【摘要】本文首先分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，然后分析了鋼結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)點(diǎn)，接著分析了鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見的問題，最后分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望對(duì)該領(lǐng)域的研究具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)，房屋，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，問題

一、前言

鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有其自己的特點(diǎn)，同時(shí)也具有其自身的優(yōu)點(diǎn)，通過對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行分析，可以不斷的提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平，確保房屋建筑的質(zhì)量。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序

在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)其進(jìn)行充分的考慮，其相關(guān)的設(shè)計(jì)主要包括，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、給排水設(shè)計(jì)以及暖氣通風(fēng)設(shè)計(jì)等。其中，在對(duì)這些設(shè)計(jì)開展的過程中，要注意對(duì)美觀、功能、環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)等方面的要求進(jìn)行嚴(yán)格遵守。另外，建筑物對(duì)自身所具有的使用功能進(jìn)行發(fā)揮的基礎(chǔ)條件就是建筑結(jié)構(gòu)，其在建筑物的設(shè)計(jì)過程中占有極為重要的作用。

2、建筑結(jié)構(gòu)的分類

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。從建筑物的高度和層數(shù)上進(jìn)行劃分，主要分為單層、高層、多層以及超高層的建筑物；從建筑物實(shí)際的使用性能的方面進(jìn)行劃分，主要分為民用建筑和工業(yè)建筑；從建筑物在施工建筑的過程中所使用材料方面進(jìn)行劃分，可以分為砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)等；最后，還可以從建筑物結(jié)構(gòu)形式的方面進(jìn)行劃分，主要?jiǎng)澐譃榧袅Y(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、大路結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)以及框架機(jī)構(gòu)等。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)施工優(yōu)點(diǎn)

1、材質(zhì)均勻

從鋼材方面的機(jī)械性能進(jìn)行分析，鋼材的質(zhì)感與材料相對(duì)符合于計(jì)算力學(xué)的假定條件；因?yàn)殇摬牡膬?nèi)部構(gòu)造近似各向同性的均質(zhì)體，其物質(zhì)條件波動(dòng)相對(duì)較小，只要在應(yīng)力的幅度范圍內(nèi)，都可以具有很好的彈性；它的應(yīng)力狀態(tài)和工程力學(xué)計(jì)算中的設(shè)計(jì)結(jié)果都比較接近，所以從材質(zhì)方面來看，鋼材相對(duì)更好。

2、具有較好的塑性及韌性

在正常的壓力作用情況下，即使超載也不會(huì)導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)各種損害和斷裂。鋼材能分配建筑物內(nèi)部的各個(gè)局部作用在物體上的力，這樣可以使建筑結(jié)構(gòu)的整體應(yīng)力變得更為平衡，但是其結(jié)果也僅僅是在應(yīng)變值上增加了。

四、鋼結(jié)構(gòu)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題分析

1、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題

建筑工程師對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中一般只注意設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷強(qiáng)度和是否變形的問題，對(duì)所運(yùn)用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是常常忽略的突出性問題，無論是火電廠廠房建設(shè)還是居民住宅房屋建設(shè)在鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面都會(huì)遇見一系列問題。然而，在對(duì)房屋設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)于房屋使用的持久性起著至關(guān)重要的作用，如果在建設(shè)過程中由于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差而產(chǎn)生事故，不僅會(huì)對(duì)建筑投資商造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失而且也會(huì)影響人們的生命健康。

在鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面，穩(wěn)定性已經(jīng)成為鋼結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。建筑工程師在對(duì)房屋鋼結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算過程中先根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)建立對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的基本模型，但是這一基本模型與實(shí)際建設(shè)過程中房屋的結(jié)構(gòu)是存在一定差距的，其數(shù)據(jù)會(huì)有很大的波動(dòng)，這樣就會(huì)造成運(yùn)用理論知識(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況存在偏差，進(jìn)一步導(dǎo)致房屋建設(shè)過程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。再加上由于建筑工程師對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性所擁有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)缺乏，不能清楚的認(rèn)識(shí)到其結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因此也就不能正確的認(rèn)識(shí)到穩(wěn)定性對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)建設(shè)的重要性。

2、鋼材選用質(zhì)量等級(jí)與焊接質(zhì)量等級(jí)的選用問題

在國家頒布的關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)書中規(guī)定，對(duì)于鋼材料的質(zhì)量等級(jí)必須要有正確的標(biāo)識(shí)，并且要符合焊接質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。然而，在實(shí)際情況下對(duì)選用的材料的質(zhì)量等級(jí)沒有提供明確的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅注明了鋼材使用材料的類別。

因此，在針對(duì)鋼材材料和焊接的質(zhì)量等級(jí)上要進(jìn)行正確的選用。一方面，在鋼結(jié)構(gòu)房屋建設(shè)中選用的鋼材材料必須具有抗壓力、可伸長性、負(fù)重性好以及能夠承受一定強(qiáng)度的冷熱沖擊。一般而言鋼材材料的選用要使用Q級(jí)以上的碳結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，使用此等級(jí)質(zhì)量的鋼材料可以保證鋼結(jié)構(gòu)的韌性和延展性；另一方面，鋼材的焊接應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)的碳含量證書。鋼材的焊接質(zhì)量等級(jí)要高于二級(jí)，使用坡口焊接技術(shù)。

3、鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)性問題

防止鋼材料的腐蝕和隔熱是進(jìn)行鋼材料防護(hù)的兩個(gè)重要方面。在實(shí)際情況中，建筑工程師在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的只注重了鋼材的硬度、抗壓力度的強(qiáng)化問題，卻忽略了鋼材在使用過程中的抗腐蝕效果和隔熱效果，在建筑設(shè)計(jì)文件中鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕度和最高隔熱數(shù)值也沒有明確標(biāo)明，這就導(dǎo)致了房屋在使用過程中由于雨水、風(fēng)力作用等外部環(huán)境的侵蝕，減少了房屋使用壽命。因此，一方面，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)文件中需要標(biāo)注鋼材的抗腐蝕度，鋼結(jié)構(gòu)在埋入地下部分要進(jìn)行包裝，受到腐蝕的部位禁止埋入地下；另一方面，在生產(chǎn)鋼材料的過程中要對(duì)其進(jìn)行不同程度的耐火測(cè)試，從而實(shí)現(xiàn)在不同溫度情況下采用對(duì)應(yīng)的防護(hù)措施。

五、鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要點(diǎn)解析

1、初步判斷階段：判斷核實(shí)的結(jié)構(gòu)類型

雖然鋼結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度等優(yōu)良特性但也存在許多缺陷，設(shè)計(jì)第一步要分析是否采用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動(dòng)、高溫車間、密封性要求高、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。

2、安全可靠性是節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分考慮安全可靠性，應(yīng)給與足夠的重視。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括梁-柱節(jié)點(diǎn)、梁-梁節(jié)點(diǎn)、柱-柱節(jié)點(diǎn)、柱腳節(jié)點(diǎn)、柱帽節(jié)點(diǎn)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保節(jié)點(diǎn)的安全可靠，并盡量采用簡捷、穩(wěn)定、可靠的施工工藝，減少或避免現(xiàn)場(chǎng)的焊縫連接。鋼節(jié)點(diǎn)的形式按傳力特性大體可以分為三類：鉸節(jié)點(diǎn)、半剛性節(jié)點(diǎn)、剛性節(jié)點(diǎn)。剛性、鉸接節(jié)點(diǎn)的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程中取得了廣泛的應(yīng)用。

3、概念設(shè)計(jì)

在結(jié)構(gòu)選型和布置極端，概念設(shè)計(jì)的理念十分重要，主要可以用來就難以精確理性分析的問題，依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗(yàn)現(xiàn)象和工程經(jīng)驗(yàn)所獲得的設(shè)計(jì)思想，從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用概念設(shè)計(jì)可以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、定性正確，并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。

4、構(gòu)件設(shè)計(jì)

構(gòu)件設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容之一。要綜合考量多方面的因素，首當(dāng)其沖要考慮的就是選擇材料方面。通常主結(jié)構(gòu)使用單一鋼種以便于工程管理，經(jīng)濟(jì)考慮，也可以選擇不同強(qiáng)度鋼材的組合截面。構(gòu)件設(shè)計(jì)中，現(xiàn)行規(guī)范使用的是彈塑性的方法來驗(yàn)算截面，這和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的彈性方法并不匹配。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件，都提供截面驗(yàn)算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步，一些軟件可以將驗(yàn)算時(shí)不通過的構(gòu)件，從給定的截面庫里選擇加大一級(jí)，并自動(dòng)重新分析驗(yàn)算，直至通過，如sap2000等。這是常說的截面優(yōu)化設(shè)計(jì)功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。

六、結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析，可以確定常見的問題，并采取針對(duì)性的方法進(jìn)行預(yù)防，從而提高設(shè)計(jì)的水平，保證房屋的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉玉株.鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)問題討論[J].建筑創(chuàng)作，2003.

[2] 王寶儒.淺談房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問題[J].山西結(jié)構(gòu)，2010（01）.

[3]李永宏，趙濟(jì)樂.門式屋架鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝工藝[J]. 科技咨詢導(dǎo)報(bào). 2007（22）

[4]柏明虎，周文軍.單層工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)工程特性及施工工藝[J]. 徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2006（09）