淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀及存在的問題

張利強

淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀及存在的問題

張利強

摘 要：改革開放以后，我國城市化進程逐步開始并不斷深入，社會對于房屋建筑的需求也逐漸凸顯，我國建筑行業(yè)得到迅猛發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)也因其自重輕、強度高、性能強、工業(yè)化程度較高且使用簡便等特點而受到廣泛關(guān)注與應(yīng)用，然而，在具體工程實踐中，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計仍存在許多未達到標準的方面，影響著建筑的安全穩(wěn)定。因此，本文從建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，分析其現(xiàn)狀及存在的問題，并嘗試給出針對性的建議與思考，以期為相關(guān)研究者和工作人員提供參考和支持。

關(guān)鍵詞：建筑；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計；問題

目前，在我國建筑領(lǐng)域不斷擴展的背景下，鋼結(jié)構(gòu)以其獨特的優(yōu)勢獲得了迅速的發(fā)展，其逐步取代了以往的砌體和混凝土結(jié)構(gòu)，并廣泛應(yīng)用于橋梁施工、廠房建設(shè)及各項社會基礎(chǔ)設(shè)施之中。然而，另一方面，在具體的工程實踐中，建筑鋼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計也逐步暴露出一些問題和不足。因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計的相關(guān)工作人員必須予以足夠的重視，并根據(jù)實際情況，參照國際經(jīng)驗，針對性的采取有效措施，解決這些問題的同時，為我國建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計贏得更寬廣的發(fā)展空間。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑鋼結(jié)構(gòu)，主要是指一種由鋼板、熱軋型鋼材等混合加工而成的建筑結(jié)構(gòu)。與以往的砌體和混凝土結(jié)構(gòu)相比，建筑鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、韌性好、工業(yè)生產(chǎn)程度高且使用便捷等優(yōu)點。也正是這些優(yōu)點，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)在橋梁、工廠及各種社會基本設(shè)施建設(shè)中獲得了廣泛的應(yīng)用與認可，并在一定程度上為建筑行業(yè)的節(jié)能環(huán)保提供了支持與推動力量。一般情況下，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是為促進鋼結(jié)構(gòu)的良好穩(wěn)定施工和后期順利運作，為建筑施工與運行提供保障，因此，其設(shè)計的過程和目的必須保證長期的安全性與穩(wěn)固性，這也是建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要原則；其次，建筑作為市場經(jīng)濟指導下的一種行業(yè)，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計必然會考慮到綜合效益，以“經(jīng)濟性”為原則之一，即需綜合考慮鋼材的總耗鋼量、工期及施工工藝等；最后，還應(yīng)注重剛?cè)岵?，即為避免房屋坍塌、穩(wěn)定性不足等，應(yīng)做到鋼結(jié)構(gòu)與其他材料的有效結(jié)合。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

目前，隨著我國研究人員和設(shè)計人員對于建筑鋼結(jié)構(gòu)理論知識的深入研究和對國外先進經(jīng)驗的積極借鑒，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計獲得了良好的發(fā)展，并應(yīng)用于各種建筑工程之中。然而，伴隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)投入使用的范圍逐漸拓寬，其自身存在的一些問題和不足也得以暴露，進而影響了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和過程。如建筑鋼結(jié)構(gòu)具有較低的耐火性，在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須予以考慮，并在鋼材的關(guān)鍵連接點進行必要的防火處理；再如，與一般建筑材料相比，建筑鋼結(jié)構(gòu)具有較高的強度，因此，出于經(jīng)濟效益因素考慮，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時常常會采用較薄、截面小的材料。然而，另一方面，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)端于國外，我國相關(guān)工作人員的專業(yè)性不足，相關(guān)設(shè)計中常常會存在一些不規(guī)范之處，進而影響建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體水平與質(zhì)量。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題及對策

3.1 設(shè)計缺乏深度

根據(jù)我國建設(shè)部有關(guān)規(guī)定，建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)由設(shè)計單位完成，然而，一些設(shè)計單位不僅具有較低的設(shè)計水平，同時經(jīng)驗缺乏，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量下降。對于許多建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，承擔任務(wù)的設(shè)計人員中包含很多剛剛畢業(yè)的年輕人，其不僅理論知識不成熟，且實踐經(jīng)驗不足，忽略對重要方法、技術(shù)的綜合分析和研究，盲目的依照書本教材，照抄照搬，其目的僅僅是為了完成任務(wù)，而并不深入考慮其設(shè)計作品的效果和質(zhì)量，自然，其設(shè)計作品自然缺乏足夠的深度。同時，一些建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計圖過于簡單，僅僅只是一種方案設(shè)計或初步的、基礎(chǔ)的設(shè)計，他們并不會根據(jù)實際情況設(shè)計其中的重要節(jié)點，不會細致評估其是否安全穩(wěn)定、經(jīng)濟合理及可操作性等，而是一律采取全焊接形式或全鑄鋼形式，或?qū)⒈驹搶儆谠O(shè)計方案中的其他重要部分都交給加工企業(yè)，如具體的鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點設(shè)置圖、各支座詳細圖等。然而，當設(shè)計圖轉(zhuǎn)至加工企業(yè)時，由于他們?nèi)狈ο鄳?yīng)的計算設(shè)施，設(shè)計圖又可能會承包給別人，承包企業(yè)專業(yè)知識、設(shè)備和能力的不足都可能導致其最后形成的設(shè)計圖或施工圖偏離實際情況和實際要求，為建筑的整體質(zhì)量和安全運行埋下隱患。針對這一情況，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計單位必須重視相關(guān)人員的招聘、培訓和考核，不斷增進其專業(yè)能力和素質(zhì)，同時嚴格要求，結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計必須達到一定的設(shè)計深度，從而避免職能混淆、作品低劣等情況。

3.2 設(shè)計偏向于傳統(tǒng)和保守

對于一些較復雜或新穎的建筑項目，設(shè)計人員缺乏經(jīng)驗與信心，同時為了達到較高的標準和質(zhì)量，其設(shè)計難以突破、更大的偏向于傳統(tǒng)和保守，甚至隨意增強安全性能和相關(guān)系數(shù)，如缺乏與具體實際情況的結(jié)合，降低鋼桿的應(yīng)力比，始終采取同一等級的鋼材和鋼材的焊縫，任意的取消焊接的殘余應(yīng)力等，這不僅使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件繁雜、數(shù)目增多，也使得工程的成本不斷提高。針對這一情況，設(shè)計單位應(yīng)加強對自身設(shè)計人員的專業(yè)考核，熟悉其能力和經(jīng)驗范圍，進而將建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)的難度和設(shè)計人員緊密結(jié)合，避免其難以勝任的現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 相關(guān)物理問題

眾所周知，鋼材的導熱性能較強，其應(yīng)用于建筑工程時，要想使得建筑房屋的內(nèi)外都獲得較好的保溫效果，進行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時就必須綜合考慮，評估建筑房屋外圍表面的可吸收熱量的最大值，因為熱量可通過建筑房屋外圍傳遞至建筑內(nèi)部，也可透過建筑窗戶傳遞至建筑室內(nèi)，同時，良好的設(shè)置并保證建筑室內(nèi)表面的熱量吸收程度，也可促進房屋產(chǎn)生較好的保暖效果。此外，建筑鋼材具有較強的聲音反射性能，在對音樂館等建筑進行設(shè)計時，應(yīng)全面分析鋼材的類型、強度、吸聲性能等，進而最大程度的控制噪音干擾。

結(jié)語

目前，由于我國建筑行業(yè)及其技術(shù)的不斷進步，為建筑鋼結(jié)構(gòu)及其設(shè)計帶來了良好的發(fā)展契機，但在具體實踐中，其仍存在許多方面的問題和不足，針對此情況，相關(guān)設(shè)計單位和設(shè)計人員必須加強理論知識學習，增進工程實踐經(jīng)驗，將二者緊密結(jié)合的同時，不斷提升我國建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力與水平。

參考文獻

[1]鐘善桐.鋼結(jié)構(gòu)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]魏一飛，杜皓，陳顯華. 淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2011（23）.

中圖分類號：TU391

文獻標識碼：A

作者簡介：張利強，男，1984年08月19日出生，畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學，土木工程專業(yè)，現(xiàn)從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。