張學(xué)良

德州市建筑規(guī)劃勘察設(shè)計研究院 山東德州 253000

隨著建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)計施工人員也在逐漸思考如何通過對建筑結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)的革新研究使建筑項目更加符合現(xiàn)代化建設(shè)需求。鋼結(jié)構(gòu)不僅能夠形成建筑體主要的骨骼結(jié)構(gòu)，還能夠以輕便穩(wěn)定的優(yōu)勢取勝。在許多高層建筑中，為了減輕建筑體自身的重量，使用鋼材搭建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為了施工方案的首選。鋼結(jié)構(gòu)可以根據(jù)建筑方案的實際需求，加工制作為不同的結(jié)構(gòu)形狀，其穩(wěn)定性與靈活性更強，但在實際應(yīng)用過程中還存在著許多問題，需要予以重視。

1 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 結(jié)構(gòu)體系性能優(yōu)越

鋼材屬于各向同性材料，抗拉、抗壓、抗剪性能均較高，而且自重輕、韌性好，其力學(xué)性能是目前建筑材料中最優(yōu)秀的一種，遠遠勝于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料。所以，鋼結(jié)構(gòu)住宅在一般動力荷載下，可承受較大的變形，有穩(wěn)定的承載力和較高的抗震性。

1.2 空間利用率高

由于鋼材優(yōu)秀的力學(xué)性能，鋼結(jié)構(gòu)的輕盈、低荷載，使建筑構(gòu)件的截面尺寸相對混凝土建筑要小很多，比如，梁、柱、板等，這樣在相同外輪廊的情況下，鋼結(jié)構(gòu)戶型可以擁有更大的使用面積，比傳統(tǒng)混凝土住宅多出3%-8%，從而大大提高住宅空間的利用率，降低單位面積成本。同時鋼結(jié)構(gòu)也很容易實現(xiàn)大跨度、大平層空間，這給戶型設(shè)計的自由性、多樣性、可變性提供了非常有力的條件[1]。

1.3 施工效率高

鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件，完成設(shè)計后由工廠統(tǒng)一部署、加工、生產(chǎn)。全部過程均在車間內(nèi)機械化完成，大大改善了工人的現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，降低施工難度，不僅提高了建筑構(gòu)件的加工精度，也減少了勞動力成本。隨后，將構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，統(tǒng)一機械化進行裝配，省去現(xiàn)澆施工混凝土的養(yǎng)護時間，裝配過程中內(nèi)裝也可以同步實施，整個過程較現(xiàn)澆混凝土可以節(jié)省約30%的工期。

1.4 節(jié)能環(huán)保

由于鋼結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)件，均是在工廠里加工生產(chǎn)，現(xiàn)場只需進行機械化的裝配施工，所以在施工現(xiàn)場，降低了對混凝土的利用，大大減少了廢氣、廢水、廢料的排放。而且，由于鋼材屬于建筑綠色材料，當建筑需要拆除重建時，鋼材可以回收再利用，提高了建筑材料的重復(fù)利用率。全程的裝配施工，可以達到70%的無濕作業(yè)，整個過程降低了施工占地空間，也減少了建筑垃圾的排放。

2 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性與設(shè)計要點

2.1 細部設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性對于正常施工和后續(xù)長期使用都有明顯助益，要想實現(xiàn)這個目標，必須加強細部節(jié)點設(shè)計。細部設(shè)計有效彌補了整體設(shè)計的不足，能夠減少鋼結(jié)構(gòu)整體的缺陷，避免設(shè)計潛在的安全和質(zhì)量隱患。首先，設(shè)計師要全面考慮建筑的初步需求，制訂相應(yīng)的設(shè)計方案，完成大體框架設(shè)計后，對鋼結(jié)構(gòu)各個受力點進行全面分析，并在計算的基礎(chǔ)上得出準確數(shù)據(jù)，進而完善細部節(jié)點。當前建筑工程中應(yīng)用最多的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形式可以明顯提升結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性[2]。

2.2 防腐設(shè)計

在大氣環(huán)境下，受太陽光、風(fēng)沙、雨雪以及溫度變化等，鋼結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同程度的腐蝕，影響結(jié)構(gòu)的強度和耐久性。因此，要加強鋼結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計，鋼結(jié)構(gòu)常用加重腐蝕涂料構(gòu)成長效防腐結(jié)構(gòu)，或者用配套重防腐涂料涂裝防護。防腐設(shè)計工作的開展要從施工便捷和經(jīng)濟性綜合考慮，明確維護與保養(yǎng)情況，選擇合理的防腐涂裝方法。設(shè)計人員要全面分析工程所在地氣候條件、所處環(huán)境等因素，制訂有針對性的防腐方案，增強鋼結(jié)構(gòu)的防腐能力。

2.3 防火設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)的有效保護是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限增加到鋼結(jié)構(gòu)承載值當中，防止火災(zāi)發(fā)生時鋼材結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)變形、崩塌的現(xiàn)象。現(xiàn)在一般使用的是在鋼材表面設(shè)置保護材料層?？梢杂行岣咪摌?gòu)造物的耐火性，確保鋼構(gòu)造物的安全性。在使用阻燃涂料時，要注意防火涂層和下部防銹涂層的匹配，防止防銹涂層產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，不影響防銹效果和防火效果。但是，為了追求經(jīng)濟利益，有些建設(shè)單位會用阻燃涂層產(chǎn)品制作的粗糙的產(chǎn)品。有些項目是用阻燃涂料涂飾的，但不能起到防火的作用。因此，必須嚴格管理材料的質(zhì)量，在施工工程中認真負責，加強監(jiān)督，確保施工質(zhì)量。為了加強職員的防火意識，還可以進行相關(guān)火災(zāi)預(yù)防知識的教育和訓(xùn)練，減少火災(zāi)事故的發(fā)生，職員內(nèi)部制定必要的火災(zāi)預(yù)防緊急計劃[3]。

2.4 節(jié)能設(shè)計

首先，鋼結(jié)構(gòu)的外挑部分，宜挑板不挑梁。因為挑梁等于加大冷熱橋面積，保溫隔熱處理比較復(fù)雜，而且效果也不一定好，挑板挑的只是混凝土板，保溫措施相對就比較容易處理。其次，局部進行加強保溫隔熱措施。無論是屋外還是屋內(nèi)，柱梁與墻板都是屬于不同的建筑材料，不像混凝土建筑，所有主體構(gòu)件都是相同的材質(zhì)，只需相同的保溫措施就好，而在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，就需要對柱梁等鋼材部位做局部加強保溫措施，以免出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。最后，盡量避免結(jié)構(gòu)鋼柱、鋼梁的外露設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)的保溫是目前比較難以處理的問題，即便達到節(jié)能標準，對于無數(shù)個拼接縫的保溫措施處理，很難保證以后不開裂、不復(fù)修。所以在選擇外圍護系統(tǒng)的時候，盡量選擇可以將鋼柱、鋼梁直接包裹在內(nèi)的系統(tǒng)，比如幕墻體系、混凝土外墻板體系。

總而言之，隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)認識的提高，建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越普遍。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能夠明顯提升建筑整體穩(wěn)定性，抵抗自然災(zāi)害能力更強，設(shè)計人員要對鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況進行全面分析，強化各個要點的設(shè)計，確保鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，滿足整體結(jié)構(gòu)的安全和應(yīng)用。