張慧東

（晉城市科興工程造價咨詢有限公司 山西晉城 048000）

建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計剖析

張慧東

（晉城市科興工程造價咨詢有限公司 山西晉城 048000）

隨著改革開放的不斷深入與我國城市化進程的加快,建筑行業(yè)在材料使用與施工技術(shù)上進行了一系列的改進。特別是建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用,不僅改變了傳統(tǒng)房屋建造的時間長與耗時耗力,而且在節(jié)省材料的同時也保護了環(huán)境。然而,由于我國在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計上的發(fā)展時間不長、投入的力度不夠, 導(dǎo)致建筑鋼結(jié)構(gòu)在質(zhì)量與施工中存在一定的問題。本文通過闡迷建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計概況現(xiàn)狀,進而分析了當(dāng)前我國建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題,提出了相應(yīng)的改善建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施。以期減少建筑事故的發(fā)生,更好地促進建筑行業(yè)的安全、健康的生產(chǎn)。

建筑鋼結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題；改善措施

一、建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑鋼結(jié)構(gòu)是一種以鋼板和熱軋型鋼材為主體的建筑結(jié)構(gòu)。相較于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu),其具有強度、韌性和使用便捷等方面的優(yōu)勢。目前,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工廠、橋梁以及其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,并滿足了建筑行業(yè)的節(jié)能性和環(huán)保性需求。短鋼結(jié)構(gòu)所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠做成構(gòu)件，精確度較高。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是為了滿足當(dāng)今社會背景下,建筑工程對安全性和穩(wěn)定性的訴求,其確保了建筑工程施工過程的順利進行和后期各項工作的良性運轉(zhuǎn)。建筑行業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展過程中的重要組成部分,將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到建筑工程的設(shè)計和施工中,要結(jié)合建筑工程的具體情況對總耗鋼梁、施工工藝和工期等進行評估, 以實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

近年來,建筑企業(yè)相關(guān)負責(zé)人逐漸認識到了將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用到建筑工程施工中的重要性。設(shè)計人員立足于本國研究的基礎(chǔ)上,積極對外國先進經(jīng)驗進行借鑒和總結(jié),在很大程度上提升了我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平,使其在建筑工程中的應(yīng)用也更加普遍。并且其應(yīng)用范圍也逐漸拓寬。但是,基礎(chǔ)設(shè)施的不完善使其在應(yīng)用過程中仍然存在諸多問題。比如,建筑鋼結(jié)構(gòu)的具有較低的耐火性,不能夠滿足建筑工程的防火需求,使建筑工程的安全性得不到保障。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題

1. 鋼材選用不合理

工程負責(zé)人要結(jié)合建筑工程具體情況,對鋼材進行選擇。同時,在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,要對鋼結(jié)構(gòu)適用材料等級進行標(biāo)注,確保其應(yīng)用的合理性。但是,部分采購人員并不能夠結(jié)合建筑工程具體情況對鋼材進行選擇,導(dǎo)致鋼材與建筑工程的實際需求不匹配,造成建筑工程施工中各種問題的出現(xiàn)。設(shè)計師也沒有結(jié)合建筑工程施工中鋼材的應(yīng)用情況,對其進行標(biāo)注,導(dǎo)致應(yīng)用過程中的不合理。

2. 焊縫的設(shè)計不合理

鋼結(jié)構(gòu)一般以焊接的方式被應(yīng)用到建筑工程施工中。焊接質(zhì)量直接影響了鋼結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。在實際的焊接過程中,施工人員并沒有對結(jié)構(gòu)的受力性和鋼材的焊接性能進行考慮,導(dǎo)致焊接方式和焊接等級的不合理。工程負責(zé)人不重視對鋼板板材的對接焊縫疲勞強度進行檢驗,使焊縫質(zhì)量與實際建筑工程需求不匹配。施工人員要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的受力性能和鋼材的焊接性能,對焊縫質(zhì)量等級進行控制,以提升整體設(shè)計質(zhì)量。

3. 穩(wěn)定性設(shè)計不合理

穩(wěn)定性是現(xiàn)代建筑工程設(shè)計和施工的基本訴求。設(shè)計人員工作經(jīng)驗不足,導(dǎo)致其不注重對構(gòu)件結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行控制,進而使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,影響建筑工程整體性能。近年來,越來越多的新型建筑材料被應(yīng)用到鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,加大了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計難度,導(dǎo)致設(shè)計人員難以對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的穩(wěn)定性進行控制,從而引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑工程后期各種問題的出現(xiàn)。

4. 節(jié)點的設(shè)計不合理

節(jié)點設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的重要要素。設(shè)計人員要結(jié)合具體的鋼結(jié)構(gòu)情況,對節(jié)點形式進行充分考慮,進而對其整體結(jié)構(gòu)進行分析。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中普遍存在結(jié)構(gòu)分析模型與設(shè)計節(jié)點不匹配的現(xiàn)象。設(shè)計人員要應(yīng)用鉸鏈和剛接形式進行節(jié)點設(shè)計,以提升其整體質(zhì)量。

5. 腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)長期使用的一種常見問題

鋼結(jié)構(gòu)自身并沒有非常好的抗腐蝕性, 特別是在潮濕的環(huán)境當(dāng)中, 如果其處在有侵蝕性的環(huán)境里面, 鋼材就會在很短的一段時間之內(nèi)就發(fā)生生銹的情況, 這樣就使得構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的承載力都發(fā)生了非常大的轉(zhuǎn)變, 相關(guān)的研究和統(tǒng)計表明,鋼屋架倒塌事故占所有事鋼結(jié)構(gòu)自身并沒有非常好的抗腐蝕性, 特別是在潮濕的環(huán)境當(dāng)中, 如果其處在有侵蝕性的環(huán)境里面, 鋼材就會在很短的一段時間之內(nèi)就發(fā)生生銹的情況, 這樣就使得構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的承載力都發(fā)生了非常大的轉(zhuǎn)變, 相關(guān)的研究和統(tǒng)計表明, 鋼屋架倒塌事故占所有。

四、提高建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要措施

1. 加強設(shè)計中的監(jiān)督機制鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復(fù)雜，工作中，相關(guān)部門要做好相關(guān)審查工作,確保按照正確的設(shè)計流程進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時,也要對建筑工程結(jié)構(gòu)的安裝能力和結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作能力等進行審查,確保建筑工程施工的合理性。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計流程和安裝資質(zhì)符合建筑工程施工標(biāo)準(zhǔn)后, 進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工。

2. 提高鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計深度

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用比較普遍。工程負責(zé)人在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,要對其設(shè)計過程中涉及到的相關(guān)資料進行審核,確保相關(guān)設(shè)計資料與鋼結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計和施工情況相符合,以提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量和建筑工程的整體施工質(zhì)量。工程負責(zé)人也要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行嚴(yán)格審核,并送交相關(guān)審查部門進行審批,審批通過后,進行建筑工程施工,以確保在規(guī)定期限內(nèi)完成建筑工程的施工任務(wù),促進建筑工程施工工作順利進行。

3. 加強鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案布置

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計涵蓋的范圍比較廣,設(shè)計人員要結(jié)合具體工程施工情況,對鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計類型進行選擇,以確保鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計和施工的合理性。設(shè)計人員在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,要對建筑工程的周邊環(huán)境進行調(diào)查和分析,結(jié)合建筑工程的具體施工條件和要求, 選擇科學(xué)合理的設(shè)計方案,以提升建筑工程整體設(shè)計質(zhì)量。同時,設(shè)計人員也要結(jié)合具體工程概況,進行施工圖紙設(shè)計,并確保施工圖紙與具體的建筑工程情況相符合。

4. 提高設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)

設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平直接影響了建筑鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計質(zhì)量。設(shè)計單位要開展定期和不定期的培訓(xùn)工作,對設(shè)計人員進行培訓(xùn)和考核,不斷提升設(shè)計人員的技術(shù)水平和職業(yè)素養(yǎng),進而提升其整體設(shè)計質(zhì)量,避免設(shè)計圖紙粗糙、不合理影響建筑鋼結(jié)構(gòu)的整體性能。同時,設(shè)計單位要重視對設(shè)計人員進行日常考核,依據(jù)其設(shè)計能力和專業(yè)范圍,對建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)進行劃分,以最大程度提升建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。

5. 由于鋼結(jié)構(gòu)有的需要常年暴漏在大氣環(huán)境當(dāng)中, 進而就很容易受到空氣腐蝕作用, 當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑中的一些腐蝕性物質(zhì)或者是鋼結(jié)構(gòu)長時間處在比較潮濕的環(huán)境中, 鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕的狀況就會更加的明顯。 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不但會造成鋼結(jié)構(gòu)整體截面的縮減, 同時還會出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)表層產(chǎn)生大量的繡坑, 造成鋼結(jié)構(gòu)的破壞。為了有效防止剛體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕的狀況, 最長用的方式就是在剛體表面涂防腐蝕劑作為防腐層, 這種防腐層具有良好的致密性、 疏水性以及電阻較大和附著力較強的有點, 可以有效的隔絕大氣中的水蒸氣、 氯離子等腐蝕作用, 從而起到了保護鋼結(jié)構(gòu)的作用。

五、結(jié)語

城市化進程的加快和人們?nèi)粘Ｗ》坷砟罴稗k公理念的革新,帶動了我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展,也為建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了廣闊的發(fā)展空間。設(shè)計人員要結(jié)合建筑工程的具體情況, 對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,從根本上保障鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程施工中應(yīng)用的合理性,以提升我國建筑企業(yè)的市場競爭力。

[1]郭東海.鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的探討[J]. 黑龍江科技信息，2011.

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1007-6344（2016）08-0071-01