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

黃 偉

武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司

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

黃 偉

武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司

在新世紀(jì)的不斷發(fā)展過程中，建筑行業(yè)的發(fā)展可謂是如火如荼。在當(dāng)前的建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)的使用非常廣泛，這是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)相對(duì)其他結(jié)構(gòu)來說，具有其自身很多優(yōu)勢(shì)更加適合整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的過程或者能夠，我們還應(yīng)該正視其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些問題，通過有效的措施來提升鋼結(jié)構(gòu)的整體性能。本文結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題進(jìn)行分析，然后提出了幾個(gè)解決措施，以供參考。

鋼結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問題；淺述

1 前言

鋼結(jié)構(gòu)與混凝土及磚石結(jié)構(gòu)相比，其自身的主要優(yōu)勢(shì)在于，材料性能和力學(xué)性能都非常穩(wěn)定。但是在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存在著一些問題：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)重，成本高；國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案還存在合理性欠缺等，這些問題的存在都亞種制約了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用。如何通過建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)就能夠使鋼結(jié)構(gòu)的自身優(yōu)勢(shì)得到充分的發(fā)揮，從而實(shí)現(xiàn)整體建筑質(zhì)量的保障.所以說，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究力度對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)提升來說具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的一些問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量欠缺

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)而言，需要綜合考慮很多方面的因素，這就使得設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)呈現(xiàn)一定的復(fù)雜性。設(shè)計(jì)過程中高額度的成本需求，也增加了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。同時(shí)，很多建筑企業(yè)缺乏對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，基本上是將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分包出去進(jìn)行設(shè)計(jì)，一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題將會(huì)導(dǎo)致整體的設(shè)計(jì)質(zhì)量下降，施工中還會(huì)導(dǎo)致安全問題出現(xiàn)。另外在建筑設(shè)計(jì)中缺乏有效的法律法規(guī)及制度監(jiān)管，也的導(dǎo)致了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量欠缺。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案深度不夠

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分包和轉(zhuǎn)接，使得設(shè)計(jì)深度在很大程度上欠缺，有的設(shè)計(jì)都無法滿足原設(shè)計(jì)需求。比如在柱腳部分的設(shè)計(jì)方面，地板的彈性和塑性對(duì)柱腳剛度的影響是非常大的，底板一旦變形就會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)法發(fā)生變形。設(shè)計(jì)人員如果缺乏對(duì)這方面的設(shè)計(jì)考慮，在沒有盡心內(nèi)力分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了預(yù)留位移角限度值，在面臨地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)柱腳破壞而損壞建筑物。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)缺乏合理性

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是非常關(guān)鍵的一個(gè)設(shè)計(jì)。目前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中穩(wěn)定性的缺失主要是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)導(dǎo)致了整體建筑工程性能的改變。再加上現(xiàn)代社會(huì)中各種新型材料的不斷涌現(xiàn)，使得鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了新的難度，設(shè)計(jì)人員沒有對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能進(jìn)行很好的控制，從而出現(xiàn)了穩(wěn)定性差的情況。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)缺乏合理性

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)于節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也是同樣重要的，設(shè)計(jì)人員必須在全面了解鋼結(jié)構(gòu)基本情況的基礎(chǔ)上，通過玄鐵節(jié)點(diǎn)形式的準(zhǔn)確確定來實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)完整性的把控，但是在當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，很經(jīng)常的出現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析模型和設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)之前存在誤差的情況，從而使得整體鋼結(jié)構(gòu)受到了嚴(yán)重的影響。

3 關(guān)于優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的改進(jìn)措施

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)的規(guī)范管理和監(jiān)督

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要相關(guān)部門對(duì)設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的審查，審查他們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量、制作能力及施工安裝能力方面的設(shè)計(jì)能力，只有相關(guān)資質(zhì)符合規(guī)定，才能符合建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)設(shè)計(jì)單位也應(yīng)該注重設(shè)計(jì)人員的能力提升，確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠從技術(shù)上得到支持。并通過加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的能力培訓(xùn)和考核，確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的合理性和科學(xué)性。

3.2 以實(shí)際為基礎(chǔ)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，不能盲目的模仿國外的，必須以我國建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際的安全性及實(shí)用性需求為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)受熱情況的考慮，在低于250℃的情況下，鋼結(jié)構(gòu)塑性較強(qiáng)但抗拉強(qiáng)度較低，在高于250℃的情況下塑像降低，但抗拉強(qiáng)度提升而出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象。溫度在于500℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低到可能出現(xiàn)塌落現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的事故和損失。為此，設(shè)計(jì)人員要特別重視鋼結(jié)構(gòu)的防火和隔熱設(shè)計(jì)，充分結(jié)合建筑防火等級(jí)和規(guī)范要求進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，來提升鋼結(jié)構(gòu)的防火能力。在設(shè)計(jì)中普遍采用涂防火材料的形式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)表面保護(hù)，同時(shí)設(shè)計(jì)中還要考慮火災(zāi)疏散需求，確保安全出口和疏散通道的設(shè)計(jì)合理性。

3.3 加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深度的重視

3.3.1 鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)考慮。長期暴露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)會(huì)比較容易受到潮濕環(huán)境的侵蝕而發(fā)生腐蝕。一旦鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕，不但會(huì)出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建截面縮小，還會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)表面有銹坑，從而降低了鋼結(jié)構(gòu)的耐用性。為此，設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)考慮。鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)主要是在表面進(jìn)行防腐防銹材料的涂抹，所用材料具備電阻大，附著力強(qiáng)，致密疏水性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠有效的阻礙氯離子、氧氣及水分的腐蝕而進(jìn)行防腐保護(hù)。室內(nèi)部分的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料層厚度在100μm，室內(nèi)裸露部分的鋼結(jié)構(gòu)防腐層涂料厚度在150μm-200μm，地面及以下部分的鋼柱柱腳以C20混凝土包裹，同時(shí)涂料層控制在50μm以上。特別注意的是，處在酸性環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，必須以特殊的氯磺化防酸漆來進(jìn)行保護(hù)。

3.3.2 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。作為一個(gè)地震多發(fā)的國家，在我國進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須加強(qiáng)對(duì)其抗震性能的設(shè)計(jì)考慮。確保建筑物的整體安全性和穩(wěn)定性能。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須確保鋼結(jié)構(gòu)保持均勻、規(guī)正的受力模式，并進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)之間連接方式的正確選擇。特別是柱子和屋架之間以及屋面板和屋架之間的連接，必須確保十分的穩(wěn)定和牢固，這是地震發(fā)生時(shí)的主要穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)。另外，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)位置，支撐形式的選擇也是影響建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能的關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)人員必須加以慎重的考慮，同時(shí)積極的做好抗震的相關(guān)預(yù)防措施。墻體結(jié)構(gòu)和柱子之間要進(jìn)行高寬的合理比例調(diào)整，確保其具有良好的拉結(jié)力和良好的抗震效果。

4 結(jié)語

總而言之，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)部分占到了很大的比例。作為整體建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)其加以足夠的重視，能夠在設(shè)計(jì)過程中針對(duì)各種問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后制定合理的解決措施。只有這樣才能夠確保整體鋼結(jié)構(gòu)的安全性能和穩(wěn)定性能得到有效的提升。從而使得整體建筑的質(zhì)量得到有效的保障。

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