現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計要點分析

艾軍

沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司 遼寧沈陽 110027

1 鋼材建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見缺陷

1.1 地基設(shè)計缺陷

通過對鋼結(jié)構(gòu)工程的實例分析，大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)工程往往存在不合理的地基設(shè)計缺陷。大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)是根據(jù)周圍建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計的。因此在地基設(shè)計過程中，極易出現(xiàn)地基不合格現(xiàn)象，給帶來安全隱患。因此，應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)設(shè)計過程中仔細(xì)調(diào)查和分析周圍的地質(zhì)條件，計算出相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)或設(shè)計出相應(yīng)的解決方案來滿足施工條件[1]。此外，一些鋼結(jié)構(gòu)建筑師為了保證設(shè)計效果，一味的模仿國外建筑模型，造成成本浪費和質(zhì)量問題。過度模仿往往會導(dǎo)致材料與結(jié)構(gòu)不匹配，增加材料采購成本。

1.2 整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷

總的來說，鋼框架的缺陷主要分為承重柱截面高度設(shè)計不合理和縱向框架設(shè)計不合理兩種情況。一般來說，承重柱高度設(shè)計不合理的原因是因為設(shè)計師在設(shè)計過程中，為方便軸承柱應(yīng)力的分析，將承重柱的截面高度低于正常的標(biāo)準(zhǔn)，這將導(dǎo)致房子受力誤差帶來的安全隱患?？v向框架設(shè)計不合理也是常見的缺陷之一。在鋼結(jié)構(gòu)中，縱向框架與水平框架起著同樣的作用，但大多數(shù)設(shè)計師往往低估了縱向框架的重要性，從而導(dǎo)致了建筑的結(jié)構(gòu)誤差，影響了建筑的質(zhì)量[2]。整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷在設(shè)計流程中是較為常見的問題之一，其產(chǎn)生因素除設(shè)計師個人技能水平之外，還受到設(shè)計軟件內(nèi)部構(gòu)架的影響，在目前的設(shè)計工作中，通常是借助于BIM軟件所具有的碰撞檢查功能來解決這方面的問題。

1.3 材料結(jié)構(gòu)缺陷

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮鋼結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、承載力、變形接受能力等多方面的因素，但在當(dāng)前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計情況來看，一些設(shè)計師往往忽略了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致建筑的使用年限縮短，甚至在使用過程中存在安全隱患。鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和材料的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的問題。在對施工數(shù)據(jù)進(jìn)行核算時，主要通過分析測試相關(guān)因素來確定建筑的基本結(jié)構(gòu)，但由于數(shù)據(jù)存在偏差及大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計師缺乏經(jīng)驗等原因，往往會使鋼結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到忽略。為避免由于材料結(jié)構(gòu)缺陷而造成的設(shè)計不合理現(xiàn)象，需要設(shè)計人員加大對材料性能的了解程度，并且要能夠密切關(guān)注新型材料和發(fā)展和應(yīng)用[3]。

2 鋼材結(jié)構(gòu)建筑常見要點分析

2.1 加強(qiáng)設(shè)計基礎(chǔ)水平

一般來說，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)的問題，往往是由于設(shè)計人員對鋼結(jié)構(gòu)施工缺乏認(rèn)識及對材料的認(rèn)識不足造成的。因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計時，應(yīng)充分了解施工的各個階段，調(diào)查現(xiàn)場情況，提高設(shè)計的基本水平，在綜合分析相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理科學(xué)的建筑設(shè)計。例如，在計算土地承載力之前，需要對當(dāng)?shù)赝临|(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查。在檢驗過程嚴(yán)格按照工業(yè)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行，采用分析方法，使設(shè)計檢驗值與實際值誤差達(dá)到最小，提高建筑物的安全性能。

2.2 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)防護(hù)性設(shè)計

鋼作為整個建筑的主要材料，其防護(hù)功能十分重要。一般來說，合格的鋼材料必須具備良好的耐腐蝕性和耐熱性。大多數(shù)設(shè)計師都過于注重鋼結(jié)構(gòu)的硬度和抗壓性，忽視了對耐腐蝕和耐熱性的重視，而鋼的耐腐蝕和耐熱性缺少明確的指標(biāo)。因此，有關(guān)主要部門應(yīng)重視鋼的耐蝕性和耐熱性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，出臺明確的相關(guān)指標(biāo)，明確鋼材的材質(zhì)規(guī)格，還應(yīng)提高建筑設(shè)計過程中對材質(zhì)防護(hù)性的重視。對于一些對鋼結(jié)構(gòu)材料具有明確要求的設(shè)計場景，必須從現(xiàn)場施工和項目類型需求出發(fā)，選擇在各項指標(biāo)均能達(dá)到使用要求的鋼結(jié)構(gòu)材料。在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠明確的情形下，要能夠依托相關(guān)國外設(shè)計經(jīng)驗或者對應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合性選擇，從而為提升結(jié)構(gòu)防護(hù)性奠定堅實基礎(chǔ)[4]。

2.3 承重墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

因為鋼結(jié)構(gòu)建筑的平面結(jié)構(gòu)通常是矩形的，為了確保建筑物的地震強(qiáng)度，在設(shè)計建筑的結(jié)構(gòu)時，其縱向剛度應(yīng)大于橫向剛度、橫墻的數(shù)量必須符合要求，并使橫墻用于承重和阻隔墻體。另外，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)使用一定時間后，如果懸臂梁發(fā)生變形，則應(yīng)將構(gòu)造柱置于懸臂梁的一端，保證各層之間能夠通過構(gòu)造柱連接，解決建筑承重問題。承重墻結(jié)構(gòu)設(shè)計是在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中容易被忽略的環(huán)節(jié)，這就要求設(shè)計人員在開展工作是必須強(qiáng)化對承重墻設(shè)計的重視程度，采用創(chuàng)新思維開展設(shè)計工作，盡量能夠減少懸臂梁發(fā)生變形的概率，提升承重墻在長期使用過程中的性能。

2.4 鋼材的材質(zhì)的選用設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)時，應(yīng)在相應(yīng)的文件中注明材料和焊接材料的質(zhì)量等級。確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼材應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、冷彎強(qiáng)度、延伸率等。對于地震頻發(fā)的區(qū)域，應(yīng)特別注意鋼材的抗彎強(qiáng)度比與延伸率的數(shù)值是否符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，鋼材應(yīng)具有明顯的屈服步長，除具有良好的沖擊韌性和焊接性外，結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度。文件中應(yīng)注明塑性變形能力和必要的安全儲備，在達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上盡量減少C級或Z級以上的鋼材的使用，避免造成經(jīng)濟(jì)浪費。

3 結(jié)語

本文主要分析了鋼結(jié)構(gòu)建筑的缺陷，并對設(shè)計要點進(jìn)行了分析。主要可以通過增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)性，提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力等方式提高設(shè)計水平，結(jié)合我國建筑需求，對我國鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行改善，減少建筑成本的投入，提高建筑施工質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。