趙洋

摘 要：當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程實(shí)際施工中得到大力實(shí)踐和應(yīng)用，特別是在高層建筑越來(lái)越多的情況下，給予鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)提出更加嚴(yán)格的要求。高層建筑作為鋼結(jié)構(gòu)的一種高質(zhì)量的載體，使整體建筑結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的外觀和較強(qiáng)的抗震效果，也是在高層建筑中使用鋼結(jié)構(gòu)的主要依據(jù)。和以往的磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，其具備較好的韌性和強(qiáng)度，且鋼結(jié)構(gòu)本身形式多樣，在加工和運(yùn)輸方面比較便捷，但是設(shè)計(jì)師們應(yīng)該注意高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工還存在一定的問(wèn)題，在實(shí)際的工程中應(yīng)提出改進(jìn)的辦法來(lái)確保高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用有足夠的科學(xué)理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑結(jié)構(gòu);鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);安全問(wèn)題及解決措施

伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)在建筑領(lǐng)域取得了不小的成就。同時(shí)，現(xiàn)代技術(shù)更新?lián)Q代速度極快，我國(guó)的鋼材需求量明顯增加，人們對(duì)鋼材質(zhì)量的關(guān)注度也越來(lái)越高。這就要求我們必須完善鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，盡可能減少設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，增強(qiáng)日后使用時(shí)的安全性。

一、高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全問(wèn)題

（一）質(zhì)量問(wèn)題

在建筑工程實(shí)際施工過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用以及設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的一套流程，設(shè)計(jì)的整體方向以及應(yīng)用模式都加大了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，此外，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)用的高昂成為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的主要設(shè)計(jì)障礙。專(zhuān)業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目在整體設(shè)計(jì)中占有比較重要的專(zhuān)業(yè)地位，因此，專(zhuān)業(yè)研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)科研人員都因?yàn)閮?nèi)在或者外力因素對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有太大的工作熱情，也缺乏探索的精神和實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，所以大部分這種需要鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑工程一般都會(huì)委托第三方公司進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就不能最大程度地保證鋼結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及設(shè)計(jì)監(jiān)控的范圍，由于目前較為混亂的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑市場(chǎng)，沒(méi)有相關(guān)法律法規(guī)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)有的約束，也沒(méi)有整體市場(chǎng)的監(jiān)督機(jī)制，使得有些問(wèn)題沒(méi)有從根本上解決，促使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)亂象問(wèn)題就不能從根源上把控，往往這些問(wèn)題就最容易導(dǎo)致建筑工程安全事故的發(fā)生。

（二）火災(zāi)隱患

雖然在生產(chǎn)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，材料為不易燃燒的鋼材，但是當(dāng)溫度達(dá)到一定高度時(shí)，鋼材便會(huì)發(fā)生脆性破壞，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)，影響其性能，形成一定的破壞。因此，火災(zāi)是鋼結(jié)構(gòu)中潛在的危險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)房屋時(shí)要考慮到防火問(wèn)題，在使用鋼結(jié)構(gòu)作為建筑的主要材料時(shí)，必須涂刷防火材料來(lái)提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火能力。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全措施

（一）提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要充分考慮其在建筑中的穩(wěn)定性。第一，設(shè)計(jì)師應(yīng)該考慮整體結(jié)構(gòu)的剛度以及相應(yīng)的穩(wěn)定要求，還要考慮桿件的設(shè)計(jì)，桿件在鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際安裝過(guò)程中，容易出現(xiàn)偏心的問(wèn)題。第二，鋼結(jié)構(gòu)框架的穩(wěn)定性計(jì)算。設(shè)計(jì)師需要通過(guò)軟件對(duì)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分析，結(jié)合軟件計(jì)算結(jié)果依據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行判斷，并根據(jù)工程的實(shí)際情況繪制圖紙，在鋼結(jié)構(gòu)施工中容易出現(xiàn)施工附加荷載應(yīng)力集中的情況，需要設(shè)計(jì)師加以注意。以港珠澳大橋?yàn)槔?，港珠澳大橋在建設(shè)中，相繼攻克了海底深埋沉管隧道、海中人工島快速成島、海上裝配化橋梁、海洋混凝土結(jié)構(gòu)耐久、跨海集群工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等世界級(jí)難題。該工程用鋼量達(dá)到42.5萬(wàn)噸，約為60座埃菲爾鐵塔，是全球范圍內(nèi)首次大規(guī)模使用鋼箱梁的工程。中鐵山橋承建的港珠澳大橋最大標(biāo)段鋼箱梁制造CB01標(biāo)，該鋼結(jié)構(gòu)總重約18萬(wàn)噸，可抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)、具備抵御8級(jí)地震的能力。另外還有無(wú)熱橋輕鋼結(jié)構(gòu)體系，建筑本身是不節(jié)能的，本技術(shù)應(yīng)用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問(wèn)題。

（二）加強(qiáng)防火設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)材料具有強(qiáng)度高、自重輕，但是耐火性較差的特點(diǎn)，雖然鋼材本身并非易燃物品，但是具有導(dǎo)熱的性能，所以設(shè)計(jì)師需要提高鋼結(jié)構(gòu)的防火性能，主要有以下幾種方法：第一，截流法。通過(guò)截?cái)嗷蜃柚篃崃總鬏敚_(dá)到降溫的目的，一般在鋼材表面涂刷一層保護(hù)材料的方法，從而對(duì)鋼材起到保護(hù)作用。第二，疏導(dǎo)法。當(dāng)熱量傳到鋼材時(shí)，運(yùn)用充水冷卻保護(hù)的方法，依靠水的蒸發(fā)消耗熱量。例如，廣靈縣河底村在鄉(xiāng)村建設(shè)項(xiàng)目中，率先推廣應(yīng)用綠色環(huán)保節(jié)能鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑。在美麗宜居鄉(xiāng)村建設(shè)項(xiàng)目中，率先推廣應(yīng)用綠色環(huán)保節(jié)能鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑。提高了住宅的安全性能，并且具有抗震、防臺(tái)風(fēng)、防火、防蟲(chóng)蟻的特點(diǎn)，使房屋可進(jìn)行世代傳承，節(jié)約了時(shí)間和財(cái)富，也保護(hù)了歷史的延續(xù)。其主要使用固體耐火的材料將鋼結(jié)構(gòu)整體包裹起來(lái)。固體耐火材料不但具有不燃性，還有較大的熱容量，使其作為保護(hù)層讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件升溫減緩，同時(shí)在鋼結(jié)構(gòu)上部布置自動(dòng)或手動(dòng)噴淋系統(tǒng)。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)，進(jìn)而使鋼結(jié)構(gòu)表面形成一層水膜，當(dāng)火焰蔓延到鋼結(jié)構(gòu)表面時(shí)，水分蒸發(fā)帶走熱量，延緩鋼結(jié)構(gòu)建筑達(dá)到其界限溫度的時(shí)間，確保在危害來(lái)臨時(shí)最大程度的保護(hù)人民群眾財(cái)產(chǎn)的安全。

（三）注重對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)

防腐和隔熱能力是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)是十分必要的，但在實(shí)際操作中，設(shè)計(jì)人員只重視鋼材的強(qiáng)度和承載能力，忽視了防腐和隔熱能力。相關(guān)文件和有關(guān)制度中提到，如果未對(duì)防腐和隔熱能力作出明確規(guī)定，房屋在建成之后就會(huì)因外部環(huán)境的侵蝕，嚴(yán)重縮短使用壽命。所以，有關(guān)單位必須擬定并頒布有關(guān)文件，明確規(guī)定鋼材的抗腐蝕性。同時(shí)，要考慮埋入地下的鋼結(jié)構(gòu)部分，使其具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。除此之外，必須在生產(chǎn)原材料時(shí)做好相應(yīng)的對(duì)鋼材的耐火性測(cè)試，將具體數(shù)據(jù)作為之后預(yù)防措施的重要依據(jù)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前的建筑鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然存在諸多問(wèn)題有待解決，若想確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠得到有效落實(shí)，住建部門(mén)則應(yīng)該高度重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。例如，高度重視鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問(wèn)題，防火性能，充分考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)等因素，從各個(gè)層面上確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，保證鋼結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，進(jìn)而提升鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程領(lǐng)域的整體質(zhì)量。

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