民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題

許春龍

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714101

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平不斷提高。特別是在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)型升級(jí)的新形勢下，建筑行業(yè)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)，民用高層建筑越來越多的呈現(xiàn)出來，受到人民群眾的喜愛。我國建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢和群眾的新期盼，對(duì)高層建筑的建設(shè)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求更高。本文針對(duì)民用高層建筑和民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，對(duì)民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題進(jìn)行研究探索，并為加強(qiáng)民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出建議打下基礎(chǔ)，希望對(duì)我國民用高層建筑領(lǐng)域的發(fā)展、推進(jìn)新形勢下經(jīng)濟(jì)社會(huì)民生發(fā)展和民生改善有所裨益。

關(guān)鍵詞：民用高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的迅速提升，改革開放以來，我國建筑行業(yè)迅速發(fā)展，為我國建設(shè)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展做出很大貢獻(xiàn)。民用高層建筑在我國起步較晚，但是奮起直追，與發(fā)達(dá)國家的差距不斷縮小。民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大、技術(shù)要求高，必須高度重視。通過研究民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，采取針對(duì)性的措施，增加民用高層建筑的建筑質(zhì)量和使用壽命，可以為提高建筑行業(yè)建設(shè)設(shè)計(jì)水平、改善居民生活水平，為我國建筑技術(shù)的發(fā)展提高做出很大的成績。

1 民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的迅速提高，城市化進(jìn)程不斷加快，城市中的高層建筑逐漸增多。其中的民用高層建筑不光突出了城市的現(xiàn)代感，還滿足了人民群眾的居住等必要需求。民用高層建筑的建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)是較好的載體。在民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)，不僅增加民用高層建筑的美觀性，而且增加了民用高層建筑的穩(wěn)定性和牢固性。同時(shí)，在民用高層建筑的建設(shè)施工中，鋼結(jié)構(gòu)的所用材料可以實(shí)現(xiàn)在施工現(xiàn)場的拼裝和組建，大大提高了民用高層建筑的施工效率。總的說來，民用高層建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)有強(qiáng)度高、重量輕、延性好、抗震性強(qiáng)、材質(zhì)均勻、可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢。與其他建筑材料相比，鋼結(jié)構(gòu)中鋼材料的密度是最小的，既能夠承受較大的重量，在跨度和載重相當(dāng)?shù)那闆r下，鋼結(jié)構(gòu)的自身重量僅僅是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的 約三成。鋼結(jié)構(gòu)自重較輕也便于運(yùn)輸和高層建筑施工中的安裝，更加適合用于民用高層建筑中。同時(shí)，鋼材料的質(zhì)地非常均勻，從承重和力學(xué)性能上都是比較均勻的，適合民用高層建筑的力學(xué)構(gòu)造，有利于民用高層建筑的穩(wěn)定與牢固。在民用高層建筑中，隨著建筑物的高度 的增加，會(huì)給高層建筑的主結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移影響。采用鋼結(jié)構(gòu)可以將位移和建筑物變形控制在合理范圍以內(nèi)。而且由于鋼結(jié)構(gòu)的良好延伸性和柔韌性，它的物理力學(xué)彈性較好，可以滿足抗震設(shè)計(jì)的較高要求，抵抗一定程度內(nèi)的地震反應(yīng)，具有較好的抗變形能力，有利于民用高層建筑在地震等自然災(zāi)害中的堅(jiān)固和防止倒塌帶來的生命財(cái)產(chǎn)損失。

在民用高層建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)，由于鋼材價(jià)格比較便宜，市場競爭充分，性價(jià)比非常高，可以降低民用高層建筑的施工成本。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的操作技術(shù)比較成熟，比較方便操作和使用。鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度比較高，可以通過專業(yè)的鋼結(jié)構(gòu)工廠快速制成，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化大批量低成本的高效生產(chǎn)，能夠滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)生產(chǎn)效率高、速度快的特點(diǎn)，較好地達(dá)到民用高層建筑的建設(shè)工期要求。鋼結(jié)構(gòu)的可焊性較強(qiáng)，塑型能力突出，可以適應(yīng)民用高層建筑比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程簡單，為民用高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提供一定的便利。[1]

2 民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題分析

針對(duì)上文筆者分析的民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，筆者認(rèn)真調(diào)研了民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，分析民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常見問題，為下一步采取針對(duì)性措施強(qiáng)化民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高民用高層建筑中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和問題導(dǎo)向。

1）民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作人員的總體水平較低。

由于民用高層建筑和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在我國發(fā)展的時(shí)間不長，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，具有豐富民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工作人員非常缺乏，無法滿足我國民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的需求?，F(xiàn)在從事民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作人員中，真正相關(guān)設(shè)計(jì)和工程專業(yè)的工作人員較少，受過民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相關(guān)培訓(xùn)的不多，他們有些沒有獨(dú)立進(jìn)行過民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根本無法保證的民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中，對(duì)細(xì)小具體的細(xì)節(jié)問題注意不到、處理不到位，設(shè)計(jì)方案不優(yōu)化，無法在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)成本、設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)性和設(shè)計(jì)模型等方面滿足民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)計(jì)漏洞，影響建設(shè)投標(biāo)、材料采購和建筑施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

2）民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮不夠全面。

民用高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)系到民用高層建筑的施工、維護(hù)和使用，而且關(guān)系到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，其重要意義不言而喻。民用高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜精細(xì)，涉及到的因素非常多，必須在設(shè)計(jì)中做到面面俱到。民用高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)中的各種梁梁之間、梁柱之間、柱柱之間的節(jié)點(diǎn)和柱頭、柱腳等節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤，必須高度重視，防止建筑施工中的一些問題的出現(xiàn)。比如，在民用高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中沒有充分考慮高層風(fēng)力的作用規(guī)律，沒有充分考慮民用高層建筑防火、防震、防雷等等要求，非常容易造成在不良天氣條件下民用高層建筑的整體鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)無法保持穩(wěn)定等情況，產(chǎn)生極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。 [2]

3）民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)忽視自然力量的長期影響。

民用高層建筑的使用年限非常長，暴露于各種自然條件下的時(shí)間較長，在民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，必須重視長期的自然力量的作用。民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)長期暴露于自然環(huán)境之下，受到雨雪等自然條件的影響，容易造成鋼構(gòu)件生銹，使建筑物脆性增加，承重能力下降，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的質(zhì)量安全隱患。在進(jìn)行民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，沒有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員經(jīng)常將自然力量的長期影響忽視掉，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)失誤，致使在民用高層建筑的建設(shè)施工中沒有采取相應(yīng)的措施強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)的耐自然腐蝕等性能，造成民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)壽命的減少，為民用高層建筑長久安全使用埋下了隱患。

3 結(jié)語

綜上所述，民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用是建筑行業(yè)的大勢所趨，其與國計(jì)民生緊密相關(guān)，使我們的生活更加便捷美好。鋼結(jié)構(gòu)在民用高層建筑中能發(fā)輝巨大的作用，應(yīng)該推廣使用，研究更多的運(yùn)用場景。通過分析民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的設(shè)計(jì)工作人員的總體水平較低、民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)考慮不夠全面和民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)忽視自然力量的長期影響等等問題，為下一步強(qiáng)化民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用，為民用高層建筑的更好的建設(shè)使用、為我國建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，最終為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和民生改善做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]申曉南.關(guān)于民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題研究.城市建筑，2015年第27期.

[2]童豐青.民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題分析.全文版：工程技術(shù)，2016年第6期.