文档介绍：高层建筑钢结构工程设计中关键问题分析
高层建筑钢结构工程设计中关键问题分析
摘要:随着国家经济发展,钢结构在高层建筑中的应用越来越广泛。但是由于我国生产工艺和技术水还不能适应高层建筑钢结构的发展,钢结构在工程中尽管还存在着很多问题。由于高层建筑钢结构设计在工程中有着至关重要的作用,需要认真分析其中的关键问题,在钢结构设计中重点解决。
关键词:高层建筑;钢结构;设计;关键问题
1 引言
近年来,随着我国钢产量的迅猛增长,再加上国家产业政策的调整,在建筑工程中,钢结构应用越来越广泛,各地相继建成许多高层,大跨度的钢结构工程,像几十层的办公商务楼,大型展馆、会展中心、体育馆、飞机库、机场候机楼等;同时出现许多新型结构体系,如索- 梁、索-桁架、索穹顶,索-膜结构、开合结构等等。网架和门式刚架为代表的轻钢结构建设规模达到每年几百万平方米的速度发展。住宅钢结构已进入起步阶段,钢结构加工制造企业也如雨后春笋般涌现[1]。但也应该指出,当前一些重大项目基本上都由国外设计,其中不少项目结构方案不够合理,用钢量太大,造价惊人,不符合中国国情。面对当前大批工程上马,我们的设计体制、设计理念、设计水平、设计质量、设计人员素质还远远不能适应,还有许多急待解决的问题[2]。本文结合一些实际问题,分析了建筑钢结构建设中需要注意的关键问题。
2 高层建筑钢结构设计中的关键问题

高层建筑钢结构体系一般可分为以下几种[3]:框架体系,双重抗侧力体系(钢框架-支撑体系、钢框架-混凝土剪力墙体系、钢框架-混凝土核心筒体系),筒体体系(框-筒体系、桁架筒体系、筒中筒体系、束筒体系)。在实际的工作中,钢结构的设计主要是概念设计,应该综合考虑建筑的条件、荷载能力、使用功能、制作安装、材料使用等影响因素,选择抗震或抗火性能良好的切实可行的结构体系。总的来说,高层钢结构建筑的结构体系的选择应遵循以下基准则[4]:
1)应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递路线;
2)宜有多道抗震设防防线,避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力;
3)应具备必要的承载能力,良好的变形能力和耗能能力;
4)应具有均匀的刚度和承载力分布,避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其承载能力。
钢材的选择
在钢结构设计中,设计人员要注意正确选用质量合格的钢材、连接材料和焊接材料。钢结构所用的钢材应该具有抗拉强度、延展强度、伸长度、冷缩度和硫、碳等物质含量的合格证明。在地震频发区,钢材除以上要求以外,还要求它们具有合格的冲击韧性强度。一般的,钢结构的钢材主要采用的是Q235和Q345,不建议使用等级为A的钢材,因为这类钢材的冲击韧性强度和延展性达不到标准。焊接材料的质量直接影响整个钢结构的安全,所以应该要根据钢结构的受力性能和焊缝的受力情况,确定焊接材料的等级。通常来说,板材的对接焊缝,承
受动力荷载构件的焊接,需作疲劳验算的焊接,以及须与钢材等强的受拉、受弯对接焊缝,其焊缝应采用坡口全熔对接焊缝,期焊缝等级不得低于二级。

在建筑结构中,钢结构具有良好抗震性,特别对于钢结构建筑具有的延展性可以