工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題的簡要分析和探究

張浩

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)在不斷的增長，城市化的建設(shè)在不斷的進(jìn)行，建筑行業(yè)發(fā)展較為迅速，鋼結(jié)構(gòu)憑借強(qiáng)度高、自重輕、耐用性好等優(yōu)點(diǎn)，在各類建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但就目前工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，仍存在一定的問題，限制了鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。筆者從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，深入分析設(shè)計(jì)過程中的常見問題成因，并相應(yīng)提出問題解決措施，以供相關(guān)人員或單位參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見問題；解決措施

引言

對于目前來講，鋼結(jié)構(gòu)是一種相對新型的建筑材料，隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對于建筑材料綜合性能有了更高的要求，與傳統(tǒng)的混凝土材料相比，鋼結(jié)構(gòu)在自重、強(qiáng)度、耐用性等方面具有明顯優(yōu)勢，故而得到了廣泛的應(yīng)用。但就鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用而言，在其設(shè)計(jì)階段仍存在一定的問題。因此，從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中存在的問題入手，深入分析問題成因并提出解決措施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1、鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)異性能決定了其在房建領(lǐng)域得以大力推廣。①在受力相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)體積小、自重輕、運(yùn)輸便捷，不管是安裝還是拆卸都十分簡便，且材料可多次利用，符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的要求。②鋼結(jié)構(gòu)組織均勻，性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易氧化，可靠性高。③鋼結(jié)構(gòu)材料具有良好的塑性與韌性，可承受變形空間大，具有相當(dāng)程度的抗震性及抗沖擊性。④鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件精度高且生產(chǎn)周期短，易于批量生產(chǎn)。另外，工地組裝速度快，吊裝簡便易行。⑤鋼結(jié)構(gòu)耐熱程度高，耐火性能及耐腐蝕性能均較差。

2、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題及成因分析

2.1整體設(shè)計(jì)質(zhì)量較低

現(xiàn)代建筑尤其是工業(yè)建筑普遍具有規(guī)模大、功能復(fù)雜等特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不僅要求高且任務(wù)量較為繁重，設(shè)計(jì)難度較大。另一方面，設(shè)計(jì)人員作為設(shè)計(jì)工作的執(zhí)行者和實(shí)踐者，其自身專業(yè)素質(zhì)直接影響著鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。但由于鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展時(shí)間較短，多數(shù)設(shè)計(jì)人員缺少鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并且多數(shù)設(shè)計(jì)人員并未深入到施工現(xiàn)場觀察鋼結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際操作，對于鋼結(jié)構(gòu)的理解不夠深刻，僅從理論的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，就容易影響設(shè)計(jì)方案質(zhì)量。

2.2設(shè)計(jì)過于保守或超前

鋼結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)的發(fā)展時(shí)間較短，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)整體缺乏系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)較低等問題是客觀存在的。部分設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作過程中，會(huì)給自己過大的壓力，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過于謹(jǐn)慎保守，最終影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體質(zhì)量；也存在設(shè)計(jì)人員過于追求先進(jìn)設(shè)計(jì)理念或先進(jìn)技術(shù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過于超前問題。上述問題均會(huì)對鋼結(jié)構(gòu)施工可行性及構(gòu)建可靠性造成嚴(yán)重的不良影響。

2.3設(shè)計(jì)深度不足

鋼結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，承載著重要的支撐職能，任意一個(gè)細(xì)節(jié)疏忽都可能演變?yōu)閲?yán)重的施工質(zhì)量問題。但就目前的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，程序化、公式化問題較為嚴(yán)重，設(shè)計(jì)人員普遍側(cè)重于設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)程序的標(biāo)準(zhǔn)化研究，相對忽略了鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和校核工作，并且多數(shù)設(shè)計(jì)人員對于節(jié)點(diǎn)的形式、構(gòu)造以及應(yīng)力計(jì)算不求甚解，習(xí)慣統(tǒng)一設(shè)計(jì)為焊接形式，進(jìn)而對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量造成不良影響。

2.4鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)國外模仿問題嚴(yán)重

一，成本控制超標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)建立在建筑實(shí)際要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以保障其有效性和合理性，盲目借鑒國外設(shè)計(jì)就容易導(dǎo)致成本超標(biāo)問題，進(jìn)而影響設(shè)計(jì)的交付使用；二，設(shè)計(jì)質(zhì)量問題。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需全面考慮地質(zhì)情況、抗震設(shè)計(jì)等因素，受地理位置的差異影響，搬照外國設(shè)計(jì)方案完成的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用于國內(nèi)建筑，就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題解決措施分析

3.1加強(qiáng)設(shè)計(jì)監(jiān)督管理

基于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性，相關(guān)單位應(yīng)對承包商及相關(guān)設(shè)計(jì)單位的行業(yè)資質(zhì)進(jìn)行全方位的審查，具體包括鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建制作能力和安裝能力等。承包單位應(yīng)具備相應(yīng)的設(shè)計(jì)資質(zhì)和安裝資質(zhì)，可以在相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)上，滿足具體的建筑施工要求。另一方面，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)包管理，規(guī)范轉(zhuǎn)包行為，以提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2深化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

雖然鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其也存在一定的缺陷，包括防火性能差、防腐蝕性能差等。因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行更加全面、細(xì)致的思考，以減少鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2.1防火設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)的防火性能較差，在高溫環(huán)境下其抗拉強(qiáng)度、塑性、以及強(qiáng)度等基本性質(zhì)會(huì)發(fā)生較大的變化，如溫度高于250℃，鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生徐變，而溫度高于500攝氏度，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)大幅度的降低。因此，鋼結(jié)構(gòu)不能用于防火通道以及防火墻的設(shè)計(jì)。

3.2.2防腐設(shè)計(jì)

受材料本身特性影響，鋼結(jié)構(gòu)不易長時(shí)間暴露于空氣中，以防止出現(xiàn)腐蝕影響鋼結(jié)構(gòu)使用性能?，F(xiàn)階段，使用防腐涂料是主要且普遍的鋼結(jié)構(gòu)防腐處理方法，其優(yōu)點(diǎn)在于附著力較好、電阻較大、致密度高，可有效隔絕鋼結(jié)構(gòu)表面與水分子、和氧氣的接觸，防腐效果較為優(yōu)良。

3.2.3抗震設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員需結(jié)合建筑實(shí)際建筑要求和使用要求，科學(xué)確定鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的連接方式，確保柱與屋架、屋架與屋面板的連接穩(wěn)固，同時(shí)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)位置，以科學(xué)提高鋼結(jié)構(gòu)抗震性能。

3.3以實(shí)際為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)

以實(shí)際為基礎(chǔ)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、有效的基礎(chǔ)。由于我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展時(shí)間較短、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為匱乏，可選擇國外的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行參考，但在實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，需考慮國內(nèi)的建筑實(shí)情，對設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以全面提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。

4、結(jié)語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)階段，需立足于實(shí)際，綜合考慮建筑施工和使用實(shí)際需求，同時(shí)考慮到鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，科學(xué)確定設(shè)計(jì)方案，滿足相關(guān)規(guī)定要求的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)、合理、穩(wěn)定、牢靠，以促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步應(yīng)用發(fā)展。

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