現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計芻議

徐龐博 褚玉健 劉凡瑞

摘 要：近年來我國經(jīng)濟得到了迅猛的發(fā)展，城市化進程也逐步深入，諸多現(xiàn)代發(fā)展體系的運行，同時代乃至生活相適應(yīng)。鋼結(jié)構(gòu)以其質(zhì)量輕、性能好等優(yōu)點越來越多的應(yīng)用于建筑物的建設(shè)之中。現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國起步較晚，因此在相關(guān)理論和技術(shù)方面發(fā)展不夠成熟，同時相關(guān)技術(shù)和工作人員對鋼結(jié)構(gòu)知識相對匱乏。鑒于此，本文以建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，詳細對鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)理論與結(jié)構(gòu)進行分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代；建筑鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計

建筑行業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占據(jù)著重要的位置，是我國經(jīng)濟增長的支柱型產(chǎn)業(yè)，國家對建筑行業(yè)給予高度重視，建筑鋼結(jié)構(gòu)因其自身質(zhì)量輕、性能好等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，因此國家對建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展同樣給予高度重視。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展起步較晚，給我國建筑行業(yè)帶來巨大便利的同時，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)在相關(guān)理論和技術(shù)方面的不成熟，鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中亦存在著一定安全隱患。當今社會，部分建筑鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)，只關(guān)注企業(yè)收益，致使盲目的對建筑鋼結(jié)構(gòu)進行推廣，忽略了建筑鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中存在的安全隱患和對鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)和理論的完善。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

建筑鋼結(jié)構(gòu)由于其自身的諸多優(yōu)勢，在我國建筑行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。由于我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的起步較晚，因此在相關(guān)理論和技術(shù)方面仍然存在著諸多問題。

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)標準化問題

盡管建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)中廣泛使用，但是建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國仍然沒有形成穩(wěn)健、完整的發(fā)展趨勢，而且因為建筑鋼結(jié)構(gòu)在不同地方和不同鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)存在著一定的差異，造成了建筑鋼結(jié)構(gòu)沒能夠形成一定的規(guī)范化和標準化體系。另外建筑團隊在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用過程中團隊主觀意識強烈，相關(guān)規(guī)章制度不夠完善和嚴苛，致使建筑鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中使用秩序極其混亂。

2.建筑鋼技術(shù)相關(guān)理論和技術(shù)及工作人員問題

盡管隨著我國樓房建筑樓層越來越高，建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于建筑鋼結(jié)構(gòu)的理論和技術(shù)不夠完善和成熟，致使建筑鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中存在著諸多安全隱患。相關(guān)建筑團隊對建筑鋼結(jié)構(gòu)完整的理論體系知之甚少，相關(guān)實踐經(jīng)驗同樣匱乏。建筑行業(yè)工作人員長期從事傳統(tǒng)建筑材料的使用，對建筑鋼結(jié)構(gòu)的市場了解較少，致使在施工過程中質(zhì)量得不到保證。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中應(yīng)當注意的問題

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

眾所周知，我國處在亞洲板塊和太平洋板塊的交界地帶，在交界地帶多地震等自然災(zāi)害的發(fā)生。近年來我國多地發(fā)生了不同程度的地震，該自然災(zāi)害對當?shù)鼐用駧砹朔课萏戎卮蟮挠绊?。近年來預(yù)防地震等自然災(zāi)害帶來的影響、加強房屋建筑抗震能力受到人們的重視，因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方面要求也越來越高。就鋼結(jié)構(gòu)自身來說，由于其材料的輕便，本身具有較強的抗震能力，因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)當最大限度的加強抗震程度，避免一切不利條件的影響，做到地震發(fā)生時最大限度的減少地震帶來的危害。

2.建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計

近年來隨我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，高層樓房的數(shù)量也逐年增加。高層樓房在減少土地使用量的同時，也存在著一定的缺點。眾所周知，火災(zāi)給人們帶來的損失是巨大的，高層建筑發(fā)生火災(zāi)帶來的損失更是不可估量。因此在建筑鋼材結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中抗火能力也應(yīng)該高度重視。盡管鋼結(jié)構(gòu)并不能燃燒，但是由于鋼結(jié)構(gòu)自身具有極高的膨脹系數(shù)，在高溫的情況下，鋼材料發(fā)生彎曲，致使建筑發(fā)生坍塌?；馂?zāi)發(fā)生時，鋼材料良好的導(dǎo)熱性能能夠加強火災(zāi)的危害程度，甚至當溫度達到一定高度后，鋼材料還會發(fā)生爆炸。鑒于以上不良危害，在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計時應(yīng)當考慮到鋼結(jié)構(gòu)的熔點，避免爆炸事故的發(fā)生，確保高層建筑的使用安全。

3.建筑鋼材料的創(chuàng)新設(shè)計

由于建筑工程設(shè)計者經(jīng)驗的不足和自信心的缺乏等因素，導(dǎo)致設(shè)計過于傳統(tǒng)無創(chuàng)新內(nèi)容。傳統(tǒng)的設(shè)計在建造過程中對外界環(huán)境對建筑的影響做不到隨機應(yīng)變的處理，致使建筑過程中浪費了大量的鋼材料。所以為了避免此類問題的發(fā)生，應(yīng)當加強建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的專業(yè)性和創(chuàng)新性，建筑過程中鋼材料的焊接等都要視情況而定，做出隨機應(yīng)變的處理，最大程度的增加鋼材料的利用效率。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)理論與技術(shù)分析

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置

建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的高低直接決定著樓房的使用年限。低質(zhì)量的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅大幅度降低了樓房的使用年限，同時對樓房產(chǎn)生了諸多的安全隱患。因此作為一項技術(shù)性工作，建筑團體應(yīng)當高度重視建筑鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置，相關(guān)高水平專業(yè)人員對建筑鋼材料進行合理設(shè)計。在設(shè)計建筑鋼結(jié)構(gòu)前，對建筑所在地進行詳細的勘察，考慮到多種可能帶來影響的環(huán)境因素，最終確保各種優(yōu)化設(shè)置。與此同時，應(yīng)當結(jié)合當?shù)劁摬氖袌鰞r格，最大程度的減少資金投入和提高收益。

2.建筑鋼結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計

盡管建筑鋼結(jié)構(gòu)在憑借其各種優(yōu)勢在建筑行業(yè)中具有先天的優(yōu)越性，給建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)中帶來了較好的前景，但是前期對建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計也面臨著新的挑戰(zhàn)，其要求相關(guān)工作人員對建筑鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)理論和技術(shù)充分了解，要求施工技術(shù)團隊從根本入手，保證建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的標準化和規(guī)范化。鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中的主要參數(shù)有水平荷載系數(shù)、抗震強度系數(shù)和結(jié)構(gòu)的阻尼比等參數(shù)。建筑團隊應(yīng)當考慮到建筑所在地各種因素的影響，對建筑鋼結(jié)構(gòu)的各種重要參數(shù)進行合理的設(shè)計，最大限度的加強建筑物的穩(wěn)定性和使用年限，避免后期建筑出現(xiàn)不必要的坍塌情況的發(fā)生。

3.估算構(gòu)件截面，設(shè)計結(jié)構(gòu)節(jié)點

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計并布置完成后，對構(gòu)件截面進行合理的估算至關(guān)重要。截面的估算內(nèi)容主要是對支撐斷面形狀、梁柱斷面形狀和尺寸等要素進行合理的估計和假定，最終估算出相應(yīng)構(gòu)件截面。鉸接、剛接和半剛接三種方式在節(jié)點的設(shè)計中比較常用，通過這些連接方式對節(jié)點的連接，很大程度上能夠改變建筑的結(jié)構(gòu)。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計也快速發(fā)展。針對建筑鋼設(shè)計中存在的種種問題，設(shè)計單位應(yīng)當引進先進建筑鋼設(shè)計理念和專業(yè)人員，加強設(shè)計者的專業(yè)性和創(chuàng)新性，加強建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震、抗腐和防火能力。同時在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中根據(jù)具體情況做出相應(yīng)創(chuàng)新性的應(yīng)對策略，保證我國建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]王剛. 現(xiàn)代建筑中框架結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]. 建筑知識，2017，37（10）：14-15.

[2]李盛林，程先楊. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用[J]. 江西建材，2015，（22）：45+48.

[3]王軍. 淺議現(xiàn)代建筑中的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 門窗，2015，（06）：158.