淺析鋼結構設計中的問題

金忠堂

大連新大地建筑設計研究有限公司 遼寧大連 116000

我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼結構的應用范圍越來越廣泛，在建筑結構設計中，做好鋼結構設計工作非常的重要，能夠有效提升建筑結構的整體性，減少建筑施工材料的浪費。鋼結構具有非常高強度和抗震性，結構自重小，施工周期可得到有效控制，鋼結構住宅的開發(fā)屬于當前建筑行業(yè)發(fā)展熱點。鋼結構相較于傳統(tǒng)的建筑材料質量更輕、強度更大、便于施工，所以被廣泛地應用于廠房、場館等建筑之中。鋼結構本身的防火性能相對較差，導熱系數(shù)大，在450-650℃高溫環(huán)境下幾乎失去承載能力，存在嚴重的變形，如果鋼結構建筑本身缺乏各項保護措施，火災發(fā)生后鋼結構建筑非常容易由于溫度過高等發(fā)生倒塌或者變形，

1 建筑結構設計中鋼結構設計中存在的主要問題

1.1 鋼結構質量不過關

在一些大型建筑工程中，由于建筑內部結構比較復雜，在一定程度上增加鋼結構設計難度，影響鋼結構的施工質量。另外，由于部分建筑企業(yè)對鋼結構設計缺乏足夠的重視，往往采取分包方式，影響鋼結構設計質量，使得建筑工程中的安全隱患不斷增多，嚴重威脅建筑工程施工人員的人身安全。目前，我國建筑結構設計市場中的鋼結構設計規(guī)范不夠完善，監(jiān)督管理機制不健全，均會影響鋼結構設計質量。此外，有些工程師還會忽略焊縫的質量要求。

1.2 設計方案存在較多缺陷

由于鋼結構施工成本比較高，在一定程度上影響建筑結構設計方案的合理性，使得鋼結構設計方案中存在較多缺陷。由于建筑工程的施工規(guī)模不斷加大，在鋼結構設計過程中，鋼結構設計人員比較注重工程的經(jīng)濟效益，影響鋼結構設計方案的合理性，降低建筑結構設計方案的實施率[1]。國家相關文件明確規(guī)定鋼材的質量等級和焊接材料的型號必須在設計圖紙中表示清楚。

1.3 鋼結構設計深度不夠

現(xiàn)階段，我國鋼結構設計主要采取分包設計方式，鋼結構設計人員對建筑結構缺乏一定的了解，使得鋼結構設計方案深度較差，嚴重影響鋼結構設計方案的實施率。例如，在某建筑結構設計過程中，由于鋼結構設計深度不夠，嚴重影響建筑結構設計方案的實施率，降低建筑工程的總體經(jīng)濟效益。

1.4 鋼材耐火性能差

鋼結構建筑以鋼材為主，鋼材屬于不可燃材料，但是在高溫環(huán)境下，隨著溫度的升高，鋼結構整體性能會發(fā)生大幅度改變，彈性模量、抗壓強度以及屈服強度等明顯降低，有研究表明，如果溫度超過150℃，想要使鋼結構建筑穩(wěn)定性得到保證，必須要給予針對性的防護措施。溫度在250-300℃時，鋼結構強度會迅速下降，溫度在350℃時，鋼結構屈服強度下降超過1倍，溫度在500℃時，鋼結構將喪失原有強度和剛度。一般火災現(xiàn)場溫度往往在700℃以上，鋼結構的力學性能會發(fā)生非常大改變，甚至出現(xiàn)倒塌等問題。

2 建筑結構設計中鋼結構設計問題解決對策

2.1 適當加大鋼結構設計管理力度

建筑結構的復雜性導致了鋼結構設計的難度越來越大，保證鋼結構設計方案的完整性需要設計師根據(jù)擬建工程的具體結構特點與實施過程中常見問題，進行方案的不斷改進。適當增加鋼結構設計的管理力度能夠有效的提升設計師對設計方案的重視，保證方案的不斷改進，并趨于完美。對于鋼結構設計人員來講，根據(jù)建筑結構設計方案的實施情況，對鋼結構設計方案進行科學的改進與創(chuàng)新，進一步提升建筑鋼結構設計質量。伴隨我國的建筑工程的總體施工規(guī)模不斷擴大，對鋼結構設計人員的要求越來越高，為了更好的提升鋼結構設計質量，建設單位在選擇設計人員時，盡量選擇資質較高的鋼結構設計單位，從而保證鋼結構設計工作得以順利開展。

2.2 完善鋼結構設計方案

想要更好的提升鋼結構設計質量，鋼結構設計人員在實際工作當中，要不斷完善鋼結構設計方案，并結合建筑工程的實際施工成本，有效優(yōu)化鋼結構設計方案。例如，在防火設計過程中，由于鋼結構的防火性能比較差，當火災溫度過高時，很容易出現(xiàn)塑性斷裂，降低建筑結構的可靠性。因此，鋼結構設計人員要根據(jù)建筑結構特點，綜合考慮多種情況，從而保證鋼結構設計方案得到妥善實施。通過不斷完善鋼結構設計方案，能夠幫助鋼結構設計人員更好的了解鋼結構的各項性能，提升鋼結構的防火性能。鋼結構設計人員可以在鋼結構表面涂抹適量的防火涂料，保證鋼結構的防火能力得到有效提升。另外，與混凝土框架結構相比，鋼結構容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，為了有效提升鋼結構的防腐能力，在實際施工過程當中，可以在鋼結構表層噴涂一層防腐涂料，防止鋼結構出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，有效提升鋼結構的安全性能

2.3 合理選擇鋼結構防火保護方法

（1）噴涂式鋼結構防火方法。這種防火設計方法主要是在鋼結構的表面噴涂一層防火材料，實現(xiàn)對鋼結構的保護。不同鋼結構噴涂的噴涂厚度存在一定的差異，其防火原理各不相同。在薄型鋼結構方面，一般將噴涂厚度控制在3-7mm，厚型鋼結構方面，噴涂厚度往往控制在8-42mm。

（2）鋼結構建筑包敷法防火。這種防水方式主要是使用耐火材料包裹鋼結構防火。所選擇的耐火材料往往有非常好熱容量，材料本身不可燃，比如無機防火板，這種材料與石膏板、硅酸鈣板等材料相比，施工簡單、成本低廉，使用過程中不容易發(fā)生磨損，同時不會花費較長的施工時間[2]。另外，包敷材料還沒可以選擇混凝土、砂漿等。

3 結語

綜上所述，雖然鋼結構在建筑施工中被廣泛地使用，但是在設計過程中的問題不能夠輕視。想要提升鋼結構建筑的工程質量，還是要從設計的層面就消除隱患。相關的工作人員，要結合現(xiàn)階段建筑物鋼結構使用的情況，從不同的方面去找尋鋼結構出現(xiàn)問題的原因。綜合分析實踐中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，充分掌握建筑鋼結構體系，從根本上保障建筑結構設計中鋼結構的安全性和穩(wěn)定性。