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钢构结的十项设计理念

发布时间:2017-12-15  新闻类别:政策法规 点击次数:372

  在钢结构施工当中,需要考虑钢结构的基本属性和技术特征,提出建造健康钢结构需要的以下理念:

  (1)主从有序各得其所。建筑钢结构工程的建设,从立项,设计,制造,安装到建成使用,需要众多方面和许多专业工种的参与,主要有建筑、结构、给水、空调、电气、环保、防火等。组织、协调、安排好各专业的工作,使之各得其所十分重要。工作中,各阶段的工作重点和各专业工种应起的作用虽不尽相同,但从建筑物设计总体上考虑,应是以建筑为主,其他为从。由建筑师组织、协调各专业,其中建筑与结构的协调是关键。

  (2)业主定案科学决策。建设工程项目的需求及其经济的支持力度,建设方,即业主最为清楚,也最有决定权。以人为本,以科学发展观为指导,以科学实践为根据进行决策,是搞好项目(包括钢结构)建设的先决条件;否则,将会引起严重失误。如果以建造政绩形象工程为目标,盲目追求速度,可行性论证不足,贪大、崇外、好奇、求怪、不惜代价地进行建筑设计决策,不大可能建造起健康的钢结构工程。

  (3)加强领导专群结合。钢结构的社会实践性表明它是群体性活动,这决定了必须要由强有力的领导,组织各方面有关专家、工程技术人员、工人,并实行专群结合,集思广益地进行工作,才可能搞好其建造。

  (4)建筑主导结构为本。工程建设的立项需求,决定着主导性专业的选择。房屋建筑建设的立项需要,就决定了建筑专业的主导地位。建筑物的建筑寓意、形象、造型、空间、采光、人流、物流、舒适性、通透性、智能化、环保、防火以及其它艺术上和技术功能要求和标准,无一不需要建筑专业的参与和主导。离开建筑的需求,其结构将失去及建造的必要性。钢结构是支承建筑物的骨架,建筑要求的空间、体形、通透性、环保、防火等许多方面都需要它来体现与配合,各专业的设施都需要落实到结构上。因此可以说,结构专业是各专业的联络点,而最密切、关键的是与建筑专业联结。钢结构一旦建成,它可靠性的大小与建筑物在使用中是否安全、适用和耐久密不可分,钢结构的毁坏将威胁建筑物的存在,甚至于灾难性后果发生。所以,钢结构是建筑物可靠性的根本保证。离开结构物的支承,建筑将不过是空中楼阁、虚幻梦画,甚至将是坍塌的废墟。

  (5)设计施工使用统筹。工程建设中应以设计为主,制作安装配合,兼顾使用维护需要,以便统筹工程的可靠性与社会经济效益取得最佳平衡。

  (6)结构方案全面优化。钢结构设计的方案确定应包括:结构类型、体系、材料、连接及节点。进行结构优化时,应以结构类型、体系为主,统筹考虑所需材料性质、规格及连接方法和节点方案,求得结构体系的受力合理,连接可行,施工可能,隐患最小,效益最好。仅以既定结构体系为对象,以满应力为准则,以结构最小用钢量为目标,而不综合考虑结构类型、体系受力的合理性,连接构造的可行性,施工时可能产生重大隐患等方案性问题的片面性优化是不可取的,尤其是以所谓“全面满应力”为准则的优化理念,对处于复杂环境条件下工作的工程结构是很不恰当的。因为复杂环境下的钢结构,尤其是焊接重型钢结构的受力情况十分复杂、多样;现场焊接、安装连接可能产生的短程及长程残余应力严重,且不易消除和估算其大小,从而可能存在不被查明的重大缺陷隐患,一旦结构局部破坏将可危及其整体,甚至导致灾难性后果。

  (7)逐步破坏可能发生。钢结构是同一材料钢材制成的结构物,尤其是焊接成的结构,具有很强的连续性,局部裂纹的持续扩展可引起断裂破坏或导致结构整体毁坏。由于选材、制造、安装等原因,钢结构中的局部缺陷又在所难免,如任其发展不加制止,其危害性后果是严重的。因此,对重大工程钢结构应作环境影响、荷载反复作用下的逐步破坏分析和采取防止对策,以保证结构的安全和耐久性使用。

  (8)结构安全强弱有别。钢结构是由板件、构件连接安装组成的工程构筑物,为保证结构总体的正常工作,特别是极端环境,如地震作用时能保证其“小震不坏”,“中震可修”,“大震不倒”,则应在结构设计安全可靠度的掌握上,应力求达到“四弱、四强”:梁弱,柱强;拉杆弱,压杆强;构件弱,节点强;板、件弱,连接强。这是由于梁、受拉杆件的破坏常比柱子、受压杆件的破坏有较大的塑性发展空间;节点连结着多个构件,其破坏的影响比单根构件破坏的影响大;节点中板、件的受力可允许有较大变形发展,而焊缝、螺栓等连接的破坏的变形发展相对较小,且其破坏常可导致节点的解体,涉及多个板、件失效,甚至危及结构整体安全。此外,还应对不同钢材、不同部位工作的构件其安全度的大小,在设计掌握上也应有所区别。例如,张拉索结构等的结构应比由一般钢材组成的刚性杆的非预应力钢结构的设计安全度更大。

  (9)相互尊重切磋统一。建设工作中各专业虽有主、有从,但是,各专业工作有其自身特有的科学规律性。以钢结构为例,所用钢材不能超越现有钢材生产技术水平;制造、安装必须可能;结构体系应该承受各种可能作用,并与作用的规律性相适应,使其结构具有受力的合理性;连接方法和节点构造应保证体系的完整和可靠等等。在协调工作中,各专业工种间,尤其是建筑、结构之间,一个是主导,一个是根本,又是两个需要协调的关键性专业工种,因而常常是困难多多,矛盾重重,但是,本着相互尊重、切磋、理解、整合的理念,就一定能找到解决问题的满意途径,为打造精品工程创造条件。例如,建筑需要零乱无序的构件布置,以表现某一艺术构思;支承结构的设计需要构件布置规律,结构受力合理,保证可靠。这就需要沟通、理解、整合统一,建筑装饰构件与结构主要受力构件有分有合,可能会有更好的结果。单方面的断然决定,不可更改地要求其它工种执行的作法,即使也能实施,但常常无助于健康钢结构工程的建造。顾及了可靠,顾不得效益;顾及了效益,顾不得可靠;甚至于二者都会顾得不好。

  (10)群策群力努力攻关。钢结构的属性和技术特征表明了,它必须有相当规模的群众和许多方面的专业技术人员的共同参加才能完成。为适应重大新型工程建设,又常常需要对所用新的材料、新工艺、新技术和新结构进行研究,并借鉴国内外的先进经验和攻克一些技术难关。因此,欲建造健康钢结构,特别是具有新颖性的精品钢结构工程,除必须把握它的属性和技术特征外,尚需要专群结合,群策群力,以便攻克技术难关,保证工程的顺利进行。


 
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