鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用管窺

邢蘭振 彭繼芳

1河北易拓工程設(shè)計有限公司 河北唐山 063000 2唐山春雨鋼結(jié)構(gòu)有限公司 河北唐山 063000

進(jìn)入21世紀(jì)以來，城市化的建設(shè)進(jìn)程日益加快，高層建筑作為城市建筑的主要形式受到了廣大人民群眾的歡迎，在近些年的發(fā)展中，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計越來越復(fù)雜，功能也越來越多，尤其是超高層建筑的出現(xiàn)更是推動了現(xiàn)代化建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步[1]。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)是非常重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，其設(shè)計質(zhì)量效果好壞直接關(guān)系到了高層建筑的質(zhì)量高低，所以，在具體的應(yīng)用過程中我們要對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行更高的質(zhì)量要求，尤其是要對技術(shù)方面的要點(diǎn)進(jìn)行控制從而全面地提升施工的質(zhì)量水平。

1 鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的作用分析

鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前高層建筑中重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，可以說，鋼結(jié)構(gòu)是整個高層建筑中最為基礎(chǔ)的架構(gòu)內(nèi)容之一，良好的鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量不但能夠提高高層建筑的抗震性能而且還能夠全面地提升高層建筑的安全性能[2]。從另外一個角度來說，全面地提升鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工質(zhì)量是我們當(dāng)前提升高層建筑設(shè)計的關(guān)鍵性步驟，也對于未來高層建筑設(shè)計的發(fā)展起到了非常重要的作用。除此之外，高層建筑設(shè)計中的某些環(huán)節(jié)與高層建筑中的其他結(jié)構(gòu)性能也有著非常緊密地聯(lián)系，例如，混凝土結(jié)構(gòu)的承載力在很大程度上就與鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計有著一定的關(guān)系。所以，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑設(shè)計中有著非常重要的作用，在施工與設(shè)計的環(huán)節(jié)中需要我們尤為重視。

2 鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題

2.1 標(biāo)準(zhǔn)圖應(yīng)用不合理

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有一定的復(fù)雜性，在設(shè)計的過程中對于標(biāo)準(zhǔn)圖的要求也越來越嚴(yán)格。從目前的具體工程實際來說，標(biāo)準(zhǔn)圖的具體設(shè)計情況是與工程規(guī)模有關(guān)的，不同的標(biāo)準(zhǔn)圖適用不同的工程規(guī)模，良好的標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計不但能夠規(guī)范施工的流程，為后續(xù)施工工作提供可靠的依據(jù)，而且還能在保證建筑工程發(fā)揮出最大經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的同時又保證高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全穩(wěn)定性[3]。但是就目前的實際應(yīng)用情況來看，標(biāo)準(zhǔn)圖的應(yīng)用與設(shè)計還存在著一定的缺陷，而且在經(jīng)濟(jì)成本方面也不具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，而且當(dāng)前高層建筑施工標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計與應(yīng)用并不能夠完全與建筑規(guī)模相匹配，難以為高層建筑設(shè)計質(zhì)量的提升做出貢獻(xiàn)。

2.2 鋼材存在質(zhì)量問題

在鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)設(shè)計過程中，鋼材是最為基礎(chǔ)的材料之一，從高層建筑結(jié)構(gòu)的承載力情況來看，鋼材的質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。在目前的市面中，鋼材材料的質(zhì)量有著很大的差別，甚至存在著以次充好的現(xiàn)象，在以往的施工設(shè)計案例中，由于鋼材質(zhì)量的不過關(guān)而導(dǎo)致的安全事故現(xiàn)象也經(jīng)常發(fā)生，而且從目前的制度建設(shè)情況來看，在我國的建設(shè)行業(yè)內(nèi)并沒有形成統(tǒng)一的鋼材質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工過程中鋼材選用不當(dāng)?shù)那闆r時常發(fā)生。

2.3 抗震措施不完善

在目前的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高建筑物的抗震性能是非常重要的工作內(nèi)容之一，高層建筑本身具有龐大的體積，而鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以有效地提升高層建筑物的抗震性能。除此之外，不同的鋼材材料有著不同抗震效果，一般來說要優(yōu)先選擇密度較大、分子間距離緊密的材料。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不強(qiáng)

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)是比較重要的骨架，鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題在設(shè)計或施工中一定要有良好的保證，許多設(shè)計計算和施工方案的不合理最終使得鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性難以得到保證。

3 鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用改良措施分析

3.1 合理應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)圖

在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，科學(xué)、合理地設(shè)計與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)圖不但可以提高施工的質(zhì)量而且還能夠有效地降低施工的難度。一般而言，標(biāo)準(zhǔn)圖的設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分考慮和審查標(biāo)準(zhǔn)圖是否規(guī)范、該標(biāo)準(zhǔn)圖的設(shè)計應(yīng)用存在著多大的風(fēng)險、所耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本多少等問題，務(wù)必保證合理謹(jǐn)慎地使用標(biāo)準(zhǔn)圖，從而保障施工過程中的安全性。

3.2 提高鋼構(gòu)件部分的施工質(zhì)量

鋼構(gòu)件在整個鋼結(jié)構(gòu)施工過程中起到了非常重要的作用，因此，相關(guān)的監(jiān)管部門應(yīng)當(dāng)及時地出臺切實可行的構(gòu)件質(zhì)量監(jiān)督體系，尤其是在買賣市場中要貫徹落實嚴(yán)格的質(zhì)量要求，全面地提高鋼構(gòu)件部分的施工質(zhì)量，進(jìn)而保證施工進(jìn)度和整體施工水平。

3.3 強(qiáng)化抗震理念

首先，在鋼結(jié)構(gòu)材料的選擇上要盡量地選擇密度大、質(zhì)地較硬的鋼材料，力求在源頭上來提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。其次，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)從始至終貫徹落實抗震的相關(guān)設(shè)計理念，并且在此基礎(chǔ)上充分考慮建筑物的承載能力。

3.4 確保高層建筑穩(wěn)定性

保證高層建筑的穩(wěn)定性應(yīng)當(dāng)從多個因素入手，首先，在招標(biāo)的過程中應(yīng)當(dāng)對標(biāo)方的信用問題進(jìn)行充分地考慮，并且在相關(guān)監(jiān)管部門的組織下進(jìn)行公平、公開的招標(biāo)。其次，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)立足于高層建筑的整體穩(wěn)定內(nèi)容，通盤地考慮鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性和可靠性，為了進(jìn)一步提高高層建筑的穩(wěn)定性，可以在設(shè)計和計算的過程中使用折減系數(shù)法進(jìn)行計量，同時在關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的彈性計算中，除了需要整體地考慮高層建筑的穩(wěn)定性因素之外，還要進(jìn)行二階分析，良好地把握強(qiáng)度設(shè)計與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計之間的關(guān)系。

4 結(jié)語

在當(dāng)前的高層建筑設(shè)計中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)取得了非常不錯的效果，為我國城市化建設(shè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)，但是由于建筑行業(yè)中鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有一定的有限性，所以我國鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)在未來的應(yīng)用過程中還需要不斷地完善與進(jìn)步，希望本文的研究能夠為鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與發(fā)展提供一定的參考意見。