鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中的問(wèn)題探討

萬(wàn) 輝

長(zhǎng)嶺煉化岳陽(yáng)工程設(shè)計(jì)有限公司 湖南 岳陽(yáng) 414000

1 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.1 耐火設(shè)計(jì)不足

鋼結(jié)構(gòu)在外部環(huán)境溫度超過(guò)250℃時(shí)，材質(zhì)發(fā)生較大變化：其剛度可下降約20%，強(qiáng)度更是下降60%之多，還會(huì)發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。當(dāng)環(huán)境溫度一旦超過(guò)550℃時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載，鋼材強(qiáng)度幾乎為零。其在建筑物中的穩(wěn)固作用也完全消失。盡管如此，目前很多鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，仍然沒(méi)有對(duì)該問(wèn)題引起足夠的重視，建筑設(shè)計(jì)中對(duì)消防設(shè)施設(shè)備的配備遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際需求，一旦發(fā)生火災(zāi)，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)建筑會(huì)因?yàn)橄懒α坎蛔愣馐車?yán)重?fù)p毀。

1.2 防腐設(shè)計(jì)不力

鋼鐵暴露在有氧環(huán)境下，很容易發(fā)生氧化銹蝕，其綜合性能隨銹蝕程度的加深而不斷下降。因此，作為建筑物的骨架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的防銹蝕設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的課題。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)這一問(wèn)題仍然沒(méi)有給予足夠的重視。因鋼結(jié)構(gòu)銹蝕導(dǎo)致建筑物主體壽命未達(dá)預(yù)期的實(shí)例比比皆是。甚至，由于鋼結(jié)構(gòu)主體防腐設(shè)計(jì)不充分，導(dǎo)致意外力引發(fā)的建筑物主體倒塌，造成人員財(cái)產(chǎn)損失的情況也偶有發(fā)生。

1.3 立面設(shè)計(jì)單調(diào)

鋼結(jié)構(gòu)良好的剛度和強(qiáng)度性能，很好的滿足了工業(yè)建筑物對(duì)于更大的梁體跨度、更寬敞的內(nèi)部空間的需求。但從另一個(gè)角度看，由于受力結(jié)構(gòu)性能的束縛，鋼結(jié)構(gòu)在塑型設(shè)計(jì)方面還無(wú)法對(duì)鋼筋混凝土建筑形成比較優(yōu)勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑在立面的多樣化設(shè)計(jì)過(guò)程中受到根本性的制約，很難塑造比其它結(jié)構(gòu)建筑更加靈活多變的立面造型，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建筑物外觀千篇一律，缺少個(gè)性。

2 鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑應(yīng)用中存在的問(wèn)題

2.1 市場(chǎng)偏好導(dǎo)致技術(shù)落后

多年來(lái)，人們對(duì)于鋼筋混凝土建筑物的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性能的信賴，先入為主的因素，使更多的工程人員和用戶在考慮采用何種建筑材料時(shí)，更加傾向于鋼筋混凝土，而非鋼結(jié)構(gòu)。人們的這種偏好對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的發(fā)展造成了很大程度的制約。由于市場(chǎng)的不足，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在研發(fā)投入領(lǐng)域捉襟見肘，與鋼筋混凝土建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域相比，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域在設(shè)計(jì)師的培養(yǎng)、設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建立完善等方面差距較大，而且進(jìn)展緩慢。很多鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)、施工等方面的問(wèn)題無(wú)法短期內(nèi)得到很好的解決。

2.2 發(fā)展瓶頸制約價(jià)值體現(xiàn)

據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的市場(chǎng)接受度以及技術(shù)研究等方面與西方發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大，尤其是鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的設(shè)計(jì)理念和工程技術(shù)水平方面更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。一方面是市場(chǎng)的拓展不力，一方面是相關(guān)企業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑研發(fā)投入、人才培養(yǎng)、產(chǎn)品創(chuàng)新的積極性不足，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的應(yīng)用與發(fā)展遭遇了難以突破的瓶頸。并且，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)于材料與施工方法并沒(méi)有進(jìn)行新的研究與改進(jìn)，只是依照傳統(tǒng)的方法與措施，依靠工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行工程建設(shè)。因此，在建筑方面始終沒(méi)有顯示出工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)作用價(jià)值。

3 工業(yè)建筑中設(shè)計(jì)應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化措施

3． 1方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

工程設(shè)計(jì)人員以及工程技術(shù)人員應(yīng)堅(jiān)持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、通力合作、密切配合，對(duì)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)前期的考察調(diào)研工作給予足夠的重視：務(wù)必全面系統(tǒng)的掌握建筑施工地區(qū)的地理環(huán)境、氣候條件，因地制宜的選取合適的鋼結(jié)構(gòu)材料，科學(xué)合理的選擇施工設(shè)備，周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C最佳施工工藝。同時(shí)在組織建筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)做好與工程人員的技術(shù)交流，充分聽取一線人員的意見建議，確保設(shè)計(jì)符合建筑行業(yè)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，避免工程實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)不必要返工和材料浪費(fèi)，從而提高鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性和可操作性。

3． 2工程實(shí)施環(huán)節(jié)

3.2.1 提高地腳螺栓連接精度

在工程實(shí)踐過(guò)程中，工程技術(shù)人員以及具體操作實(shí)施人員，應(yīng)當(dāng)積極轉(zhuǎn)變粗放式的、經(jīng)驗(yàn)式的落后施工理念，堅(jiān)持具體問(wèn)題具體對(duì)待。尤其是要緊緊圍繞地腳螺栓的連接精度做好文章，從而有效增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的受力穩(wěn)固性，使鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的安全性得到有效支撐，建筑物的使用壽命得到有效保障。在提高地腳螺栓連接精度的過(guò)程中，必須以提高地腳螺栓連接的穩(wěn)固可靠為前提，從預(yù)埋精度開始做好籌劃，提前做好地腳螺栓安裝的前期基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作，為提高連接精度打好基礎(chǔ)。在連接施工中要十分注重細(xì)節(jié)，例如，地腳螺栓中心線的選取要嚴(yán)謹(jǐn)、有數(shù)據(jù)支撐；柱腳剪刀孔要保持整潔，防止影響精度；鋼柱就位后標(biāo)高固定螺母要進(jìn)行反復(fù)的精調(diào)等等。

3.2.2 確保梁柱安裝的可靠性

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑的梁柱構(gòu)成復(fù)雜，為確保建筑物整體的穩(wěn)定性，梁柱安裝過(guò)程中，必須做好各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)工作，嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)方案中的相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，將各個(gè)構(gòu)件的安裝誤差控制在允許范圍內(nèi)。在精度控制過(guò)程中，注重發(fā)揮墊板的作用，通過(guò)高強(qiáng)度的地腳螺栓或焊接工藝，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)整體梁柱無(wú)論橫向還是豎向都能滿足設(shè)計(jì)方案的穩(wěn)固性要求，從而保證鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑整體施工指標(biāo)符合設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。此外，工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的梁柱要重視隔熱及防火設(shè)計(jì)，盡量選擇耐熱性良好的施工材料確保防火層厚度不得低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑相比，盡管鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，如與節(jié)能環(huán)保要求契合度更高、工程整體造價(jià)相對(duì)較低等特有的優(yōu)勢(shì)。但是受到當(dāng)前各種各樣的客觀和主觀因素，如市場(chǎng)接受程度相對(duì)較低、工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不合理、施工管理不正規(guī)、配套規(guī)范不達(dá)標(biāo)等不利影響，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑在我國(guó)的發(fā)展還有很多工作要做。需要設(shè)計(jì)人員、工程人員共同努力，不斷提升鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域在設(shè)計(jì)軟件、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)以及工程項(xiàng)目管理等方面的水平。