摘 要:鋼結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中常見的類型,這種結(jié)構(gòu)自重輕,穩(wěn)定性較高,綠色環(huán)保,而且安裝操作較為簡單,具有良好的抗震效果。鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)相比,其施工周期比較短,材料的可回收利用性較高,而且對周圍的環(huán)境污染比較小,跨度大、構(gòu)件成型方便,適合各種建筑造型。本文結(jié)合我國建筑行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的問題進(jìn)行了介紹,并結(jié)合筆者自身的經(jīng)驗,提出了幾點(diǎn)合理化建議,以供相關(guān)人士參考與借鑒。
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu);設(shè)計;問題;建議;質(zhì)量
隨著人們對建筑物需求量的增大,建筑行業(yè)發(fā)展越來越好,人們的經(jīng)濟(jì)收入得到較大提升后,對建筑質(zhì)量以及安全也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)多為混凝土類型,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計類型也越來越豐富,其中,鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)用比較廣泛,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計有著較多優(yōu)勢,其自重比較輕,有著較好的抗震性,而且提高建筑的安全性,可以很好的滿足大眾的需求。鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計的過程中,也存在一些問題,其設(shè)計的質(zhì)量比較容易受到外界因素的影響,如果施工工藝流程存在漏洞或者施工人員操作不夠規(guī)范,都會降低鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量。
一、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題
(一)設(shè)計深度不夠。我國建筑企業(yè)很多,但是發(fā)展并不均衡,有的建筑企業(yè)規(guī)模比較小,人員配備也不全,而且企業(yè)中設(shè)計人員的技術(shù)水平并不高,有的設(shè)計人員可能是剛剛畢業(yè)的學(xué)生,雖然掌握了專業(yè)知識,但是缺乏實(shí)際的工作經(jīng)驗,在對鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行設(shè)計時,一味的照搬,忽視了對工程重點(diǎn)環(huán)節(jié)的審核以及檢測,也忽視了節(jié)點(diǎn)設(shè)計。有的施工單位設(shè)計的圖紙,構(gòu)件布置較為單一,而且整個設(shè)計都是焊接節(jié)點(diǎn),對節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造不夠合理,使得鋼結(jié)構(gòu)在施工的過程中,存在較大的安全隱患。也有的設(shè)計人員,在設(shè)計時缺乏創(chuàng)新性,沒有做到因地制宜,使得設(shè)計方案缺乏可行性,如果施工人員按照這樣的圖紙進(jìn)行施工,則會存在安全隱患、降低建筑的質(zhì)量以及安全性。所以,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計深度不夠,是影響設(shè)計質(zhì)量的重要因素,建筑行業(yè)的設(shè)計人員,一定要努力提高自身的技術(shù),提高設(shè)計的深度,這樣才能保證建筑工程各項工作的順利進(jìn)行。
(二)設(shè)計質(zhì)量呈現(xiàn)下降趨勢。在我國建筑市場中,由于缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管體制,所以企業(yè)中設(shè)計部門的管理比較混亂,這不利于提高設(shè)計人員的設(shè)計水平。建筑企業(yè)中,如果缺乏有效的管理機(jī)制,則無法對工作人員起到管理與約束的作用。建筑企業(yè)的管理人員,在制定管理制度時,需要參照我國相關(guān)的法律法規(guī),這樣有助于促進(jìn)企業(yè)更好的發(fā)展。在建筑行業(yè)中,鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展比較快,但是有的設(shè)計人員卻缺乏對這一結(jié)構(gòu)的了解,而且缺乏設(shè)計經(jīng)驗,有的企業(yè)甚至將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計推給別的單位,這不利于提高設(shè)計的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計需要結(jié)合工程的實(shí)際情況,還要結(jié)合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,對投入成本進(jìn)行調(diào)整,如果企業(yè)的負(fù)責(zé)人沒有承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任,則不利于企業(yè)制定出完善的管理體系,還會大大降低鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量。
(三)設(shè)計方案與實(shí)際情況有較大差異。在我國建筑行業(yè)中,有的設(shè)計人員思路比較古板,設(shè)計理念也比較落后,一味的照搬,使得設(shè)計盲目性比較強(qiáng)。也有的建筑企業(yè),為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,一味的降低成本,而且存在偷工減料的現(xiàn)象,這也使得設(shè)計方案與實(shí)際施工差距比較大。一方面,有些設(shè)計人員只顧埋頭設(shè)計,只照著自己的想法想怎么做就怎么做,不考慮施工難度和結(jié)構(gòu)是否合理的問題,造成了設(shè)計缺陷。另一方面,設(shè)計者有時候過分追求高標(biāo)準(zhǔn),造成設(shè)計過分保守,安全系數(shù)過高,但實(shí)際情況卻用不到那么高。所以,設(shè)計師既不要冒進(jìn)超前,也不要封閉保守,要切合實(shí)際情況。
二、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理優(yōu)化建議
(一)做好鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的深化工作。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,除了要考慮結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定外,還需要考慮單個鋼構(gòu)件的變形限制值和自身穩(wěn)定,鋼結(jié)構(gòu)因其材料強(qiáng)度高,塑性和韌性好,構(gòu)件截面一般肢寬壁薄,屬于長細(xì)構(gòu)件,所以,在設(shè)計中,鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸的選定,往往不只是由材料的計算強(qiáng)度所決定,而是由結(jié)構(gòu)的變形、穩(wěn)定性、或疲勞強(qiáng)度來控制的,這一認(rèn)識在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須要建立,在地震區(qū)、沿海風(fēng)作用大的特殊地區(qū),在優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計時,往往風(fēng)荷載起控制作用,對殼體結(jié)構(gòu)或大跨度異型結(jié)構(gòu),尤其要注意整體結(jié)構(gòu)的體型系數(shù)取值、結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性及風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的取值;設(shè)計人員對于大型異型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計不只是計算和繪圖這么簡單,還需要考慮工程實(shí)際情況(施工場地、構(gòu)件的加工、運(yùn)輸、吊裝等施工方案),對自己的設(shè)計圖紙進(jìn)行必要的優(yōu)化調(diào)整。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大部分是在加工廠就完成制作,施工現(xiàn)場只是完成拼裝工作,應(yīng)該結(jié)合施工方案進(jìn)行驗算、深化,保證工程在按照質(zhì)量、進(jìn)度控制下,順利的施工是設(shè)計人員的第一要務(wù)。
工程的整體設(shè)計方案確定之后,建立完善的結(jié)構(gòu)受力體系是結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要工作,這在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中尤為重要,鋼結(jié)構(gòu)多為桿系結(jié)構(gòu),因鋼材強(qiáng)度高,桿件截面尺寸較小、剛度較差,多數(shù)采用工廠化生產(chǎn),現(xiàn)場組裝,構(gòu)件間相互約束作用也較小,因此要求支撐布置完善合理,節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造可靠,運(yùn)輸途中補(bǔ)強(qiáng)到位等等,才能保證整個結(jié)構(gòu)受力體系的穩(wěn)定。
(二)加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜化與精致度要求越高,對細(xì)部設(shè)計的要求也越高,因為細(xì)部設(shè)計決定一個地方最終是否得到確認(rèn)及其優(yōu)良的質(zhì)量,在現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)中,各種金屬結(jié)構(gòu)桿件,連接金屬桿件的節(jié)點(diǎn)細(xì)部,常常暴露在外,使整體建筑物帶有強(qiáng)烈的科技感,值得提倡。鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材在空氣環(huán)境下形成電化學(xué)反映,會加速鋼材的腐蝕生銹。目前鋼結(jié)構(gòu)工程普遍采用涂刷油漆的方式來達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)不生銹的目的,油漆一般需要涂刷:底漆、中間漆、面漆,油漆可根據(jù)建筑需要進(jìn)行調(diào)色,油漆干膜厚度一般在125微米-150微米之間。對于鋼構(gòu)件的防火要求,普遍采用涂刷防火漆的做法,防火漆一般分為:厚涂型、薄涂型、超薄型等。
(三)提高鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計施工中,都會遇到穩(wěn)定問題(特別是構(gòu)件局部失穩(wěn)和節(jié)點(diǎn)失穩(wěn)),鋼結(jié)構(gòu)中的穩(wěn)定問題也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中有待解決的主要問題,一旦出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)事故,不但對經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失,甚至?xí)斐扇藛T的傷亡,這方面的教訓(xùn)也很多,所以我們在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中,一定要把好這一關(guān),目前,鋼結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的失穩(wěn)事故大多是由于設(shè)計者的經(jīng)驗不足,對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚,對如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺少明確的認(rèn)識,造成結(jié)構(gòu)設(shè)計中出現(xiàn)不應(yīng)有的薄弱部位,因此,在設(shè)計中明確鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論,才能更好地解決鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題。
三、結(jié)語
綜上所述,鋼結(jié)構(gòu)是建筑施工中性能比較強(qiáng)的建筑類型,其具有較多的優(yōu)勢,比如自重輕、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等等。鋼結(jié)構(gòu)的建筑在地震作用下,受到的損壞比較小,這也提高了建筑使用的安全性,可以很好的滿足業(yè)主對建筑質(zhì)量的要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計的過程中,比較容易受到外界因素的影響,為了提高設(shè)計的質(zhì)量,設(shè)計人員一定要具有創(chuàng)新以及與時俱進(jìn)的精神,根據(jù)工程實(shí)際情況以及環(huán)境等因素的影響,不斷的改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計方案,這樣才能促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)更好的推廣與發(fā)展,才能有效提高我國建筑的安全性。
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