鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問(wèn)題及其合理化建議

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中常見的類型，這種結(jié)構(gòu)自重輕，穩(wěn)定性較高，綠色環(huán)保，而且安裝操作較為簡(jiǎn)單，具有良好的抗震效果。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比，其施工周期比較短，材料的可回收利用性較高，而且對(duì)周圍的環(huán)境污染比較小，跨度大、構(gòu)件成型方便，適合各種建筑造型。本文結(jié)合我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問(wèn)題進(jìn)行了介紹，并結(jié)合筆者自身的經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)合理化建議，以供相關(guān)人士參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；建議；質(zhì)量

隨著人們對(duì)建筑物需求量的增大，建筑行業(yè)發(fā)展越來(lái)越好，人們的經(jīng)濟(jì)收入得到較大提升后，對(duì)建筑質(zhì)量以及安全也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)多為混凝土類型，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型也越來(lái)越豐富，其中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用比較廣泛，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著較多優(yōu)勢(shì)，其自重比較輕，有著較好的抗震性，而且提高建筑的安全性，可以很好的滿足大眾的需求。鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也存在一些問(wèn)題，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量比較容易受到外界因素的影響，如果施工工藝流程存在漏洞或者施工人員操作不夠規(guī)范，都會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量。

一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（一）設(shè)計(jì)深度不夠。我國(guó)建筑企業(yè)很多，但是發(fā)展并不均衡，有的建筑企業(yè)規(guī)模比較小，人員配備也不全，而且企業(yè)中設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平并不高，有的設(shè)計(jì)人員可能是剛剛畢業(yè)的學(xué)生，雖然掌握了專業(yè)知識(shí)，但是缺乏實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一味的照搬，忽視了對(duì)工程重點(diǎn)環(huán)節(jié)的審核以及檢測(cè)，也忽視了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。有的施工單位設(shè)計(jì)的圖紙，構(gòu)件布置較為單一，而且整個(gè)設(shè)計(jì)都是焊接節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造不夠合理，使得鋼結(jié)構(gòu)在施工的過(guò)程中，存在較大的安全隱患。也有的設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)時(shí)缺乏創(chuàng)新性，沒(méi)有做到因地制宜，使得設(shè)計(jì)方案缺乏可行性，如果施工人員按照這樣的圖紙進(jìn)行施工，則會(huì)存在安全隱患、降低建筑的質(zhì)量以及安全性。所以，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度不夠，是影響設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)人員，一定要努力提高自身的技術(shù)，提高設(shè)計(jì)的深度，這樣才能保證建筑工程各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行。

（二）設(shè)計(jì)質(zhì)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在我國(guó)建筑市場(chǎng)中，由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管體制，所以企業(yè)中設(shè)計(jì)部門的管理比較混亂，這不利于提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平。建筑企業(yè)中，如果缺乏有效的管理機(jī)制，則無(wú)法對(duì)工作人員起到管理與約束的作用。建筑企業(yè)的管理人員，在制定管理制度時(shí)，需要參照我國(guó)相關(guān)的法律法規(guī)，這樣有助于促進(jìn)企業(yè)更好的發(fā)展。在建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展比較快，但是有的設(shè)計(jì)人員卻缺乏對(duì)這一結(jié)構(gòu)的了解，而且缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有的企業(yè)甚至將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)推給別的單位，這不利于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合工程的實(shí)際情況，還要結(jié)合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)投入成本進(jìn)行調(diào)整，如果企業(yè)的負(fù)責(zé)人沒(méi)有承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，則不利于企業(yè)制定出完善的管理體系，還會(huì)大大降低鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（三）設(shè)計(jì)方案與實(shí)際情況有較大差異。在我國(guó)建筑行業(yè)中，有的設(shè)計(jì)人員思路比較古板，設(shè)計(jì)理念也比較落后，一味的照搬，使得設(shè)計(jì)盲目性比較強(qiáng)。也有的建筑企業(yè)，為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，一味的降低成本，而且存在偷工減料的現(xiàn)象，這也使得設(shè)計(jì)方案與實(shí)際施工差距比較大。一方面，有些設(shè)計(jì)人員只顧埋頭設(shè)計(jì)，只照著自己的想法想怎么做就怎么做，不考慮施工難度和結(jié)構(gòu)是否合理的問(wèn)題，造成了設(shè)計(jì)缺陷。另一方面，設(shè)計(jì)者有時(shí)候過(guò)分追求高標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計(jì)過(guò)分保守，安全系數(shù)過(guò)高，但實(shí)際情況卻用不到那么高。所以，設(shè)計(jì)師既不要冒進(jìn)超前，也不要封閉保守，要切合實(shí)際情況。

二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理優(yōu)化建議

（一）做好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深化工作。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了要考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定外，還需要考慮單個(gè)鋼構(gòu)件的變形限制值和自身穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)因其材料強(qiáng)度高，塑性和韌性好，構(gòu)件截面一般肢寬壁薄，屬于長(zhǎng)細(xì)構(gòu)件，所以，在設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸的選定，往往不只是由材料的計(jì)算強(qiáng)度所決定，而是由結(jié)構(gòu)的變形、穩(wěn)定性、或疲勞強(qiáng)度來(lái)控制的，這一認(rèn)識(shí)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要建立，在地震區(qū)、沿海風(fēng)作用大的特殊地區(qū)，在優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，往往風(fēng)荷載起控制作用，對(duì)殼體結(jié)構(gòu)或大跨度異型結(jié)構(gòu)，尤其要注意整體結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)取值、結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性及風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的取值；設(shè)計(jì)人員對(duì)于大型異型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不只是計(jì)算和繪圖這么簡(jiǎn)單，還需要考慮工程實(shí)際情況（施工場(chǎng)地、構(gòu)件的加工、運(yùn)輸、吊裝等施工方案），對(duì)自己的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行必要的優(yōu)化調(diào)整。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大部分是在加工廠就完成制作，施工現(xiàn)場(chǎng)只是完成拼裝工作，應(yīng)該結(jié)合施工方案進(jìn)行驗(yàn)算、深化，保證工程在按照質(zhì)量、進(jìn)度控制下，順利的施工是設(shè)計(jì)人員的第一要?jiǎng)?wù)。

工程的整體設(shè)計(jì)方案確定之后，建立完善的結(jié)構(gòu)受力體系是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要工作，這在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中尤為重要，鋼結(jié)構(gòu)多為桿系結(jié)構(gòu)，因鋼材強(qiáng)度高，桿件截面尺寸較小、剛度較差，多數(shù)采用工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)組裝，構(gòu)件間相互約束作用也較小，因此要求支撐布置完善合理，節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造可靠，運(yùn)輸途中補(bǔ)強(qiáng)到位等等，才能保證整個(gè)結(jié)構(gòu)受力體系的穩(wěn)定。

（二）加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計(jì)。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜化與精致度要求越高，對(duì)細(xì)部設(shè)計(jì)的要求也越高，因?yàn)榧?xì)部設(shè)計(jì)決定一個(gè)地方最終是否得到確認(rèn)及其優(yōu)良的質(zhì)量，在現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件，連接金屬桿件的節(jié)點(diǎn)細(xì)部，常常暴露在外，使整體建筑物帶有強(qiáng)烈的科技感，值得提倡。鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材在空氣環(huán)境下形成電化學(xué)反映，會(huì)加速鋼材的腐蝕生銹。目前鋼結(jié)構(gòu)工程普遍采用涂刷油漆的方式來(lái)達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)不生銹的目的，油漆一般需要涂刷：底漆、中間漆、面漆，油漆可根據(jù)建筑需要進(jìn)行調(diào)色，油漆干膜厚度一般在125微米-150微米之間。對(duì)于鋼構(gòu)件的防火要求，普遍采用涂刷防火漆的做法，防火漆一般分為：厚涂型、薄涂型、超薄型等。

（三）提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性。在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中，都會(huì)遇到穩(wěn)定問(wèn)題（特別是構(gòu)件局部失穩(wěn)和節(jié)點(diǎn)失穩(wěn)），鋼結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定問(wèn)題也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有待解決的主要問(wèn)題，一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故，不但對(duì)經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失，甚至?xí)斐扇藛T的傷亡，這方面的教訓(xùn)也很多，所以我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要把好這一關(guān)，目前，鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的失穩(wěn)事故大多是由于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚，對(duì)如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺少明確的認(rèn)識(shí)，造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不應(yīng)有的薄弱部位，因此，在設(shè)計(jì)中明確鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論，才能更好地解決鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是建筑施工中性能比較強(qiáng)的建筑類型，其具有較多的優(yōu)勢(shì)，比如自重輕、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等等。鋼結(jié)構(gòu)的建筑在地震作用下，受到的損壞比較小，這也提高了建筑使用的安全性，可以很好的滿足業(yè)主對(duì)建筑質(zhì)量的要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，比較容易受到外界因素的影響，為了提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員一定要具有創(chuàng)新以及與時(shí)俱進(jìn)的精神，根據(jù)工程實(shí)際情況以及環(huán)境等因素的影響，不斷的改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，這樣才能促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)更好的推廣與發(fā)展，才能有效提高我國(guó)建筑的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王愛(ài)華.關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2013，5：272.

[2]王愛(ài)華.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中幾個(gè)常見問(wèn)題的分析與探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，6：68.

[3]周玉祥，譚秀成.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題分析與應(yīng)對(duì)[J].中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013，2：13.