建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略分析

王瑞亮

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)迅速崛起，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為項(xiàng)目管理的關(guān)鍵。其中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)水平會(huì)直接影響建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。進(jìn)而影響整個(gè)建筑的質(zhì)量。當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，這是由于它強(qiáng)度高、制作相對(duì)簡(jiǎn)單、工期短等優(yōu)勢(shì)，但由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍有很多不足，需要不斷的改進(jìn)、完善鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性著手，分析了目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略，以期能夠?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供一些參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；策略

引言

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也處于蒸蒸日上的階段，建筑企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也變得愈發(fā)激烈，一些新的材料也出現(xiàn)在了建筑的施工過(guò)程中。其中鋼結(jié)構(gòu)由于性能好且壽命長(zhǎng)、施工速度較快得到了廣泛的應(yīng)用。但由于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題造成鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，影響建筑的質(zhì)量，甚至造成人員傷亡的事故越來(lái)越多，這不僅危害了大眾的生命安全，也在一定程度上給建筑行業(yè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的必要性

在建筑領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)指的是利用焊接、熱軋、冷彎等加工技術(shù)處理鋼板，使其能夠成為建筑所需的鋼型。輕鋼和重鋼是鋼結(jié)構(gòu)的兩種主要類型，兩者具有不同的優(yōu)點(diǎn)，可結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用在適宜的地方。輕鋼由于自重較輕、所占面積較小，在跨度較小的建筑項(xiàng)目中得到大力推廣。重鋼的自重雖然比輕鋼重，但比鋼筋混凝土輕，常常被用于具有較大跨度的建筑物之中。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的組成部分，對(duì)建筑的穩(wěn)定性和安全性具有不可忽視的影響。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不當(dāng)便會(huì)影響整體。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞會(huì)直接影響到建筑物的質(zhì)量和品質(zhì)，甚至還會(huì)影響建筑行業(yè)的整體發(fā)展以及鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)的發(fā)展。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)完善和優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到幾何層面的知識(shí)，對(duì)工作人員的專業(yè)技能具有較高要求，在設(shè)計(jì)時(shí)具有一定的難度和挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)劃，以建筑項(xiàng)目的施工性質(zhì)以及工程圖紙為設(shè)計(jì)導(dǎo)向，將鋼結(jié)構(gòu)的每一個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)落實(shí)到位，明確整個(gè)結(jié)構(gòu)的立體形象，并繪制出相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙，將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量問(wèn)題放在首位。高品質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開(kāi)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)與豐富工作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)緊扣，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差將會(huì)影響整體效果和質(zhì)量。整體是由部分組成的，關(guān)鍵部分對(duì)整體具有決定性作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要重視每一個(gè)環(huán)節(jié)以及每一個(gè)構(gòu)建，將每一個(gè)細(xì)節(jié)落實(shí)到位，保證構(gòu)件的安裝質(zhì)量，避免在建筑工程后續(xù)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)安全事故或產(chǎn)生安全隱患。

2、前建筑結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題

2.1鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問(wèn)題

大量的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，造成目前建筑項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)安全事故的主要原因是鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問(wèn)題。首先鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)包括局部失穩(wěn)以及由局部失穩(wěn)造成的間接整體失穩(wěn)。失穩(wěn)發(fā)生在受彎部位的尺寸大小超過(guò)承受范圍時(shí)。影響鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的因素中最突出的就是設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)支撐作用的重要性沒(méi)有進(jìn)行充分考慮。這樣在鋼結(jié)構(gòu)的吊裝位置出現(xiàn)差異的情況下，會(huì)使網(wǎng)架、桁架的桿件受力發(fā)生很大的變化，然后就會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)問(wèn)題。只要鋼結(jié)構(gòu)存在，失穩(wěn)就有可能發(fā)生，因此設(shè)計(jì)人員、施工人員都要對(duì)此進(jìn)行重視，做好對(duì)應(yīng)的防范措施，保障建筑工程的施工質(zhì)量。

2.2構(gòu)件設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要確保構(gòu)件材料的高質(zhì)量。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，部分設(shè)計(jì)人員過(guò)于追求設(shè)計(jì)的高標(biāo)性，一味地增加安全等級(jí)，這就導(dǎo)致在實(shí)際設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)構(gòu)件主次不分，構(gòu)件取值缺乏科學(xué)性，這就導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量降低。另外，還有一些設(shè)計(jì)人員在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，不對(duì)焊縫等級(jí)進(jìn)行區(qū)分，全部采用一級(jí)全溶透焊縫，并全部選取最高級(jí)的鋼材，在沒(méi)有掌握焊接殘余應(yīng)力分布規(guī)律的情況下提出消除焊接殘余應(yīng)力，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)缺乏合理性。

2.3防火防腐方面的問(wèn)題

由于鋼結(jié)構(gòu)自身不具有防腐性，在使用過(guò)程中，當(dāng)外部環(huán)境具有侵蝕性時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)不僅會(huì)受到腐蝕，同時(shí)還要影響其耐久性，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸬顾＿@就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)要重視鋼結(jié)構(gòu)的防火和防腐問(wèn)題的處理。當(dāng)前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂料防腐時(shí)多以機(jī)械除銹和手工除銹為主，而且經(jīng)過(guò)處理的構(gòu)件表面要做到清潔無(wú)垢。鍍鋅構(gòu)件需要利用酸洗方法來(lái)除銹，使其露出金屬色澤。具體防火防腐設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，對(duì)于采用的防火防腐涂料要詳細(xì)說(shuō)明。

3、優(yōu)化現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的策略

3.1基于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的探討

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作為基本要素，相關(guān)工作人員要給予高度重視，明確鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)原則和標(biāo)準(zhǔn)，全面系統(tǒng)的分析鋼結(jié)構(gòu)的布置問(wèn)題，將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)放到建筑整體之中去考量，確保各個(gè)環(huán)節(jié)以及各個(gè)系統(tǒng)之間的穩(wěn)定性。為了有效克服鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)平面外部失穩(wěn)問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要細(xì)致處理桁架與框架的平面體系設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓平面結(jié)構(gòu)構(gòu)建的平面穩(wěn)定計(jì)算與結(jié)構(gòu)布局協(xié)調(diào)一致，并適當(dāng)增加支撐構(gòu)建，從而有效控制鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在計(jì)算時(shí)所參考的簡(jiǎn)圖要與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖一致，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員在計(jì)算框架柱的穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，要確保所有條件都符合相關(guān)要求。

3.2針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題的策略探討

設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要全面的考慮鋼材的防腐蝕性能。在建筑物的施工過(guò)程中，為了保證建筑物外觀上的美感，施工人員會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行噴鋁或者是噴鋅，但鋁和鋅作為化學(xué)物質(zhì)，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，腐蝕性是很強(qiáng)的，所以在噴抹的過(guò)程中會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成加速腐蝕的問(wèn)題。為了避免這一腐蝕問(wèn)題，應(yīng)該先對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂抹一層防腐蝕的保護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)涂料由于電阻大、附著力好，而且致密疏水性強(qiáng)，可以有效的避免腐蝕問(wèn)題造成的安全事故。

3.3針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)問(wèn)題的策略探討

鋼結(jié)構(gòu)的防火災(zāi)保護(hù)措施主要有：對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻、混凝土防火保護(hù)等等。為了避免火災(zāi)問(wèn)題，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行防火設(shè)計(jì)。而防火設(shè)計(jì)要綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)的所處部位、防護(hù)材料的可靠性、采取防護(hù)措施后鋼結(jié)構(gòu)增加的重量以及占用的空間大小、施工的難易程度及經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)這些因素的考慮，設(shè)計(jì)人員可以選擇合理的方法來(lái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中得以廣泛應(yīng)用，這就需要做好建筑鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確把控，同時(shí)還要不斷對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，全面提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。另外，作為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，需要在實(shí)踐工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能提高鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化程度，更好地推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

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