游金蘭

（梧州市第一建筑安裝工程有限公司 廣西梧州市 543000）

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

游金蘭

（梧州市第一建筑安裝工程有限公司 廣西梧州市 543000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，我國(guó)的建筑事業(yè)也得到了快速的發(fā)展，但這也使得較多的建筑問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)，其嚴(yán)重危害了建筑工程的施工質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)施工人員越來(lái)越重視建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。通過(guò)提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問(wèn)題，可以有效保證建筑正常運(yùn)營(yíng)的安全可靠，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。本文簡(jiǎn)單分析了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義與現(xiàn)狀，詳細(xì)研究了建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題以及相應(yīng)的對(duì)策，并在此基礎(chǔ)上提出了相關(guān)建議措施。

建筑；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；現(xiàn)狀；對(duì)策

前言

隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)已無(wú)法滿足當(dāng)今建筑工程的需求，建筑鋼結(jié)構(gòu)完美的取代了傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)的位置，并被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)、民用建筑以及工業(yè)廠房建設(shè)，進(jìn)而為建筑事業(yè)的發(fā)展打下了良好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，越來(lái)越多的建筑工程都在使用鋼結(jié)構(gòu)，這使得工程中眾多問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，進(jìn)而給整個(gè)建筑工程帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，要重視其中存在的問(wèn)題，并采取有效的措施進(jìn)行完善，從而在提高建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，提升整體建筑工程質(zhì)量。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的意義與現(xiàn)狀

1.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)的意義

通過(guò)加工鋼板、熱軋型鋼材，形成建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本骨架。與傳統(tǒng)的混裝結(jié)構(gòu)相比較，鋼結(jié)構(gòu)具備更高的強(qiáng)度和韌性，且其內(nèi)部組織較為均勻，制作加工難度較低。因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的眾多橋梁建設(shè)、民用建筑以及工業(yè)廠房建設(shè)中被廣泛的運(yùn)用。其在一定程度上推動(dòng)了建筑節(jié)能領(lǐng)域的順利發(fā)展，且在鋼結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中，其具備良好的環(huán)保性，這在很大程度上滿足了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求。

1.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的廣泛使用，眾多問(wèn)題也隨著逐漸出現(xiàn)。例如，剛才的耐火性能較差，所以，在鋼結(jié)構(gòu)的重要連接部位，必須采取相應(yīng)的防火措施；鋼材的強(qiáng)度較高，但大多數(shù)運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)的地方都較薄且截面偏小，這在很大程度上阻礙了鋼材強(qiáng)度的正常發(fā)揮；大多數(shù)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員因自身專業(yè)能力的不足，導(dǎo)致在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，出現(xiàn)許多不符合規(guī)范的情況，這不僅降低了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還危害了整體建筑工程的質(zhì)量。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題的特性

2.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)問(wèn)題的復(fù)雜性

建筑鋼結(jié)構(gòu)中存在的問(wèn)題是較為復(fù)雜的，其主要表現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜，這就使得設(shè)計(jì)中存在許多極易出現(xiàn)問(wèn)題的地方，且對(duì)其的宏觀監(jiān)控難度也較大。即便在鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題的性質(zhì)都是相同的，但其產(chǎn)生的環(huán)節(jié)和原因還是存在較大的差異的，這在很大程度上加大了問(wèn)題解決的難度。例如焊接裂縫的出現(xiàn)，其發(fā)生的區(qū)域有許多，其可能會(huì)在表面或是在內(nèi)部出現(xiàn)，這都是不可預(yù)測(cè)的，當(dāng)然，其發(fā)生的原因也是有許多的，可能受熱導(dǎo)致的，也可能是受冷導(dǎo)致的，這都不是單一的，因此，對(duì)于建筑鋼結(jié)構(gòu)存在問(wèn)題的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行詳細(xì)的分析與核查，并最終確定其發(fā)生的具體位置與原因，并采取相應(yīng)的措施解決。

2.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)問(wèn)題的嚴(yán)重性

在建筑工程施工過(guò)程中，一旦鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，施工人員就必須立即停止當(dāng)前施工項(xiàng)目，著重處理建筑鋼結(jié)構(gòu)問(wèn)題。且這些問(wèn)題具有復(fù)雜性，處理難度較大，這使得建筑施工項(xiàng)目工期的拖延成為必然的結(jié)果。如果這些問(wèn)題無(wú)法處理，那么就只有拆除重建，增加了工程的施工成本。如果相關(guān)人員沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題，造成建筑垮塌，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡，給施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。

2.3 建筑鋼結(jié)構(gòu)問(wèn)題的可變性

建筑鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問(wèn)題并不是一成不變的，它會(huì)隨著建筑施工的實(shí)際進(jìn)度而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，例如鋼結(jié)構(gòu)的焊接裂縫剛開始時(shí)可以忽略不計(jì)的，但因受到應(yīng)力的作用，會(huì)使得原先不大的裂縫逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫薮蟮暮附恿芽p；如果讓鋼構(gòu)件長(zhǎng)期處于高強(qiáng)度負(fù)荷的狀態(tài)下，會(huì)容易造成彎曲、變形，進(jìn)而發(fā)生較大的安全隱患問(wèn)題，給社會(huì)公眾群體的人身安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，最終使建筑企業(yè)產(chǎn)生較大的負(fù)面社會(huì)影響。

2.4 建筑鋼結(jié)構(gòu)問(wèn)題的頻發(fā)性

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)是較多的，且對(duì)其的宏觀監(jiān)控難度也是較大的，因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)在目前的施工技術(shù)支持的基礎(chǔ)上，有著較高的問(wèn)題出現(xiàn)頻率，其主要表現(xiàn)在日常施工事故的頻繁發(fā)生上。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)策

3.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工質(zhì)量與安全管理

建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中的基礎(chǔ)建設(shè)，通常采用混凝土獨(dú)立柱，其是由鋼筋、混凝土以及模板加工而成，且螺栓的安置是混凝土獨(dú)立柱預(yù)埋部分的重點(diǎn)。

3.1.1 安裝模板的制作工藝

選取3塊等同于鋼柱底板大小的鋼板（其中2塊厚20ram，1塊厚度為8～20ram）。將2塊20ram厚的鋼板按照鋼板底板螺栓孔位置、大小開孔，然后將3塊鋼板進(jìn)行組裝，并把1組螺栓插入螺孔。之后用中14～16的鋼筋將螺栓焊接成整體。其中，上下各1道，也可進(jìn)行多次的重復(fù)使用。且單個(gè)螺栓間間距和高低一定要控制在允許的范圍之內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)如下：A：中14～中16鋼筋；B：螺栓；C：中14～中16鋼筋；E：20ram鋼板；F：8～l0ram鋼板；G：200～300ram；H：50m。

3.1.2 螺栓組的固定工藝

在開始預(yù)埋混凝土獨(dú)立柱之前，需要將螺栓組的定位進(jìn)行很好的確定，此時(shí)可以通過(guò)經(jīng)緯儀來(lái)達(dá)到對(duì)螺栓組的精確定位。之后便可固定螺栓的鋼筋頂端部位，并將它放置在模板壁處，且上下各一道，將螺栓組的間距和高度控制在設(shè)計(jì)施工的允許誤差范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)提高建筑鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工質(zhì)量的目的。

3.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝階段質(zhì)量與安全管理

在安裝建筑鋼結(jié)構(gòu)前，施工人員要對(duì)施工所用的圖紙進(jìn)行仔細(xì)的審核，并在此基礎(chǔ)上嚴(yán)格分析施工圖紙中的重要環(huán)節(jié)，進(jìn)而加強(qiáng)對(duì)重要部分的監(jiān)督管理力度。在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，要嚴(yán)格依據(jù)施工圖紙規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的操作，同時(shí)，監(jiān)督管理部門也要做好對(duì)施工工程的實(shí)時(shí)監(jiān)督管理工作，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶彶槭┕ち鞒蹋M(jìn)而避免出現(xiàn)施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 建筑鋼結(jié)構(gòu)竣工階段質(zhì)量與安全管理

在工程竣工期間，建筑施工隊(duì)伍要組織專門的質(zhì)量檢查人員審查鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，并且在其審查工作結(jié)束后，需通知投資方要求第三方質(zhì)量檢查人員進(jìn)行二次檢查，以此來(lái)保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，需及時(shí)的修改并完善，最終達(dá)到提高鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的目的。

4 案例建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的建議措施

4.1 構(gòu)建設(shè)計(jì)模擬分系統(tǒng)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)中，其設(shè)計(jì)模擬分系統(tǒng)自成簡(jiǎn)化模型，且理想應(yīng)力、理性位移以及下料長(zhǎng)度不僅是其目標(biāo)狀態(tài)，也是設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。在計(jì)算案例鋼結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)理論時(shí)，首先要確定具體的設(shè)計(jì)方式以及程序，并以此制定可行性設(shè)計(jì)方案，且設(shè)計(jì)方案中要包括鋼材容重、彈性模量、環(huán)境溫度等現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需依據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)層序，并對(duì)結(jié)構(gòu)體系內(nèi)的實(shí)際荷載情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，特別是結(jié)構(gòu)的零狀態(tài)幾何，進(jìn)而以此來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)位移、截面應(yīng)力、內(nèi)力變化、位移變化等設(shè)計(jì)參數(shù)，形成設(shè)計(jì)控制基準(zhǔn)。只要確保鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)嚴(yán)格遵守該基準(zhǔn)，便可確保施工的質(zhì)量與安全。

4.2 設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)

對(duì)于影響設(shè)計(jì)控制目標(biāo)的不確定性因素，應(yīng)在設(shè)計(jì)期間對(duì)其狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而得出能夠真實(shí)反映設(shè)計(jì)狀況的數(shù)據(jù)，之后對(duì)比分析狀態(tài)參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)，從而確定參數(shù)控制的目標(biāo)。位移監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)和溫度監(jiān)測(cè)是本工程中需監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)參數(shù)，其中，位移的獲得需要利用經(jīng)緯儀、光電圖像式撓度儀、水準(zhǔn)儀、全站儀以及測(cè)距儀，并對(duì)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)際位移情況進(jìn)行全方位的檢查，但同時(shí)，需同步測(cè)試監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的溫度。在溫度趨向穩(wěn)定之后，才可確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。對(duì)于應(yīng)力監(jiān)測(cè)，需借助相應(yīng)的電阻傳感器和鋼弦式傳感器，其中，電阻傳感器可以很好的檢測(cè)短暫荷載增加情況下的應(yīng)力，但需要克服耐久性的困難，并且，對(duì)于復(fù)雜的監(jiān)測(cè)環(huán)境，就需要通過(guò)鋼弦式傳感器輔助測(cè)試，特別是遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)。溫度的量測(cè)的方式有許多，以下是較為常見的幾種方式：輻射測(cè)溫法、熱電偶測(cè)溫法、電阻溫度計(jì)測(cè)溫法，且在選用溫度量測(cè)儀器時(shí)，需要全面考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的客觀條件，進(jìn)而靈活選用。

4.3 設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)控制

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)間的差異是經(jīng)常存在的，且這種差異即為兩種狀態(tài)之間的誤差。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處于動(dòng)態(tài)變化時(shí)，需深入分析設(shè)計(jì)的實(shí)際狀態(tài)和理性狀態(tài)間的誤差，這時(shí)可借助現(xiàn)代控制理論。①對(duì)于誤差的分析，要對(duì)結(jié)構(gòu)幾何、截面特征、結(jié)構(gòu)荷載、材料特性等方面的參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，并以推薦值和經(jīng)驗(yàn)值的方式，測(cè)量鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)行為，從而將具體狀態(tài)下的偏差找出，然后修正產(chǎn)生偏差的設(shè)計(jì)。這些誤差分析可具體概括為以下三個(gè)步驟：a.確定導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)狀態(tài)偏差設(shè)計(jì)參數(shù)。b.對(duì)敏感性設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行全面的分析。c.估計(jì)和修正設(shè)計(jì)參數(shù)。②對(duì)于設(shè)計(jì)狀態(tài)的識(shí)別與監(jiān)測(cè)，需將鋼結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)流程視作隨即系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上將各種流程狀態(tài)視為隨機(jī)變量；對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其他無(wú)法考慮到的影響因素，可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的實(shí)際反應(yīng)，預(yù)估設(shè)計(jì)的真實(shí)狀態(tài)，并確定下一個(gè)設(shè)計(jì)步驟，從而有效實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制。③對(duì)于工程的最優(yōu)控制，可依據(jù)狀態(tài)識(shí)別與預(yù)測(cè)的實(shí)際效果，針對(duì)實(shí)際狀態(tài)偏差情況，進(jìn)行相應(yīng)的解決。如果偏差超出允許范圍，需定義某個(gè)特定的性能指標(biāo)，并圍繞指標(biāo)深人優(yōu)化，盡量在理想狀態(tài)的基礎(chǔ)上控制鋼結(jié)構(gòu)安全與質(zhì)量。

4.4 設(shè)計(jì)控制管理

建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、社會(huì)及政府相關(guān)部門是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制管理的主體部分。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，各方主體需發(fā)揮指導(dǎo)、直接管理、間接管理、干涉以及監(jiān)督的良好作用。在本工程的設(shè)計(jì)期間，業(yè)主以設(shè)計(jì)控制委托人和協(xié)調(diào)者的身份，對(duì)設(shè)計(jì)控制管理的內(nèi)容和目標(biāo)提出了相應(yīng)的意見或建議，并在發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)控制管理方案出現(xiàn)偏差時(shí)，進(jìn)行相關(guān)意見的發(fā)表并予以最終確認(rèn)。設(shè)計(jì)單位是整個(gè)施工工程設(shè)計(jì)的直接管理者，其控制手段的科學(xué)直接影響著設(shè)計(jì)控制管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。社會(huì)監(jiān)理是針對(duì)設(shè)計(jì)控制效果的監(jiān)測(cè)，特別是對(duì)發(fā)生工程事故等敏感性問(wèn)題的輿論監(jiān)督。對(duì)于控制管理的內(nèi)容與目標(biāo)，政府在相關(guān)政策與法律規(guī)定的范圍內(nèi)，發(fā)表監(jiān)督意見或建議。上述建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)控制管理，強(qiáng)調(diào)多方協(xié)作和共同努力，但其前提是完善的控制管理的建立，進(jìn)而要求系統(tǒng)內(nèi)分工明確，責(zé)任到位，一旦發(fā)現(xiàn)違反安全與質(zhì)量管理的行為，要嚴(yán)令禁止，保證控制管理的工作的高效開展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文以某建筑鋼結(jié)構(gòu)為例，并對(duì)此進(jìn)行了一系列的探討，進(jìn)而確定了該鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題以及設(shè)計(jì)的方式。但不同建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作之間存在條件和要求方面的差異，這就要求其他工程在參考借鑒本工程設(shè)計(jì)方法時(shí)，全面考慮實(shí)際建筑工程的主客觀情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方法的靈活應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)在確保設(shè)計(jì)方法實(shí)效性功能的有效發(fā)揮的基礎(chǔ)上科學(xué)有序的開展鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作。

[1]魏一飛，杜皓，陳顯華.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2011（23）.

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TU391

A

1673-0038（2015）24-0045-03

2015-5-20

游金蘭（1988-），女，助理工程師，大專，主要從事建筑工程質(zhì)量檢測(cè)等工作。