浅议建筑钢结构的优化设计_论文发表__集群智慧

　　浅议建筑钢结构的优化设计
　　河北省衡水市北方设计勘察有限责任公司户克传053000
　　建筑钢结构因其适用范围广、施工周期短而被越来越多的业主接受，在钢结构厂房的设计中，设计人员应根据厂房不同的工艺要求、吊车吨位，选择合理的结构形式，确定经济的柱距、跨度，充分发挥钢结构厂房的优势，同时也应积极选用新型钢材，最大程度地利用材料特性，加强结构和构件的规格化、统一化、标准化工作，以提高钢结构工业化生产水平，加速从标准化构件生产向标准化房屋生产的过度。但建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题。如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，工程设计阶段是关键阶段。据权威资料统计分析，在技术设计阶段，影响工程造价的可能性为35%-75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5%-35%。因此设计质量的好坏、设计是否优化对工程造价将产生直接的影响。下面我们就探讨一下在设计阶段应从以下两个方面来如何控制工程造价，提高建筑经济性能的可行性。
　　1、主体结构如何降低用钢量来进行造价控制
　　在结构设计中，影响钢结构用钢的因素较多，对不同类型的结构，影响用钢的因素也有区别和侧重。单层门式刚架厂房结构较为简单，影响因素也容易叙述一些。对于一般的结构来说有一定的普遍性。
　　（1）结构的支撑体系：单层单跨厂房结构(门式刚架)横向是一个排架结构，纵向是由绞接的系杆和支撑组成的稳定体系，钢梁钢柱是用隅撑来减少平面外的计算长度，以减少主刚架的用钢量。也许有人会提出沿厂房纵向亦可做成刚节点。可以这样做，但一般不这样做，因为刚节点施工麻烦，而且用钢量较大。在实际设计中，无论多高层还是单层的门式刚架结构，使用支撑和取消支撑，用钢量能增加30％。并且对于提高结构强度和刚度，控制结构变形，使用支撑系统更有效，从而可节约建筑造价。但其缺点是支撑系统要占据一定空间位置，这一点，常与建筑美观和使用方便产生矛盾。有时由于使用上的要求，例如门和通道等，十字形斜撑不能使用。国内外工程师们创造使用了不同形式的门式支撑。这些支撑的共同特点是支撑杆件直接与柱脚或基础相连，以将上部结构承受的水平力直接传入基础，并且可以满足一般通行要求。
　　（2）荷载：荷载的大小对于结构用钢有着直接的影响。荷载增加，用钢会随之增加。以下以门式刚架为例，主要包括以下几种荷载：屋面恒载、屋面悬挂荷载、屋面活载，这几种荷载中屋面恒载是容易确定的，屋面活载按规范取值。但附加悬挂载则常因厂房而异，应在设计中予以特别注意。在屋面恒载和活载一定的情况下，悬挂荷载对用钢量的影响(主刚架)大概在25%左右，由此看用钢随荷载的增加是非常显著的。设计人员在收集初步设计资料时应尽可能将荷载情况了解清楚。因为荷载对用钢的影响很大。此外荷载的大小直接关系到结构的安全乃至用户的生命财产。结构设计时必须慎重荷载的取值，应从业主那里得到文字依据。
　　（3）结构跨度：厂房跨度对用钢的影响。经验证明，一般在18米~24米的跨度是比较经济的跨度，小于18米的跨度不能充分发挥钢结构的各方面特性；大于24米时，主刚架的用钢量也会明显增加，如果在厂房总跨度不变时，增设中间柱可以减少主刚架的用钢量，一般能比单跨的用钢量减少30%左右。所以增加中间柱，减少厂房跨度，降低用钢的效果非常显著。当然设不设中间柱要根据工艺等各方面的要求作综合考虑。在方案确定之前，向业主(建设方)提供专业咨询信息，帮助业主合理安排建设资金应该是会受到业主欢迎的。
　　（4）柱距：不少研究都表明，刚架折成每平方米的重量随着柱距的增加而减少。减少的趋势会随着柱距的增加而趋于平缓。这是因为，一方面柱距增加，每榀刚架的受荷面积随之增