大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的研究與探討

李 娜 程志書(shū)

（杭州鐵木辛柯建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)事務(wù)所有限公司，浙江 杭州 310000）

隨著我國(guó)科技技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)工程也取得了豐碩的發(fā)展成果。而大跨度鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國(guó)基建工程中扮演著重要角色，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展情況的重要體現(xiàn)。近年來(lái)，隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到了大型場(chǎng)館和工業(yè)廠房以及社會(huì)公共建筑中。大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展不僅能有效節(jié)約建設(shè)成本，更能為建筑施工提供一定的便利和安全保障。在目前的大跨度鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中，其使用跨度也隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展不斷增加，其建設(shè)方面的種類和形式更是層出不窮。因此，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科技水平不斷發(fā)展的背景之下，為了能夠讓大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加合理科學(xué)，能夠滿足我國(guó)建筑工程建設(shè)的各種需求。

1 大跨度鋼設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題

從目前我國(guó)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)水平來(lái)看，還存在很多在設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)阻礙了我國(guó)大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)水平的有效提高。網(wǎng)架做為一種傳統(tǒng)的大跨鋼結(jié)構(gòu)形式，目前仍然有廣泛的應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)體系雖然成本比較低，但是所使用的桿件和節(jié)點(diǎn)數(shù)量繁多，在對(duì)造型和通透性要求較高的機(jī)場(chǎng)、車站等公共建筑中，較難對(duì)建筑效果實(shí)現(xiàn)完美地呈現(xiàn)。而索膜、桁架的大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式具有一定的獨(dú)立性與新穎性，但是它的設(shè)計(jì)方法和控制要點(diǎn)有別于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)人員做的少，因而會(huì)心生畏懼，不知從何處著手。

變形控制是大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員慣常采用梁柱剛接與柱腳剛接的方式來(lái)控制變形，這樣的方法簡(jiǎn)單易行，也降低了用鋼量。但是也存在一定的弊端，比如柱腳會(huì)出現(xiàn)較大程度的彎曲現(xiàn)象，這樣就增加了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，也提高了設(shè)計(jì)的造價(jià)。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

2.1 大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系的性能設(shè)計(jì)

在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員想要提高鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)水平和鋼結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性，就必須嚴(yán)格遵守鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。在《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鋼材伸長(zhǎng)度、抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度等都有著很嚴(yán)格的具體數(shù)據(jù)規(guī)定。其中，明確規(guī)定了鋼材伸長(zhǎng)率不能小于20%；鋼材的屈服強(qiáng)度實(shí)測(cè)值和抗拉強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的比值不大于0.85；且應(yīng)有良好的焊接性和合格的沖擊韌性。鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的每一條規(guī)定都有一個(gè)全面的了解，要基于這些建筑規(guī)范來(lái)嚴(yán)格的進(jìn)行鋼建筑設(shè)計(jì)。只有這樣才能夠確保所設(shè)計(jì)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性，才能夠滿足相應(yīng)建筑工程今后的使用需求。另外，在設(shè)計(jì)人員還要格外注重對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系性能的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑工程的抗震能力進(jìn)行充分的了解和關(guān)注，要結(jié)合建筑物的抗震能力來(lái)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的變形能力進(jìn)行估算，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效提高。

2.2 對(duì)鋼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的建筑行業(yè)也取得了良好的發(fā)展成果。建筑行業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著直接影響，建筑行業(yè)在我國(guó)的社會(huì)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位。在如今，我國(guó)社會(huì)對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展也給予了越來(lái)越高的重視。大跨度鋼建筑結(jié)構(gòu)體系作為我國(guó)建筑行業(yè)的重要部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的高低直接影響著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，想要增加鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的規(guī)范性和合理性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員就必須要以鋼節(jié)點(diǎn)的變形能力設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，根據(jù)所要設(shè)計(jì)的建筑物對(duì)應(yīng)的鋼節(jié)點(diǎn)的變形能力來(lái)對(duì)鋼節(jié)點(diǎn)位移、應(yīng)變、荷載等關(guān)系進(jìn)行仔細(xì)的思考和分析。另外，在大跨度鋼節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了能夠確保鋼節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員要將鋼節(jié)點(diǎn)屈服變形值與變形值這件的比例系數(shù)控制在在1.2以上，這樣才能夠避免因鋼材質(zhì)量的不達(dá)標(biāo)而引發(fā)的問(wèn)題，也能夠進(jìn)一步確保相應(yīng)建筑物的安全性。除此之外，在鋼節(jié)點(diǎn)變形能力的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)彈塑性變形值給予高度重視，要確保鋼節(jié)點(diǎn)的彈塑性變形值在建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)，這樣才能夠確保大跨度鋼結(jié)構(gòu)的使用處于最佳狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技技術(shù)取得了良好的發(fā)展結(jié)果，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)水平也在不斷提高。大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為我國(guó)基建工程建設(shè)的重要組成部分，對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展有著重大影響。在如今，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的種類和形式越來(lái)越多，我國(guó)社會(huì)對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一項(xiàng)施工周期很長(zhǎng)的建筑工程項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)難度也提升了很多。為了促進(jìn)我國(guó)大跨度鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平的發(fā)展，相關(guān)人員必須要及時(shí)發(fā)現(xiàn)目前在大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在的種種問(wèn)題，并且要對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入研究，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)建筑方案，從而進(jìn)一步加快我國(guó)大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展。