鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題解析

【摘要】我國市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，也促進(jìn)了建筑行業(yè)的進(jìn)步。目前，在我國建筑市場中，鋼結(jié)構(gòu)是其中應(yīng)用最廣泛的一種形式，其與他結(jié)構(gòu)相比，有著獨(dú)特的特點(diǎn)，也正是這些特點(diǎn)，使鋼結(jié)構(gòu)在市場中備受歡迎。雖然鋼結(jié)構(gòu)是目前建筑中常用的一種形式，但其中也存在許多問題，如何優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前的首要問題。本文對鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的完善措施。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；建筑；設(shè)計(jì)；分析

就當(dāng)前趨勢來看，鋼結(jié)構(gòu)擁有良好的發(fā)展前景，目前鋼結(jié)構(gòu)市場在得到政府的積極推動支持下，接受相關(guān)的政策，迎合當(dāng)前國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢頭，呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)的氣象。隨著改革開放的進(jìn)一步實(shí)施，鋼結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向大跨度、高層以及耐熱等特色的高標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)建筑方向。雖然目前鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑市場中有較為廣泛的運(yùn)用，但其中也存在一些問題，難以滿足消費(fèi)者多樣化的需求。為了促進(jìn)建筑市場的發(fā)展，必須要對現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。

1、鋼結(jié)構(gòu)概述

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，這也促進(jìn)了建筑行業(yè)的進(jìn)步。在建筑市場中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，指的是通過對鋼板進(jìn)行焊接、熱軋、冷彎等方法加工成的鋼型。在鋼結(jié)構(gòu)中，主要分為輕鋼和重鋼兩種結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中也各有側(cè)重。一般輕鋼應(yīng)用在跨度較小的建筑物中，例如體育館、辦公樓等，其特點(diǎn)是自重比較輕，同時占地面積也較少：重鋼結(jié)構(gòu)大多應(yīng)用在跨度較大的建筑中，例如電子廠房等。和鋼筋混凝土相比，無論是輕鋼還是重鋼，其自重都比較小，在同等情況下，鋼筋混凝土的重量是鋼結(jié)構(gòu)重量的3倍。雖然鋼結(jié)構(gòu)有著種種優(yōu)勢，但是在實(shí)際施工過程中，也存在著一定問題，嚴(yán)重阻礙了其發(fā)展。在鋼結(jié)構(gòu)施工之前，首先要做相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，包括結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)評估、結(jié)構(gòu)判斷等。在設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員要熟悉與工程相關(guān)的材料，根據(jù)材料判斷是否需要在建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)。確定之后，設(shè)計(jì)認(rèn)為要以力學(xué)模型為參考，對鋼結(jié)構(gòu)的各個參數(shù)進(jìn)行評估。在鋼結(jié)構(gòu)施工之前，最重要的工作就是評估工作，要保證評估達(dá)到施工的要求，同時還要對參數(shù)進(jìn)行二次檢查。

2、鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

（1）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量較差。鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中比較繁瑣，需要考慮到各個方面，同時，設(shè)計(jì)所需要的參數(shù)也比較多，某種程度上也增加了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度。因此，很多設(shè)計(jì)人員都不愿意進(jìn)行這類建筑的設(shè)計(jì)。另一方面，有些建筑企業(yè)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，碰到一些鋼結(jié)構(gòu)的建筑都會采取分包的方式，如果分包單位在設(shè)計(jì)方面不夠完善，則很可能為建筑帶來安全隱患。此外，我國在建筑設(shè)計(jì)市場上并沒有嚴(yán)格的法律法規(guī)，也缺乏相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制，為建筑工程埋下了安全隱患。

（2）盲目借用國外設(shè)計(jì)方案。我國在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，一般以成本作為首要原則。而在發(fā)達(dá)國家中，由于具有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，往往不需要過多的注重經(jīng)濟(jì)方面，因此，從我國的情況來看，很多設(shè)計(jì)師都喜歡借用外國的設(shè)計(jì)方案，但這并不符合我國國情，沒有考慮到建筑所需的成本問題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不合理。

（3）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏深度。從我國建筑設(shè)計(jì)市場來看，承接單位和設(shè)計(jì)單位存在大量的分包問題，其也在無形中降低了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深度，甚至出現(xiàn)某些設(shè)計(jì)方案無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況，例如在柱腳設(shè)計(jì)上的不合理。一般在柱腳的設(shè)計(jì)中，多采用埋入式、外包式、外露式三種，外露式主要使用在民宅中，底板的彈性和塑形與柱腳的剛度密切相關(guān)，如果底板出現(xiàn)變形，則很可能會影響到鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中沒有考慮到這些問題，那么就會為建筑的日后使用留下隱患，危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3、鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的完善

（1）加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理。由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備一定的特殊性，因此，相關(guān)部門必須加強(qiáng)對承包商以及設(shè)計(jì)單位的監(jiān)督，從多個方面對其資質(zhì)進(jìn)行審核，包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作能力等，一定要保證承包單位有足夠的能力進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和安裝，從而保證建筑質(zhì)量。由于鋼結(jié)構(gòu)的整個設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有一定的特殊性.所以.為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，有關(guān)部門必須要加大對承包商以及設(shè)計(jì)單位的監(jiān)督力度。綜合考慮各方面的因素，嚴(yán)格審核其資質(zhì)。只有對承包單位進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)才能保證其具備良好的設(shè)計(jì)水平.最終保證建筑的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（2）結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，一定要重視經(jīng)濟(jì)效益問題。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)將成本納入設(shè)計(jì)范疇，不能單純的借用國外的設(shè)計(jì)方案，要結(jié)合我國實(shí)際情況，考慮到建筑的安全性、舒適性和實(shí)用性。例如在對建筑物的防火設(shè)計(jì)中，因鋼結(jié)構(gòu)建筑受溫度的影響較大，在防火方面的能力較差，難以滿足現(xiàn)代人對建筑的需求，一般當(dāng)溫度到達(dá)100～250℃時，鋼結(jié)構(gòu)的塑性會逐漸增大，而抗拉強(qiáng)度逐漸降低：當(dāng)溫度到達(dá)250℃時，鋼結(jié)構(gòu)的塑形會有所下降，而抗拉強(qiáng)度會有一定程度的上升，導(dǎo)致藍(lán)脆現(xiàn)象的發(fā)生：當(dāng)溫度在250℃以上時，鋼結(jié)構(gòu)就會逐漸呈現(xiàn)徐變現(xiàn)象：溫度到達(dá)500℃時，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會大幅降低，還會出現(xiàn)大量的坍塌現(xiàn)象，不僅造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí){到人們的生命安全。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮到這些情況，保障建筑的安全性。在設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況設(shè)置建筑的防火等級，并嚴(yán)格按照相應(yīng)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高建筑的防火能力。從鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來看，在表面涂抹上一層防火涂料，可以有效提高其抗火性。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮到鋼結(jié)構(gòu)的抗火問題，要進(jìn)行綜合分析，保證設(shè)計(jì)的合理化。

（3）鋼結(jié)構(gòu)的防腐與抗震。設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，要重視鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)，選擇科學(xué)、合理的解決方案，從而保證建筑的安全，延長建筑的使用壽命。近年來，我國地震災(zāi)害越來越頻繁，因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，必須考慮到建筑的抗震性，從而保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)重視對鋼結(jié)構(gòu)抗震性的設(shè)計(jì)，首先要保證鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)正以及勻稱，在連接上要根據(jù)建筑特點(diǎn)選擇科學(xué)、合理的方式。尤其是在柱子和屋架之間、屋面板和屋架之間的連接，一定要確保其牢固，萬一發(fā)生地震，能夠確保建筑物具有一定的抗震性。另一方面，選擇的位置、支撐形式等都會對其造成一定影響。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，要慎重考慮抗震問題，并做好相應(yīng)抗震設(shè)計(jì)。例如加強(qiáng)墻和柱之間的拉結(jié)，保證高寬比的合理性，從而提高建筑的抗震效果。

結(jié)語：

目前，鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著廣泛的運(yùn)用，和其他結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)有著獨(dú)特的特點(diǎn)與優(yōu)勢，但同時，其也存在一些問題，嚴(yán)重阻礙了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。因此，必須要對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的研究，分析其中存在的問題，并采取相應(yīng)的完善措施，促進(jìn)我國建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的健康發(fā)展。作為一種環(huán)保型建筑，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)被當(dāng)作重點(diǎn)工程項(xiàng)目開始推廣發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到建筑工程的安全性能和穩(wěn)定性，關(guān)系到企業(yè)的命脈。因此，要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的潛能，以創(chuàng)新、安全、可靠為標(biāo)準(zhǔn)，對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行不斷完善優(yōu)化，提高建筑鋼結(jié)構(gòu)施工水平。