分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)存在的問題

陳金明

隨州市黃龍建筑工程有限公司 湖北隨州 441300

鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性相對較高、結(jié)構(gòu)性能好，在建筑工程中的應(yīng)用有效避免了外力作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。但是，一些建筑工程項目中，由于有關(guān)人員沒有遵守相應(yīng)的設(shè)計要點，使得鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計存在諸多的安全隱患，影響了建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計上，要充分根據(jù)工程需求，提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

1 鋼結(jié)構(gòu)的概念

鋼結(jié)構(gòu)顧名思義就是以鋼材作為結(jié)構(gòu)搭建的主要原材料，通過鋼梁、鋼板、鋼柱等不同的鋼制組件，采用焊接、鉚接等連接手段進行拼接組裝，進行大型建筑物搭建的建筑結(jié)構(gòu)類型。鋼結(jié)構(gòu)以各類鋼材作為主要材料，與普通混凝土等建筑材料不同，鋼材具有重量輕，韌性強等特點，能夠承受更大的力，因此在大中型建筑物設(shè)計中經(jīng)常采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造穩(wěn)定，不易變形，能夠為建筑物提供良好的安全穩(wěn)定性。但是，在某些特殊情況下也有可能出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的情況，常見的有以下兩種情況：一種是過大的壓力直接作用在受力平衡點上，造成結(jié)構(gòu)整體受力不均導(dǎo)致失穩(wěn)。另一種是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于長期使用，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生金屬疲勞等問題，內(nèi)部結(jié)構(gòu)失去支撐作用，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，有必要明確這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特點，才能在設(shè)計過程中有的放矢，避免結(jié)構(gòu)弱點，發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，使得建筑物中的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮更好的作用[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀問題

2.1 缺乏質(zhì)量保障

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用非常廣泛，其設(shè)計質(zhì)量影響著建筑項目整體品質(zhì)。但是，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏質(zhì)量保障是目前建筑設(shè)計的難點，而造成這一問題的原因較多，如：設(shè)計人員本身能力有限、經(jīng)驗不足、結(jié)構(gòu)細節(jié)落實不到位。同時，根據(jù)當(dāng)前建筑市場來看，部分施工單位會將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計承包出去，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計脫離，這樣不僅會影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性，還無法保障承接單位的設(shè)計質(zhì)量，增加了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的不穩(wěn)定因素。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題

節(jié)點、結(jié)構(gòu)焊接是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，也是影響鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和牢固性的關(guān)鍵因素。建筑工程更加重視施工過程，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)注度不高，常常會忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計的價值，從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)問題。當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容比較單一，其形式也是千篇一律，無法滿足多樣化的市場需求。例如，當(dāng)前柱腳設(shè)計的類型主要包含埋入式設(shè)計、外包式設(shè)計、外露式設(shè)計，不同柱腳設(shè)計適用工程存在差異。如果在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員忽視了內(nèi)外力分析，可能會導(dǎo)致柱腳節(jié)點受到破壞，造成鋼結(jié)構(gòu)變形或建筑結(jié)構(gòu)被損壞。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化對策

3.1 重點設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)的細節(jié)部分

建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅包含了主體結(jié)構(gòu)設(shè)計，還涉及了諸多的細節(jié)問題，如果在設(shè)計過程中，有關(guān)設(shè)計人員沒有做好這些細節(jié)問題的處理，就會影響鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。有關(guān)設(shè)計人員在確定了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以后，還需要進行受力情況、細節(jié)的分析，隨后根據(jù)這些細節(jié)分析結(jié)果，完善整個鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計體系。鋼結(jié)構(gòu)受力分析是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化的重要參考。當(dāng)前，在我國建筑工程領(lǐng)域，建筑工程多以桿系結(jié)構(gòu)為主，這種特殊的結(jié)構(gòu)使得在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須保障鋼結(jié)構(gòu)的強度等級較高、截面尺寸符合要求，才能夠符合結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員需要做好相應(yīng)的細節(jié)處理，提高鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性[2]。

3.2 防火設(shè)計

在防火設(shè)計之中基本都是選擇一些耐火的材料或者選擇防火的涂料。在防火設(shè)計當(dāng)中必須要依照項目的防火等級、種類和實際情況強化結(jié)構(gòu)設(shè)計。在選擇涂料的時候需要選用比較厚一點的，并且其黏結(jié)度還需要超過0．05 兆帕；在選擇材料的時候需要選擇硬質(zhì)的板材。在選擇好材料之后需要將填涂在鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點部位提升節(jié)點部位的防火效果，提升防火指數(shù)。在選擇鋼材的時候也都需要選擇耐火的，如果無法滿足防火標準，還需要選擇較薄的耐火性材料。在設(shè)計吊頂?shù)臅r候，壓型板材除了需要將防火效果處理好，還需要進行防銹處理。

3.3 受力設(shè)計

在建筑工程實踐中，鋼結(jié)構(gòu)是建筑物外圍的一種常用結(jié)構(gòu)，對建筑物起到受力支撐作用。在建筑物整體設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)的使用盡量遵循對稱原則，其目的是讓每個鋼結(jié)構(gòu)均勻地承受整個建筑物的作用力，防止個別鋼結(jié)構(gòu)承受壓力過大或過小。除此之外，對鋼結(jié)構(gòu)不同部位的受力及穩(wěn)定性要求也不同。例如，對于鋼結(jié)構(gòu)中不動支座的要求是防止位移，因此對于這部分的支撐能力要求較高，但是對于鋼梁架，除了要起到縱向支撐作用，還需要考慮在水平位置防止其發(fā)生扭轉(zhuǎn)。鋼結(jié)構(gòu)不同部位的受力特點要在設(shè)計中體現(xiàn)出來，避免因考慮不足而出現(xiàn)失穩(wěn)狀況。最后，鋼結(jié)構(gòu)的具體施工操作也非常重要，現(xiàn)場施工人員必須按照設(shè)計圖來嚴格執(zhí)行，盡量減少施工誤差，加強部門間相互配合，嚴格依據(jù)標準進行施工，加強細節(jié)管理[3]。

4 結(jié)語

近年來，隨著人們生活質(zhì)量的提升，人們對于建筑工程穩(wěn)定性與安全性提出了更高的要求，在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，鋼結(jié)構(gòu)基于其優(yōu)勢，在一些建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的因素相對較多，有關(guān)的設(shè)計人員需要從鋼材選擇、細節(jié)把控、整體設(shè)計著手，保障鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體質(zhì)量，提高建筑工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。