鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析

鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析

Summary：隨著時代進(jìn)步，城市建設(shè)發(fā)展，人口數(shù)量不斷增多，也使得城市中的基礎(chǔ)設(shè)施、城市規(guī)模、人口規(guī)模等不斷的突破歷史極限。為了緩解人口和土地之間的矛盾，建筑行業(yè)也不斷的大力發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)形式。建筑形式從簡單的磚瓦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計也越來越復(fù)雜。此外，人們對居住舒適度、采光條件、使用性能的要求也越來越高。這就要求相關(guān)設(shè)計人員在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，必須注重整體和細(xì)節(jié)之間的關(guān)系，從而將建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)險系數(shù)降低到最低。Keys：鋼結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；問題引言鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、延性好、自重輕、變形能力強、抗震性能好等特點，適用于建造大跨度以及超高、超重型建筑，而且與其他結(jié)構(gòu)混合運用能夠獲得更好的效果。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件放樣與制作大多是在工廠，所以施工現(xiàn)場的主要工作是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件拼裝。施工現(xiàn)場安裝時，需要使用大型的機械設(shè)備，按照計劃順序依次進(jìn)行，由于受干擾的因素比較多，存在一些典型的施工難題，需要提高重視程度，根據(jù)項目特點和要求，提前做好應(yīng)對之策。1建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面、施工方面以及使用方面都具有較大優(yōu)勢。其優(yōu)點主要有以下幾方面：第一，建筑鋼結(jié)構(gòu)可以彌補傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的不足，它易于分割的優(yōu)勢更是大大提高了施工效率。第二，建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中會用到輕質(zhì)墻板等綠色環(huán)保材料，可以充分降低不可再生能源的消耗。第三，鋼結(jié)構(gòu)建造使用的型鋼型號基本為國標(biāo)型號，可以有效實現(xiàn)技術(shù)集成化，進(jìn)一步提高了建筑鋼結(jié)構(gòu)建造設(shè)計水平和實用性能。第四，建筑鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量較輕，可以減少地基處理的投入費用。第五，建筑鋼結(jié)構(gòu)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析2.1地基及基礎(chǔ)應(yīng)注意問題地基是建筑的基礎(chǔ)，也是提高建筑穩(wěn)定性的關(guān)鍵。通常情況下，地基施工主要涉及地質(zhì)、設(shè)計參數(shù)等內(nèi)容。在地基建設(shè)過程中，部分設(shè)計人員過于信賴報告而未進(jìn)行實地勘查，或者受客觀條件的限制而缺少地質(zhì)勘查報告的支持，甚至有個別項目直接參考其他工程的地基標(biāo)準(zhǔn)，只根據(jù)自己設(shè)計經(jīng)驗來開展建筑設(shè)計工作。這種做法通常會給建筑的后續(xù)建設(shè)和使用埋下安全隱患。基礎(chǔ)設(shè)計前，設(shè)計人員應(yīng)對現(xiàn)場進(jìn)行實地考察，新建建筑周邊是否存在原有建筑。若存在原有建筑時，應(yīng)考慮基礎(chǔ)碰撞以及沉降的影響并作出相應(yīng)措施。基坑開挖完成后應(yīng)對基坑進(jìn)行現(xiàn)場觀測，對地質(zhì)明顯不一致的部位提出相應(yīng)的處理措施?；A(chǔ)短柱配筋較大，設(shè)計邊柱基礎(chǔ)時應(yīng)考慮鋼筋彎錨長度是否足夠以及短柱與基礎(chǔ)配筋碰撞問題。2.2樓板問題樓板是建筑結(jié)構(gòu)的重要結(jié)構(gòu)，樓板的受力情況不僅和其上方承載物的重量有關(guān)，還會受到周圍墻面、建筑大梁、建筑柱子的影響。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，樓板問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，設(shè)計時容易忽視樓板的整體承載力，進(jìn)而導(dǎo)致樓板難以滿足建筑結(jié)構(gòu)的承重要求而出現(xiàn)斷裂，給整個建筑的安全造成嚴(yán)重的威脅。其次，樓板變形是建筑的常見問題。樓板變形的原因是多方面的，但是在處理樓板變形問題時，設(shè)計人員往往只考慮樓板的受力大小，而忽視了其他外在影響因素，甚至還可能因此而采取了錯誤的計算方法。3建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計問題解決對策3.1鋼結(jié)構(gòu)防火防腐蝕設(shè)計策略在優(yōu)化建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，要對建筑防腐蝕防火設(shè)計給予重點關(guān)注，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑防火設(shè)計和防腐蝕設(shè)計滿足相應(yīng)的等級。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)相應(yīng)要求選用薄涂型或厚涂型，并進(jìn)行相應(yīng)的防火設(shè)計計算，將計算出的涂層厚度與建筑要求的涂層厚度取不利。在提升鋼結(jié)構(gòu)建筑防火性能的同時，也要采取積極有效的措施提升建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕能力。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕過程并不是一蹴而就的，而是長年累月的作用過程，雖然鋼結(jié)構(gòu)腐蝕過程緩慢，但是其對建筑鋼結(jié)構(gòu)的危害較大。而建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐策略也側(cè)重在防腐蝕涂料的選擇上。為了更好地消除鋼結(jié)構(gòu)材料被腐蝕的風(fēng)險，可在建筑鋼結(jié)構(gòu)材料表面覆蓋防腐性能較好的涂層。此外，鋼結(jié)構(gòu)材料在經(jīng)過防火設(shè)計和反腐蝕設(shè)計處理后，還需要控制鋼結(jié)構(gòu)表面沒有焊渣殘留、沒有油漬殘留以及鋼毛刺等，因此在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中補充殘存污漬的處理措施。3.2優(yōu)化結(jié)構(gòu)梁、框架設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)中的梁和框架是保障建筑穩(wěn)定性的重要結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)計人員必須綜合考慮結(jié)構(gòu)梁和框架的受力情況，確保結(jié)構(gòu)梁上方的力量集中，再通過相應(yīng)的加固設(shè)計來進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)梁和框架的承載力。首先，設(shè)計人員必須確保結(jié)構(gòu)梁設(shè)計方案科學(xué)、合理?？紤]到結(jié)構(gòu)梁的承重能力和建筑的整體造型有關(guān)，因此在設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)充分了解建筑的造型，從而保證結(jié)構(gòu)梁設(shè)計的準(zhǔn)確性、可靠性。其次，為確保結(jié)構(gòu)梁的高度和撓度科學(xué)、合理，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合建筑的使用要求來確定結(jié)構(gòu)梁的高度和撓度，從而保證結(jié)構(gòu)梁的安全性與穩(wěn)定性。同時，設(shè)計人員還應(yīng)考慮外部環(huán)境對建筑的影響，并增強結(jié)構(gòu)梁抵抗外部環(huán)境變化的能力，確保其能夠適應(yīng)一定程度的環(huán)境變化。最后，在對框架進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員必須合理規(guī)劃縱向框架和橫向框架的平衡關(guān)系，同時嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，以確保每個框架都能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用。對此，設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范自身的行為，并嚴(yán)格把握每一個細(xì)節(jié)，從而保障建筑的安全性和穩(wěn)定性。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)立足全局，將橫梁和縱梁作為一個有機整體來進(jìn)行設(shè)計，并在保證空間布局合理的同時，進(jìn)一步提高建筑的實用性和美觀度。3.3加強對鋼結(jié)構(gòu)受力體系以及細(xì)部節(jié)點的設(shè)計當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方案敲定以后，第一項首要任務(wù)就是計算鋼結(jié)構(gòu)受力體系和計算并完善鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點受力情況?，F(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)受力體系多采用桿系結(jié)構(gòu)。桿系結(jié)構(gòu)主要指梁體、拱件、框架以及桁架，這種結(jié)構(gòu)對鋼材的強度要求較高，而且要求鋼材的截面尺寸要小。這種桿系結(jié)構(gòu)可以在生產(chǎn)車間生產(chǎn)之后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行安裝，桿系結(jié)構(gòu)之間的約束力較小。所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點是保證結(jié)構(gòu)節(jié)點之間連接的緊固性。而鋼結(jié)構(gòu)建筑的細(xì)部節(jié)點設(shè)計所涉及的內(nèi)容計算較為復(fù)雜且必須要細(xì)化到每個節(jié)點。在設(shè)計過程中要注重強柱弱梁的基本設(shè)計策略。強柱弱梁設(shè)計注重的是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)柱和梁體的整體性，要求鋼結(jié)構(gòu)建筑受到地震作用時，塑性鉸出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)梁上而不是出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)柱上。也可通過在梁柱之間設(shè)置耗能支撐，在承受地震作用后可替換損壞的耗能構(gòu)件并進(jìn)行安全檢查后即可使建筑重新使用。結(jié)語建筑行業(yè)迅猛發(fā)展給建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來較大機遇的同時，也給建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了較大挑戰(zhàn)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要對設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行科學(xué)合理的分析，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，采取行之