。所以,鋼結構是建筑物可靠性的根本保證。離開結構物的支承,建筑將不過是空中樓閣、虛幻夢畫,甚至將是坍塌的廢墟。

  5、設計施工使用統籌。

  工程建設中應以設計為主,制作安裝配合,兼顧使用維護需要,以便統籌工程的可靠性與社會經濟效益取得最佳平衡。

  6、結構方案全面優化

  鋼結構設計的方案確定應包括:結構類型、體系、材料、連接及節點。進行結構優化時,應以結構類型、體系為主,統籌考慮所需材料性質、規格及連接方法和節點方案,求得結構體系的受力合理,連接可行,施工可能,隱患最小,效益最好。僅以既定結構體系為對象,以滿應力為準則,以結構最小用鋼量為目標,而不綜合考慮結構類型、體系受力的合理性,連接構造的可行性,施工時可能產生重大隱患等方案性問題的片面性優化是不可取的,尤其是以所謂“全面滿應力”為準則的優化理念,對處于復雜環境條件下工作的工程結構是很不恰當的。因為復雜環境下的鋼結構,尤其是焊接重型鋼結構的受力情況十分復雜、多樣;現場焊接、安裝連接可能產生的短程及長程殘余應力嚴重,且不易消除和估算其大小,從而可能存在不被查明的重大缺陷隱患,一旦結構局部破壞將可危及其整體,甚至導致災難性后果。

  7、逐步破壞可能發生

  鋼結構是同一材料鋼材制成的結構物,尤其是焊接成的結構,具有很強的連續性,局部裂紋的持續擴展可引起斷裂破壞或導致結構整體毀壞。由于選材、制造、安裝等原因,鋼結構中的局部缺陷又在所難免,如任其發展不加制止,其危害性后果是嚴重的。因此,對重大工程鋼結構應作環境影響、荷載反復作用下的逐步破壞分析和采取防止對策,以保證結構的安全和耐久性使用。

  8、結構安全強弱有別

  鋼結構是由板件、構件連接安裝組成的工程構筑物,為保證結構總體的正常工作,特別是極端環境,如地震作用時能保證其“小震不壞”,“中震可修”,“大震不倒”,則應在結構設計安全可靠度的掌握上,應力求達到“四弱、四強”:梁弱,柱強;拉桿弱,壓桿強;構件弱,節點強;板、件弱,連接強。這是由于梁、受拉桿件的破壞常比柱子、受壓桿件的破壞有較大的塑性發展空間;節點連結著多個構件,其破壞的影響比單根構件破壞的影響大;節點中板、件的受力可允許有較大變形發展,而焊縫、螺栓等連接的破壞的變形發展相對較小,且其破壞常可導致節點的解體,涉及多個板、件失效,甚至危及結構整體安全。此外,還應對不同鋼材、不同部位工作的構件其安全度的大小,在設計掌握上也應有所區別。例如,張拉索結構等的結構應比由一般鋼材組成的剛性桿的非預應力鋼結構的設計安全度更大。

  9、相互尊重切磋統一

  建設工作中各專業雖有主、有從,但是,各專業工作有其自身特有的科學規律性。以鋼結構為例,所用鋼材不能超越現有鋼材生產技術水平;制造、安裝必須可能;結構體系應該承受各種可能作用,并與作用的規律性相適應,使其結構具有受力的合理性;連接方法和節點構造應保證體系的完整和可靠等等。在協調工作中,各專業工種間,尤其是建筑、結構之間,一個是主導,一個是根本,又是兩個需要協調的關鍵性專業工種,因而常常是困難多多,矛盾重重,但是,本著相互尊重、切磋、理解、整合的理念,就一定能找到解決問題的滿意途徑,為打造精品工程創造條件。例如,建筑需要零亂無序的構件布置,以表現某一藝術構思;支承結構的設計需要構件布置規律,結構受力合理,保證可靠。這就需要溝通、理解、整合統一,建筑裝飾構件與結構主要受力構件有分有合,可能會有更好的結果。單方面的斷然決定,不可更改地要求其它工種執行的作法,即使也能實施,但常常無助于健康鋼結構工程的建造。顧及了可靠,顧不得效益;顧及了效益,顧不得可靠;甚至于二者都會顧得不好。

  10、群策群力努力攻關

  鋼結構的屬性和技術特征表明了,它必須有相當規模的群眾和許多方面的專業技術人員的共同參加才能完成。為適應重大新型工程建設,又常常需要對所用新的材料、新工藝、新技術和新結構進行研究,并借鑒國內外的先進經驗和攻克一些技術難關。因此,欲建造健康鋼結構,特別是具有新穎性的精品鋼結構工程,除必須把握它的屬性和技術特征外,尚需要專群結合,群策群力,以便攻克技術難關,保證工程的順利進行。

 

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