鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題淺述

張振國

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多新型的材料被研發(fā)出來并應(yīng)用于建筑工程中。鋼結(jié)構(gòu)建筑就是一種較為新型的建筑，由于鋼結(jié)構(gòu)具有構(gòu)結(jié)性能好、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于各種建筑工程中。而建筑設(shè)計質(zhì)量在很大程度上直接影響著鋼結(jié)構(gòu)建筑工程質(zhì)量?；诖?，本文以《鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的常見問題及對策》為題，進(jìn)行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)建筑；設(shè)計；問題與對策；施工質(zhì)量控制

前言：由于各種因素的影響，使得鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計過程中仍存在不少問題，其中主要表現(xiàn)為：防火問題、防腐問題、物理問題等。若是在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時沒有充分考慮這些問題并制定相應(yīng)的解決控制措施，那么不僅鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計質(zhì)量會大打折扣，還會對鋼結(jié)構(gòu)建筑工程整體質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此，本文對鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計中存在的常見問題及對策進(jìn)行分析探討顯得非常有必要。

1.鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概述

1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案確定

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為關(guān)鍵的內(nèi)容就是結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的確定，同時也是建筑設(shè)計中的核心問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及多個方面，例如建筑場地、使用功能、資金、人員等等，其中又以人員方面最為重要。人員方面主要包括結(jié)構(gòu)工程人員、機(jī)械工程人員、設(shè)備工程人員等，這些人員應(yīng)積極配合，這樣才能為科學(xué)確立建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案提供良好的保障。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，對于建筑的影響也是舉足輕重的，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步同時也標(biāo)示著建筑中應(yīng)用技術(shù)的革新。

因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中還應(yīng)充分考慮科學(xué)技術(shù)對建筑的影響，以此確保設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)具有科學(xué)性、合理性。此外，人們生活水平與質(zhì)量的提高，對于建筑設(shè)計的要求也越來越高，由以往的使用功能單一、技術(shù)含量一般的建筑發(fā)展為現(xiàn)在使用功能多元化、節(jié)點(diǎn)精致、加工精細(xì)、技術(shù)含量高且美觀的建筑。這就要求在確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案時，必須充分考慮這些方面，從而確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案符合要求。

1.2細(xì)部設(shè)計

隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)建筑的精致度與復(fù)雜度也在不斷升高，使得其對細(xì)部設(shè)計的要求也越來越高。細(xì)部設(shè)計的優(yōu)劣直接決定了建筑工程中某一部位質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，做好細(xì)部設(shè)計非常重要。現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，為了突顯建筑中的科技感，設(shè)計師們常常采用將金屬桿件和節(jié)點(diǎn)細(xì)部暴露在外的設(shè)計概念，例如我國北京的鳥巢體育館，其就是一個典型的鋼結(jié)構(gòu)建筑。

鳥巢體育館的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本都暴露在外，例如鋼柱、鋼梁、桁架等，充分體現(xiàn)出了鋼建筑的精髓和高技術(shù)的美感，同時反映出了人類在建筑中的偉大智慧。所以，在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中應(yīng)高度重視細(xì)部設(shè)計工作。

2.鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中應(yīng)注意的問題

2.1鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)體系的選擇

首先，要根據(jù)樓層的高度來選擇適合的建筑體系，一般6層以下采用框架-支撐體系，6層以上采用框架-混凝土剪力墻體系，高層建筑大多采用雙重體系。其次，要根據(jù)建筑物所處位置選擇墻體，在鋼結(jié)構(gòu)體系中墻體分為剪力墻和鋼支撐兩種，剪力墻的延性低，在抗震方面，鋼支撐比剪力墻效果要好，因此，在地震易發(fā)區(qū)應(yīng)該采用鋼支撐結(jié)構(gòu)。

2.2鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計樓板的要求

樓板是銜接每層樓的重要部位，它不僅要承受豎向荷載將其傳給框架，而且還要將水平的力傳到梁柱上，因此樓板的整體受力情況十分重要，同時樓板還需要良好的隔音效果?，F(xiàn)代采用較多的是壓型鋼板組合樓板，這種鋼板整體性很好，承載的負(fù)荷量較大，而且有良好的隔音功能。同時，在地震易發(fā)地區(qū)，梁柱周邊要設(shè)置鋼筋和箍筋，起到對其保護(hù)作用，防止柱子在水平力下把樓板壓壞。

2.3鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中節(jié)點(diǎn)設(shè)計原則

節(jié)點(diǎn)設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計尤為重要的一部分，它包括梁與梁之間的節(jié)點(diǎn)設(shè)計、梁與柱之間節(jié)點(diǎn)設(shè)計、柱與柱之間節(jié)點(diǎn)設(shè)計、柱帽間節(jié)點(diǎn)設(shè)計和柱腳間節(jié)點(diǎn)設(shè)計。

在節(jié)點(diǎn)設(shè)計中，首先要考慮到設(shè)計的安全性；其次要考慮到設(shè)計的合理性和節(jié)省性原則，爭取采用方便可靠經(jīng)濟(jì)適用的施工方法，盡量減少或避免施工現(xiàn)場的焊縫連接，保證節(jié)點(diǎn)設(shè)計安全和有效的對材料的利用。鋼節(jié)點(diǎn)按照受力程度和力量傳導(dǎo)的特點(diǎn)可以分為鉸節(jié)點(diǎn)、剛性節(jié)點(diǎn)和半剛性節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑技術(shù)中，剛性節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)研究的比較透徹應(yīng)用范圍較廣。

但在實際的施工過程中，并不是所有節(jié)點(diǎn)連接的都采用剛性節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)技術(shù)，而是要根據(jù)實際情況進(jìn)行具體問題具體分析，使安全性和利益性實現(xiàn)最大化。例如在梁和柱之間的連接時，往往在弱軸方向和梁連接采用鉸節(jié)點(diǎn)技術(shù)，強(qiáng)軸方向和梁的連接采用剛性節(jié)點(diǎn)結(jié)束。這樣的施工方法并不是憑空想象的，而是有合理的根據(jù)的。

因為鉸節(jié)點(diǎn)技術(shù)簡單但增加了梁跨的彎矩增加用鋼量，使成本上升；剛性節(jié)點(diǎn)技術(shù)雖然復(fù)雜但是可以減少梁跨彎矩減少用鋼量，使成本降低。綜上所述，節(jié)點(diǎn)技術(shù)如何應(yīng)用還是要根據(jù)實際情況而定的，要綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、實用等因素。

2.4鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中墻體材料的選擇

墻體材料是對鋼構(gòu)框架墻面進(jìn)行填充的，由于鋼構(gòu)自身具有自重輕、靈活性好的特性，一般不采用自重較大的材料。大部分采用的密度比較小輕質(zhì)的材料。

在選取墻體材料時應(yīng)注意選取材料的自重、硬度、保溫性能、防水性能、隔音效果等。現(xiàn)代建筑中采用最多墻體材料就是蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板，它材質(zhì)輕盈且硬度高而且具有良好的防水、保溫、隔音等性能，不管是室外墻體還是室內(nèi)墻體都可以采用。在墻體與鋼構(gòu)連接過程中，要分析墻體和鋼構(gòu)的實際情況探索出最有效的方法，提高施工效率。

2.5鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中廚、衛(wèi)防水設(shè)計

鋼材優(yōu)點(diǎn)甚多但也存在著無法消除的缺點(diǎn)，鋼材遇水會造成嚴(yán)重的腐蝕，而廚房和衛(wèi)生間是建筑用水最多的地方，因此廚房和衛(wèi)生間的設(shè)計要重視其防水設(shè)計。

目前在實際建筑施工中，經(jīng)常采用的是結(jié)構(gòu)防水和材料防水，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。具體采取哪種防水方法還是根據(jù)實際情況進(jìn)行具體問題具體分析。為了更好的實現(xiàn)廚房衛(wèi)生間防水可以將結(jié)構(gòu)防水和材料防水相結(jié)合并做好排水措施。

2.6鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中的樓梯設(shè)計

樓梯是連接上下樓層的必要通道，現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛的是壓型鋼板混凝土組合樓梯，壓型鋼板和混凝土的結(jié)合既增加了樓梯承受強(qiáng)度又克服鋼樓梯噪音的缺陷。在設(shè)計時，要根據(jù)整體布局合理安置樓梯位置，同時也要減少樓梯梁與梁之間的連接，這種連接會使負(fù)荷集中起來不利于樓梯的穩(wěn)定。最后，樓梯的設(shè)計還要綜合考慮施工的簡便性和實用性。

3.鋼結(jié)構(gòu)建筑施工質(zhì)量控制

3.1做好施工設(shè)計圖紙會審工作

施工設(shè)計圖紙是工程建設(shè)施工的主要依據(jù)，做好施工設(shè)計圖紙會審工作，確保圖紙的科學(xué)性、可行性，能夠為工程建設(shè)施工的順利進(jìn)行與完成提供重要的基礎(chǔ)保障。設(shè)計單位應(yīng)同建筑工程各參與方共同審核施工設(shè)計圖紙，仔細(xì)檢查施工設(shè)計圖紙中是否存在“漏、缺、錯、碰”問題，若是存在問題必須及時提出及時解決，而后施工企業(yè)應(yīng)組織施工隊伍熟悉工程圖紙和與項目相關(guān)的工藝技術(shù)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，充分領(lǐng)會設(shè)計意圖，并做好技術(shù)交底。

3.2嚴(yán)謹(jǐn)編制施工組織設(shè)計

施工組織設(shè)計是建筑工程中最為重要的技術(shù)性文件之一，是施工企業(yè)全面指導(dǎo)工程實施的依據(jù)。應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M(jìn)行施工組織設(shè)計編制工作，避免出現(xiàn)胡拼亂湊、魚目混珠現(xiàn)象，且在編制完成后，工程監(jiān)理部門與施工企業(yè)應(yīng)對施工組織設(shè)計進(jìn)行嚴(yán)格審查，以此確保施工組織設(shè)計的正確、完整性。

3.3加強(qiáng)施工質(zhì)量管控

施工前做好準(zhǔn)備工作，例如人員安排、機(jī)械設(shè)備和建筑材料的采購等工作，并對采購的機(jī)械設(shè)備和材料在進(jìn)場前進(jìn)行嚴(yán)格檢查和驗收，做到嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。

施工時，施工人員必須嚴(yán)格按照施工要求規(guī)范進(jìn)行操作，且監(jiān)理人員應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，每完成一道施工工序時都進(jìn)行內(nèi)部自檢，合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。工程竣工后應(yīng)邀請專業(yè)的質(zhì)檢人員進(jìn)行質(zhì)量驗收，以此確保鋼結(jié)構(gòu)建筑工程質(zhì)量合格達(dá)標(biāo)。

4.結(jié)語

總之，本文對鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計中存在的常見問題及對策進(jìn)行了分析與探討，具有非常重要的意義，不僅有助于提升設(shè)計單位的設(shè)計水平，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑工程質(zhì)量，還有助于促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展。

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