李龍剛 薛騰

摘? ? 要：住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)占有很多的優(yōu)勢(shì)，其具有較強(qiáng)的性能，重量相對(duì)較輕，強(qiáng)度較高，同時(shí)還具有一定的抗震能力。但是同時(shí)它也有不利的一面，像是鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成安全事故的發(fā)生，嚴(yán)重阻礙工程進(jìn)展，本文首先闡述了當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，然后對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題解決措施進(jìn)行了探討。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);住宅建筑設(shè)計(jì);問(wèn)題;解決措施

1? 引言

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要遵從設(shè)計(jì)原則，保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)范性和合理性，既安全又可靠。另外所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足住宅建筑的實(shí)際需求，必須有較強(qiáng)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及持久的耐性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要能夠保證材料的節(jié)約，減輕鋼結(jié)構(gòu)的重量。設(shè)計(jì)過(guò)程中還要注意盡量減少制造以及安裝時(shí)間，減少不必要的成本。只有這樣才能夠保證整體的住宅建筑質(zhì)量。

2? 當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量較低

進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極費(fèi)時(shí)間和經(jīng)歷的工作，此項(xiàng)工作回報(bào)較低，因此大部分正規(guī)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)不愿意單獨(dú)承接鋼結(jié)構(gòu)的全部設(shè)計(jì)任務(wù)，而是將部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)交其他設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)大部分水平較低且未經(jīng)國(guó)家認(rèn)證。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建模、鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計(jì)等方面存在很多的問(wèn)題，由此造成住宅建筑物建設(shè)過(guò)程中及建成后因結(jié)構(gòu)問(wèn)題發(fā)生倒塌和損壞等事故。

2.2? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單

目前住宅建筑物鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大部分都比較簡(jiǎn)單，在設(shè)計(jì)上缺乏深度。這一方面是因?yàn)椴糠衷O(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的專業(yè)水平較低，另一方面也是由于大多數(shù)設(shè)計(jì)院將鋼結(jié)構(gòu)任務(wù)交給水平較低的設(shè)計(jì)人員，這些人員大多缺乏具體的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，只是依靠其所具備的專業(yè)知識(shí)，照搬規(guī)范程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的鋼結(jié)構(gòu)工程可能與實(shí)際情況并不符合，會(huì)出現(xiàn)住宅建筑節(jié)點(diǎn)中全部使用全焊接節(jié)點(diǎn)和全栓接節(jié)點(diǎn)，忽略了設(shè)計(jì)所造成的住宅建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)固等不安全因素。

2.3? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案不合理

我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起步較晚，在很多時(shí)候使用的都是國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，而沒(méi)有考慮到我國(guó)的現(xiàn)實(shí)實(shí)際，造成了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中很多不科學(xué)、不合理的地方，耗費(fèi)了大量人力和財(cái)力。例如，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中較為先進(jìn)的美國(guó)就與我國(guó)國(guó)情不同，其鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于地震和風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)與我國(guó)規(guī)范不盡相同，如果照搬其方案，就會(huì)產(chǎn)生住宅建筑物很多不合理問(wèn)題，造成資源浪費(fèi)。

2.4? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未考慮施工難度

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要考慮到現(xiàn)實(shí)的國(guó)情，還要考慮到鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑物建造中的各種困難。大部分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員都沒(méi)有進(jìn)入過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)，其設(shè)計(jì)經(jīng)常給安裝人員造成了很大的麻煩，浪費(fèi)大量人力。例如，在住宅建筑物設(shè)計(jì)的過(guò)程中目前大部分設(shè)計(jì)人員采取的都是全焊接結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)實(shí)安裝的過(guò)程中，這種結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜且構(gòu)件形態(tài)特異，有很多桿件相較于節(jié)點(diǎn)，如果住宅建筑物位置較高那么就會(huì)產(chǎn)生很大的安裝誤差。

3? 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題解決措施

3.1? 綜合實(shí)際情況進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)代住宅建筑結(jié)構(gòu)有很多形式復(fù)雜、層數(shù)多、高度高、跨度大的住宅建筑物，受溫度作用較高、受風(fēng)、地震作用較大的情況。針對(duì)這類住宅建筑進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員不能照搬照抄國(guó)外設(shè)計(jì)方案，要切實(shí)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合住宅建筑物的實(shí)際狀態(tài)，并綜合考慮住宅建筑的安全性和整個(gè)施工過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性。

3.2? 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)深度

3.2.1? 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)在穩(wěn)固性和經(jīng)濟(jì)性上雖然優(yōu)于其他住宅建筑結(jié)構(gòu)，但是鋼結(jié)構(gòu)如果長(zhǎng)期暴露于空氣中非常容易受到潮濕環(huán)境的腐蝕，被腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面會(huì)因銹蝕減小，由此減小鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。這就要求，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)注意防護(hù)設(shè)計(jì)，防腐材料要能夠充分阻絕氧氣和水分對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕，具有較強(qiáng)的附著力。室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防腐材料的厚度一般在100μm左右，暴露于空氣部分的鋼結(jié)構(gòu)防腐材料厚度一般在200μm左右，地面下鋼結(jié)構(gòu)材料需要特別采用混凝土進(jìn)行包裹，在腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境中，則需要適用專門(mén)的防酸漆防止腐蝕。

3.2.2? 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

我國(guó)多數(shù)地區(qū)位于抗震設(shè)防區(qū)，多震的特點(diǎn)決定我國(guó)的住宅建筑物必須要將抗震性作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素。在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中要特別注意鋼結(jié)構(gòu)的受力均勻合理、鋼結(jié)構(gòu)連接處的穩(wěn)定性、鋼結(jié)構(gòu)的支撐形態(tài)以及墻體結(jié)構(gòu)與柱子板件的高厚比例等，從而保證鋼結(jié)構(gòu)在面對(duì)地震時(shí)具有良好的延性。

3.3? 規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)者要深入分析鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力特征，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)承力情況，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類：剛性節(jié)點(diǎn)和鉸節(jié)點(diǎn)可用于承力較大的住宅建筑物，半剛性節(jié)點(diǎn)可用于一般性住宅建筑物中。具體而言，設(shè)計(jì)人員在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中要注意以下事項(xiàng)：第一，針對(duì)不同層次設(shè)計(jì)不同形式的焊接方式，要特別注意焊條和鑲嵌的金屬材料的符合度以及焊縫中心和連接物中心的一致性。第二，要避免使用鉚接形式。鉚接形式的抗剪切能力較差，容易造成鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)位。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)使用新型栓接方式，以更好的發(fā)揮螺栓的性能。第三，在梁腹板設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)連接板和梁腹板性能的檢驗(yàn)，同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)孔壁局部受壓情況的驗(yàn)算。

3.4? 加強(qiáng)對(duì)構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)

構(gòu)件截面設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，需要準(zhǔn)確對(duì)截面進(jìn)行估算，包括支撐系統(tǒng)和梁柱的截面大小。通過(guò)板件寬厚比、高厚比預(yù)估鋼結(jié)構(gòu)截面，優(yōu)選截面延性等級(jí)較高的界面，并通過(guò)截面的受力狀態(tài)確定鋼柱的截面大小，同時(shí)確定選用槽鋼、H型鋼作為鋼結(jié)構(gòu)的原材料。

4? 結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)由于其較好的性能和較低的造價(jià)，目前已經(jīng)成為我國(guó)住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一種主流方式。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還存著很多不完善的因素，這些問(wèn)題主要是由于管理機(jī)制、監(jiān)督機(jī)制不完善以及設(shè)計(jì)能力較低造成的。在加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們應(yīng)加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用方式、加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的設(shè)計(jì)深度、規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)同時(shí)加強(qiáng)構(gòu)件截面的設(shè)計(jì)，從而提升鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，確保建筑工程的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 聶世杰.分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用[J].建材與裝飾，2018（22）.

[2] 莫大霖.分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題[J].建材與裝飾，2018（22）.

[3] 魏家圣.分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題[J].居舍，2018（25）.