鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題及解決措施

黃曉妹

摘要：在建筑結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)一直屬于相輔相成關(guān)系，無(wú)論何種環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，均會(huì)對(duì)建筑整體設(shè)計(jì)效果造成不利影響，所以設(shè)計(jì)人員實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)給予高度關(guān)注，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素進(jìn)行全面考慮，只有科學(xué)制定問題解決措施，才能確保建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的提升，促使建筑質(zhì)量得到全面提高的同時(shí)，為后期更好投入使用奠定良好基礎(chǔ)。

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

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2017）06—0094—02

引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技快速發(fā)展下，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，由于其難以更好滿足建筑多元化結(jié)構(gòu)要求，而鋼結(jié)構(gòu)以特殊建筑結(jié)構(gòu)形式出現(xiàn)，其不僅可以改善混凝土結(jié)構(gòu)中存在的不足，而且還具有施工周期短和構(gòu)件較輕等特點(diǎn)，因此，鋼結(jié)構(gòu)具有良好應(yīng)用前景。然而，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，仍然存在較多不足之處，促使其設(shè)計(jì)水平不斷下將。本文首先分析鋼結(jié)構(gòu)，其次對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行闡述，最后提出幾點(diǎn)解決措施，意在提升鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析

所謂鋼結(jié)構(gòu)主要是利用較為特殊的工藝方式，對(duì)各鑄件進(jìn)行有效連接的形式，其具有一定環(huán)保性與規(guī)?；忍攸c(diǎn)，屬于較為理想的一種彈性體，比較符合工程力學(xué)相關(guān)基本假定。材料韌性與塑性相對(duì)比較良好，可以呈現(xiàn)較大的變形狀態(tài)，且承受荷載相對(duì)較高，使其具有良好應(yīng)用前景。除此之外，對(duì)于我國(guó)新品種型鋼，例如：T形鋼和H型鋼（也可以將其稱之為寬翼緣型鋼），比較適用于超高層、大跨度的結(jié)構(gòu)建筑中。

通過分析鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，其主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：首先，結(jié)構(gòu)構(gòu)件相對(duì)較強(qiáng)，和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比較，鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，僅占30-50%左右，且在基礎(chǔ)和地基處理方面成本相對(duì)較低。其次，可以靈活開展結(jié)構(gòu)的布置，其原因?yàn)椋轰摬臋C(jī)構(gòu)的整體組織比較均勻，同時(shí)具有一定強(qiáng)度和彈性模量。再次，施工周期較短，由于鋼結(jié)構(gòu)屬于構(gòu)件與配件組合而成，因此，其施工質(zhì)量易于控制。最后，高經(jīng)濟(jì)效益，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要是通過先進(jìn)設(shè)備制造，具有運(yùn)輸方便等優(yōu)勢(shì)，其資金回報(bào)的速度也會(huì)相對(duì)較快。

2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)需求相偏離

在鋼結(jié)構(gòu)的不斷應(yīng)用下，其設(shè)計(jì)工作還存在較多問題，加之相關(guān)法律制度仍然比較落后，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)難以滿足設(shè)計(jì)實(shí)際需求，促使兩者逐漸出現(xiàn)偏離現(xiàn)狀。長(zhǎng)此以往，兩者差距會(huì)不斷增加，進(jìn)而產(chǎn)生法律漏洞，對(duì)最終設(shè)計(jì)結(jié)果造成不利影響，因此在對(duì)加強(qiáng)相關(guān)設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)，還應(yīng)將有關(guān)法規(guī)修改工作作為重點(diǎn)確保兩者呈現(xiàn)同步發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

2.2設(shè)計(jì)能力普遍較低

因?yàn)槲覈?guó)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展相對(duì)較晚，且缺少相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)技術(shù)普遍出現(xiàn)生疏的狀態(tài)，所以在部分大型項(xiàng)目中，仍然選擇依賴國(guó)外設(shè)計(jì)，促使我國(guó)設(shè)計(jì)水平不斷下降。由于各地域的差異，設(shè)計(jì)人員并未對(duì)建筑環(huán)境進(jìn)行全面了解，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案存在較多不合理、不科學(xué)，不僅會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，而且還可能難以達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)需求，因此強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力至關(guān)重要。

2.3設(shè)計(jì)方案缺少實(shí)際性

部分設(shè)計(jì)人員經(jīng)常以“埋頭設(shè)計(jì)”的方式完成鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，僅考慮自身想法，并未深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺少對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)和施工難度的分析，最終造成理論和實(shí)際的偏離，促使施工難度不斷增加，同時(shí)還會(huì)造成資源的不必要浪費(fèi)。

3對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中問題進(jìn)行解決的有效措施

3.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與構(gòu)件設(shè)計(jì)同樣具有重要作用，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)其給予高度關(guān)注。鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，其主要包括：柱節(jié)點(diǎn)與梁節(jié)點(diǎn)，柱帽節(jié)點(diǎn)和柱腳節(jié)點(diǎn)等，在開展節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)該保證節(jié)點(diǎn)具有安全性與可靠性，同時(shí)盡可能選擇穩(wěn)定與簡(jiǎn)單施工工藝進(jìn)行，避免現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)焊縫連接等問題。對(duì)于鋼節(jié)點(diǎn)方式而言，通?？蓪⑵浒凑諅鹘y(tǒng)特征進(jìn)行劃分，即剛性節(jié)點(diǎn)、鉸節(jié)點(diǎn)和半剛性的節(jié)點(diǎn)。其中剛性和鉸接節(jié)點(diǎn)相對(duì)而言，其受力性能和施工工藝的分析較為完善，因此兩種節(jié)點(diǎn)應(yīng)用比較廣泛。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，鉸節(jié)點(diǎn)施工比較簡(jiǎn)單，但是其用鋼量相對(duì)較大，并不符合經(jīng)濟(jì)最小化的目的；剛性節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，卻可以有效減少跨中彎矩，使其用鋼量得到明顯降低，具有較高經(jīng)濟(jì)效益；半剛性節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用范圍較為小，主要是由于受力特性過于復(fù)雜化，經(jīng)常需要反復(fù)試驗(yàn)才能得出最終設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

3.2樓梯設(shè)計(jì)

目前在對(duì)不同鋼結(jié)構(gòu)的建筑樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要是以鋼樓梯為主，其原因?yàn)椋轰摌翘菥哂休^好傳音效果，但在住宅結(jié)構(gòu)中其應(yīng)用相對(duì)較少，通常是選擇混凝土等方式進(jìn)行樓梯設(shè)計(jì)。在實(shí)際進(jìn)行樓梯設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)樓梯梁放置位置與處理進(jìn)行合理分配，一般隋況下，如果采取梁與梁間的連接，其中被連接梁的承載能力會(huì)相對(duì)較大，使此梁極易出現(xiàn)局部失穩(wěn)現(xiàn)象。鋼樓梯的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：選擇6毫米厚度的鋼折板作為踏板，然后在其表面完成混凝土的澆筑工作，踏板兩側(cè)與樓梯斜梁（槽鋼）進(jìn)行可靠連接。此設(shè)計(jì)方法通過40毫米的混凝土改善傳音問題，并將合金材質(zhì)的樓梯扶手進(jìn)行安裝，此種設(shè)計(jì)方法的施工相對(duì)比較簡(jiǎn)便，值得相關(guān)設(shè)計(jì)人員的借鑒。

3.3衛(wèi)生間與廚房設(shè)計(jì)

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，衛(wèi)生間與廚房的具體設(shè)計(jì)屬于主要環(huán)節(jié)之一，保證衛(wèi)生間與廚房設(shè)計(jì)效果直接到鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)效果。由于鋼結(jié)構(gòu)的材料其防腐能力普遍較弱，而衛(wèi)生間與廚房卻是用水量最多區(qū)域，因此，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮防水效果。在建筑的其他結(jié)構(gòu)中，防水設(shè)計(jì)方法主要包括：材料防水、結(jié)構(gòu)防水兩種，由此得出，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)防水整體效果會(huì)相對(duì)較好，而其他結(jié)構(gòu)則應(yīng)按照工程情況決定。

3.4強(qiáng)化設(shè)計(jì)人員自身能力

鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)屬于多學(xué)科與復(fù)雜性工程，其設(shè)計(jì)種類相對(duì)較多，而對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，除了應(yīng)對(duì)此專業(yè)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全面掌握，還需具體了解鋼材材料和制作工藝等專業(yè)，基于此，設(shè)計(jì)人員需要積極和施工方或制作方等進(jìn)行溝通，確保施工圖設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，防止發(fā)生設(shè)計(jì)問題。設(shè)計(jì)人員通過先進(jìn)技術(shù)的及時(shí)掌握，例如：BIM技術(shù)應(yīng)用于圖紙表達(dá)和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所具有的優(yōu)勢(shì)等，同時(shí)對(duì)自身力學(xué)基礎(chǔ)、手算能力進(jìn)一步鞏固，才能作出更好的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，避免發(fā)生設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到預(yù)期理想效果的情況。除此之外，設(shè)計(jì)人員在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)前期，應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，具體了解設(shè)計(jì)需求后進(jìn)行設(shè)計(jì)，可有效防止出現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)需求相偏離的情況。

4結(jié)束語(yǔ)

在建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)逐漸受到人們的廣泛認(rèn)可與應(yīng)用，促使鋼結(jié)構(gòu)取得顯著發(fā)展。而對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員而言，伴隨鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)建筑的不斷增加，需要做到與時(shí)俱進(jìn)，不斷豐富自身鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，尤其是鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，針對(duì)設(shè)計(jì)為問題進(jìn)行細(xì)致分析后，避免發(fā)生絲毫紕漏，進(jìn)而保證鋼結(jié)構(gòu)建筑具有一定的安全性、經(jīng)濟(jì)性，為提升建筑整體質(zhì)量做出重要貢獻(xiàn)。