鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程中的應(yīng)用

孫文

摘 要：與傳統(tǒng)的建筑相比，鋼結(jié)構(gòu)的建筑在質(zhì)量上不僅具有更勝一籌的優(yōu)勢，在環(huán)保的方面上也是遠(yuǎn)勝與傳統(tǒng)的建筑物。同等的工程，鋼結(jié)構(gòu)的建筑不僅能減少房子對鋼材的需求量，同時還能降低建筑物的重量，為承載地的安全提供更多一度的保障。另外在建筑的周期上，采用鋼結(jié)構(gòu)的建筑還能有效的減少工作時間，從而減少施工人員疲勞施工的情況，為工程的消除了相當(dāng)大的安全隱患，為工程的建筑帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益。基于此，文章對建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的內(nèi)容進(jìn)行了分析與研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用分析

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)本身比混凝土結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)等具有良好的優(yōu)勢，它的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在材料的性能方面，還體現(xiàn)在力學(xué)性能方面。從目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展來看，它的功能不再限于是一種結(jié)構(gòu)工具，而是成為一種中介，在一定的性能系數(shù)下可以在建筑中發(fā)揮出獨(dú)特的作用，為優(yōu)化建筑的質(zhì)量提供保證。因此，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程中的應(yīng)用分析顯得十分重要。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計概論

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計要從物理特性和經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行判斷：（1）經(jīng)濟(jì)方面，把鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用到施工建設(shè)中，可以在很大程度上節(jié)約施工的成本。（2）物理特性，為了保證鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計，質(zhì)量和施工質(zhì)量，要盡量提高其物理承受力，結(jié)合其體系特點(diǎn)、荷載性質(zhì)和分布特征來進(jìn)行綜合性分析。通常情況下，不僅要保證力學(xué)模型的清晰度以及剛度的均勻程度，還要保證柱間扛側(cè)支撐的分布均勻。鋼結(jié)構(gòu)之所以在建材市場占據(jù)較大的比例，受到很多施工單位的重視，主要有以下三個方面的原因：（1）鋼材質(zhì)地均勻。一定應(yīng)力條件下，鋼結(jié)構(gòu)由于受力而產(chǎn)生的實(shí)際彈性和力學(xué)計算中的理想數(shù)據(jù)最為接近，無論是材質(zhì)還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)定。（2）鋼材強(qiáng)度比較大。和一般的建筑材料相比，鋼材的強(qiáng)度大，抗震性好。另外，鋼材的體積比較小，在建筑施工時，可用面積大。鋼材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，自身重量小，遇到突發(fā)的自然災(zāi)害時能夠減輕建筑物的重量，還能使整個工程造價降低。（3）鋼材和其它的鋼筋材料不同，它的可塑性很強(qiáng)，不會因?yàn)檩d重問題出現(xiàn)折斷的情況，這也和鋼材內(nèi)部對外來作用力的合理分配和對應(yīng)力平衡的把握有關(guān)。

3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程中的優(yōu)勢

3.1 優(yōu)良的塑性和韌性

剛結(jié)構(gòu)優(yōu)良的塑性和韌性具體表現(xiàn)在：建筑在出現(xiàn)超載嚴(yán)重或者負(fù)載的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠重新分配作用力，減少建筑的應(yīng)力變化幅度，避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。這一性質(zhì)也使得鋼結(jié)構(gòu)建筑在抗震方面表現(xiàn)出良好的優(yōu)勢。在地震發(fā)生時，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以通過本身發(fā)生的彈性和塑性形變，吸收一定程度的地震破壞力，從而達(dá)到抗震目的。和多種建筑材料相比之下，鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性優(yōu)勢最為明顯，效果最好。

3.2 鋼材料質(zhì)地均勻

鋼材料自身的材料性能和其在力學(xué)計算方面的假定符合度很高。另外一方面，鋼材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)同性最為接近，材料自身波動范圍很小，其彈性在所有的建筑材料中是最為理想的，與此同時，其在一定受力范圍內(nèi)，屬于完全彈性材料，實(shí)際受力和工程力學(xué)的計算結(jié)果符合度高，所以優(yōu)勢很明顯。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑中造價低

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計也逐漸應(yīng)用到高層建筑中，其推廣應(yīng)用不僅降低了投入成本，而且提高建筑的可靠性和安全性，有利于提高收益。相比于鋼筋混凝土用在高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的總成本更低，并且其質(zhì)量也比鋼筋混凝土要輕很多，因此運(yùn)輸費(fèi)用就相對較低。鋼結(jié)構(gòu)的使用在一定程度上也可以縮短工程時間，減少人工費(fèi)和其他因?yàn)楣て诙Ц兜馁M(fèi)用。所以，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在高層建筑中具有良好的造價優(yōu)勢。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)建筑所需的施工時間更短

顯然，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和其他類型的建筑工程相比，其受氣候和環(huán)境等外界條件的影響比較小。鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工是在工廠內(nèi)部完成的，加工完后直接送到建筑場所組裝即可完工。這就意味著其施工周期比其它類型的建筑施工周期短，對施工場所的周圍環(huán)境影響也小，完全符合國家關(guān)于文明施工的要求。并且，鋼結(jié)構(gòu)建筑的生產(chǎn)屬于自動化，這在很大程度上降低了人工成本，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高做出很大貢獻(xiàn)。

4 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程中的開展

4.1 防火措施

在建筑項(xiàng)目工程當(dāng)中為了避免鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)事故設(shè)計人員通常會在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火設(shè)計，例如會對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火涂料保護(hù)、防火板保護(hù)、混凝土防火保護(hù)和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)通水冷卻保護(hù)等保護(hù)措施。鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計并不是簡單的對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂料保護(hù)，鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計不僅需要對鋼結(jié)構(gòu)所處部位和防護(hù)材料的穩(wěn)定性與可靠性進(jìn)行綜合的考慮而且還要對鋼結(jié)構(gòu)與防護(hù)措施疊加起來后重量所占用的空間大小、施工的難易程度以及面臨的經(jīng)濟(jì)性等因素給予充分的重視。所以設(shè)計人員在對鋼結(jié)構(gòu)防火進(jìn)行設(shè)計時一定要科學(xué)合理的選擇好設(shè)計方法。

4.2 防腐保護(hù)措施

防腐的問題一直以來都是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難題，隨著現(xiàn)代建筑的工程逐漸變大，工程的施工時間也越來越長，建筑中的材料在太陽下暴露的時間隨之也越來越長，在已結(jié)束的工程中，也會出現(xiàn)難以避免的鋼材暴露情況。這些暴露在外的鋼結(jié)構(gòu)在經(jīng)過長時間的風(fēng)吹日曬后，必然會發(fā)生不同程度的生銹和老化，從而損壞建筑的美感，其次。人們對于建筑中的這一問題往往忽略，長時間的腐蝕現(xiàn)象對于建筑物來講，過多或少的都會造成一定程度上的危害，建筑物的穩(wěn)定性和牢固性隨之就會產(chǎn)生一定程度的下降，為人們的居住安全帶來更多的隱患。所以，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑時，工作人員應(yīng)盡量避免鋼結(jié)構(gòu)暴露在建筑外，或是對暴露在外的鋼結(jié)構(gòu)采用涂漆、絕緣、防水的措施。還應(yīng)加強(qiáng)對建筑物的安全宣傳，讓物業(yè)過居住人員對建筑的危害有一定的了解，避免發(fā)生由腐蝕而造成的危害。

4.3 防污染處理

污染的問題并不僅僅是針對于建筑而言，它的涉及面相當(dāng)?shù)膹V，但建筑中的污染問題在污染的體系中也占據(jù)著較大的地位。無論是光污染還是噪音污染或是空氣的污染在建筑中都有所設(shè)計，因此，鋼結(jié)構(gòu)的建筑工程要盡量體現(xiàn)出環(huán)保的建筑意識，對建筑材料的選取要遵循節(jié)能環(huán)保的策略，在建筑中的噪音工作人員要做出解決措施，在建筑中也要體現(xiàn)出防噪防污的理念，對建筑物采用最可行的防范措施。例如：針對墻體用隔音的材料，或是在墻上安裝隔音的工具等，都能有效的減少噪音污染。其次，在光污染的防治上，鋼結(jié)構(gòu)的建筑要盡可能的實(shí)現(xiàn)光源科學(xué)環(huán)保安全，讓居民在居住中感到舒適。總之，無論是光污染還是噪音的污染，或是生活污染，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑都應(yīng)有針對性的對這些問題做出防范，以確保居民的生活環(huán)境安全與舒適。

5 結(jié)束語

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)因其自身良好的特性在我國建筑行業(yè)中得到越來越廣泛的推廣應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)不但能夠使建筑周期減短、降低施工成本，還具有良好的環(huán)保性和抗震能力，這些性質(zhì)不僅符合國家可持續(xù)發(fā)展的要求，也充分保證了整個建筑工程的安全性和可靠性，有助于企業(yè)的未來發(fā)展。不難看出，鋼結(jié)構(gòu)在未來的建筑領(lǐng)域?qū)紦?jù)很大市場，要加大對鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的推廣，從而促進(jìn)我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

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