鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題與措施

王志強(qiáng)　劉爽

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是我國建筑工程的重要組成部分，只有不斷提高鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，才能為建筑工程施工的順利進(jìn)行提供保障，確保建筑工程的施工質(zhì)量和安全，提高建筑工程的市場競爭力。然而，在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，仍然存在著各種各樣的問題，嚴(yán)重限制和阻礙了建筑工程的質(zhì)量和安全，值得引起相關(guān)人員的高度重視。本文著重分析了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的主要問題，并就如何提高鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平進(jìn)行了探討，提出了一些意見和看法，以便供廣大相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問題；措施

1 前 言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)取得較快的發(fā)展，特別是鋼結(jié)構(gòu)，在土木工程中得到了普遍的接受和認(rèn)可，并逐漸被廣大建筑市場所青睞，被廣泛應(yīng)用在建筑工程中去。為了對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分合理的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員必須熟悉和掌握各種專業(yè)知識(shí)和相關(guān)技能，一旦對某個(gè)環(huán)節(jié)和理論不夠?qū)I(yè)，將會(huì)直接影響鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)效果。并且由于在鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中還會(huì)遇到很多問題，設(shè)計(jì)人員并不能完全迅速的對其解決和處理，這就對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提出了更多的挑戰(zhàn)。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題簡析

2.1 設(shè)計(jì)人員專業(yè)技術(shù)不高，管理不到位

建筑施工對設(shè)計(jì)方案的要求比較高，無論建筑施工環(huán)境和設(shè)備多么的優(yōu)越，若沒有一支高效技術(shù)精湛的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隊(duì)伍，會(huì)直接影響建筑施工的工程進(jìn)度和施工質(zhì)量的提高。因此，加強(qiáng)對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的技能培訓(xùn)，高效管理和提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平，是十分必要的。然而，在我國的建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員之間不能有效地進(jìn)行配合，密切協(xié)作，遇到問題都互相推卸責(zé)任，極大地影響了設(shè)計(jì)方案的合理性，給后續(xù)的建筑施工帶來很多不便之處。另外，目前隨著改革開放的不斷深入，人們的生活水平得到改善，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的獨(dú)特性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的單一的設(shè)計(jì)方案和布局也遠(yuǎn)不能人們的需求，這不僅給技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)帶來挑戰(zhàn)，而且還極大的增加了建筑施工中的技術(shù)質(zhì)量管理工作的難度，由于目前的設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平整體不高，不能及時(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，再加上不統(tǒng)一的建筑設(shè)計(jì)和施工方案更進(jìn)一步激化了各個(gè)專業(yè)之間的矛盾，給鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很多不利影響。

2.2 對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不到位

在建筑工程中通常會(huì)采用鋼結(jié)構(gòu)，這是由鋼結(jié)構(gòu)的特殊特點(diǎn)所決定的。在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對于鋼結(jié)構(gòu)的選型以及布置是十分重要的。特別是對于分析難以精確的內(nèi)容以及對沒有規(guī)范過的問題進(jìn)行規(guī)范時(shí)，更應(yīng)該加強(qiáng)重視，可以借鑒先前的工程經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)的力學(xué)關(guān)系以及出現(xiàn)的破壞機(jī)理或試驗(yàn)現(xiàn)象去構(gòu)思新的設(shè)計(jì)。同時(shí)，要主要從建筑工程宏觀和微觀的角度綜合進(jìn)行考慮，以便保證鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置能夠符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求。如果出現(xiàn)移動(dòng)荷載或者是比較大的懸掛荷載的情況，最好采用網(wǎng)架。在雪壓較大的區(qū)域，一定要使得所設(shè)計(jì)的屋面曲線能夠有助于積雪滑落。在對鋼結(jié)構(gòu)布置完成后，就需要開始對梁柱和支撐截面的尺寸和形狀進(jìn)行初步估算了。對于鋼梁來說，可以選擇使用槽鋼或者是H型鋼截面。在此過程中要對截面的寬度以及高度加以確定，然后便可以按照設(shè)計(jì)進(jìn)行預(yù)估截面的板件厚度了。值得注意的是，對于鋼截面的選擇不必拘泥于某一種形式，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)選擇物美價(jià)廉的剛截面，這樣便可以達(dá)到節(jié)約成本和賞心悅目的雙重目的。另外，對鋼截面節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)也十分重要，應(yīng)充分考慮傳力特點(diǎn)等多種情況，以便設(shè)計(jì)符合要求，減少出現(xiàn)波動(dòng)的情況。

3 提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的有效策略

3.1 合理選擇鋼結(jié)構(gòu)，科學(xué)焊縫和螺栓連接

要想使得鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，首先，必須對鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。鋼結(jié)構(gòu)不僅需要具備較高的屈服和抗拉強(qiáng)度，而且還必須滿足促長率、硫含量等各種指標(biāo)，并通過冷彎實(shí)驗(yàn)，取得合格保證。同時(shí)，如果建筑場地所處的位置多發(fā)地震，鋼結(jié)構(gòu)還應(yīng)該具有一定的抗震能力，以便確保建筑工程的安全和穩(wěn)定。其次，在連接鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)該選擇最為普遍和便捷的連接方式——焊縫對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。只有對焊縫的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，對焊縫等級也需要進(jìn)行一定的要求，才能從整體上提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性能。另外，對于螺栓的連接也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在具體的建筑施工中，如果節(jié)點(diǎn)所承受的剪力比較小，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該按照具體的設(shè)計(jì)要求對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證期摩擦面和張拉力控制能夠符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求。

3.2 有效防護(hù)建筑鋼結(jié)構(gòu)

對建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的防護(hù)工作也是確保建筑工程順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)之一。對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)主要有兩種情況，第一種是防止建筑鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕，第二是防止建筑鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)火災(zāi)等惡劣現(xiàn)象。鋼結(jié)構(gòu)由于材質(zhì)的特殊性很容易被腐蝕，因此可以在其表面噴射一定的涂料，并明確除銹的等級，去肉包涂料的材質(zhì)和涂層厚度，使得能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底的除銹，提高鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。如果鋼結(jié)構(gòu)處于埋在地下的位置，則應(yīng)該通過使用混凝土對其進(jìn)行包裹，以便在侵蝕的情況下并不會(huì)將柱腳深埋與地下，對鋼結(jié)構(gòu)造成進(jìn)一步的侵蝕。另一方面，還必須做好鋼結(jié)構(gòu)的防火工作，嚴(yán)格按照耐火等級以及建筑不同構(gòu)件的耐火極限對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且對鋼結(jié)構(gòu)采取隔熱防護(hù)措施也是十分必要的。通過這種方式可以極大的起到防火的作用。另外，在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力。與傳統(tǒng)的混凝土建筑相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑并沒有對抗震等級進(jìn)行劃分，而是按照設(shè)防烈度對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)而合理的設(shè)計(jì)，充分重視板件的寬厚比是否符合一定的比例，只有這樣，才能使得建筑工程的安全性和穩(wěn)定性得到保障，為人們提供舒適的住宅環(huán)境，提高建筑工程的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

隨著建筑市場的不斷發(fā)展和壯大，人們對建筑工程的施工質(zhì)量提出了越來越高的要求。然而建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的高低直接影響著建筑工程的施工質(zhì)量。因此，加強(qiáng)建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，對于提高施工的效率，加快施工工程的進(jìn)度，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展以及社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程具有十分重要的意義。然而由于在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍然存在著各種問題，使得其設(shè)計(jì)水平的提高還需很長的一段路要走。

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