浅谈建筑钢结构设计现状及存在的问题

发表时间:2020/11/19   来源:《建筑实践》2020年7月第19期   作者:孙铃铃
[导读] 随社会经济的发展和人民物质生活的提高对建筑行业的需求的不断增加,建筑企业获得了前所未有的发
        孙铃铃
        中国建筑第二工程局有限公司华东公司  上海市  200135
        摘要:随社会经济的发展和人民物质生活的提高对建筑行业的需求的不断增加,建筑企业获得了前所未有的发展空间同时也面临着机遇和挑战。而建筑钢结构的设计使用技术,也成为建筑领域中非常关键环节。由于这一技术的应用属于发展完善阶段尚存在许多问题,因此本文就建筑钢结构设计现状及存在的问题进行了探讨,希望能够使设计和使用单位充分认识到钢结构设计对建筑质量的重要性,科学合理的进行设计,以确保建筑质量的提升。
        关键词:建筑;钢结构设计;现状;存在问题
        引言
        1 钢结构的相关概述
        1.1钢结构建筑特点
        从基本特性来讲,钢结构本身包含了质地较为均匀的优质钢材,因此其在本质上类似于均质体,这主要是由于其表现为均匀性较好的组织与构造。就目前来看,工程力学领域更多地着眼于研发新型的钢结构,因此涉及全方位的受力运算,通过实践验证的方式,应当能在根源上优化当前现有的钢结构的各项基本性能,从而为建筑物整体坚固度的优化服务。
        1.2钢结构应用情况
        目前,建筑领域正致力于全面引进优质钢结构,在此前提下,针对多种多样的建筑工程,都可以因地制宜地选择钢结构作为核心性的建筑基本构造。同时,现阶段与钢结构密切相关的结构设计思路及设计方式也有了明显的改进,上述现状在客观上有助于优化钢结构目前可以达到的耐热性和耐腐蚀性,从而显著拓宽钢结构在当前建筑领域表现出来的运用前景,并协助企业实现综合性的建筑经费节约。
        1.3建筑钢结构设计的概述
        设计整个建筑钢结构的侧重点应在于其中的杆件连接,这是因为设计人员只有做到了全方位的杆件连接及相关处理,才能真正服务于建筑物整体构造的优化与健全。具体而言,整个建筑物钢结构设计通常都会涉及力矩设计、力臂设计与应力关系的全面设计,从而运用因地制宜的方式优化上述各项设计细节。
        2 建筑钢结构设计现状及存在的问题
        2.1设计项目管理不完善造成的问题
        首先具有一定设计实力的知名设计单位因而钢结构部分是费工费时收费低,而不愿意接受设计项目任务;或者即使有的设计院即使接了工程整体设计业务而将钢结构部分转手包给其它设计单位;但是这些单位又存在对钢结构设计缺乏经验,与实际施工技术不完全相适应的问题;另有一些设计单位不具备资质,承接到设计后买图标搞设计,式设计产品存在诸多不安全因素。
        2.2对设计缺乏经验和对深度的研究
        由于钢结构的应用属于新技术,所以很多设计院,对其研究合设计比较少,缺乏实际经验何必要的参考,项目工程的设计者多为参加工作不久的人员,更缺乏钢结构的设计知识,对关键技术研究的不够深入,在一定程度上照搬国外的图纸,顾步自封,不敢有半点突破;对所设计的成果心中评价标准没有底数,对关键的“节点设计”不分具体情况一律采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”进行标注,至于这些关键节点是否安全、构造是否合理、能不能做出来事实上无法保证。
        2.3设计转包质量难以保证
        设计院将施工设计图交给相关施工加工厂后,因其客观实际情况施工图任务又被转包出去,这其中由于很多承接单位对设计总体要求不明确,技术水准达不到要求,做出的图纸不符合原设计要求。而了节约钢材,降低造价,盲目进行钢材优化是一些加工单位经常采取的手段,其结果往往会造成工程质量事故,产生重大经济损失和社会负面效应。
        2.4对国外设计方案不能结合实际突破和改革,
        国外设计方案在抗震设计对我国而言有方面有很多不合理。

在这当中某工程应用国外设计的网壳与看台脱开的方案,因为单层网壳结构的跨度大,结构韧性无法达到技术要求,在外力作用下,极容易被撕裂造成质量安全问题,为了提高抗争性能,毫无节制的使用钢材,造成很大的钢材浪费是设计中存在的有一种常有的现象。
        2.5设计理念落后,没有创新
        在我国钢结构设计缺少相应的设计参考和实际经验这是实际情况,但是由于设计人员缺乏信心和自信从而导致于设计的自主性不够,偏于固守传统的设计理念,尤其是遇到比较复杂新颖的建筑项目时很难有创新设计;对于结合实际情况增加建筑钢结构的相关系数,以增强安全性能更是难以做到。在设计工作中,为了赢取更多的经济利益,设计者只是在自己的办公室不断的研究设计图纸,和施工实际脱离,而他们要到工地去,做实际的调查,和施工技术人员共同切磋才可能做出合理可行符合现实的施工情况的设计图。
        2.6钢结构的防火设计不到位
        虽然钢材料是耐火材料,但在高温下因为热膨胀也会变形,钢材具有良好的导热导电性能,因此还会导致于火灾的产生和蔓延。实验证明在接近600℃高温时,钢的强度和人韧性就失去了,在遇到火灾时变得脆弱;而高层建筑物更有可能遭遇火灾因此,对高层建筑而言耐火钢的设计十分重要。从现实情况来看我国高层建筑钢结构的耐火设计技术较为落后有很多设计没有充分考虑高温时刚才的变形以及应力的变化,当然对各组成之间相互力的作用也就更无从谈起。
        3 建筑钢结构设计中应该注意的地方
        3.1钢结构的选购与布置
        通常来讲,设计人员如果要着眼于优化全过程的钢结构设计,核心举措就是在前期进行结构布置与建材选择,这主要是因为钢结构如果要体现为最优的基本结构性能,就必须要建立在优质建材的前提下。由此可见,选购钢结构就是要格外关注与之有关的厂商资质,通过反复核验来选购优质的建材。
        此外,设计人员布置整个钢结构,也要因地制宜地实现关于模型的构建。从目前的情况来看,设计人员已经可以凭借层析模型的方式来布置钢结构,对其还需要运用软件测评的方式予以完成。通常情况下,住宅是否体现了优良的性价比,直接决定了钢结构是否能够达到安全性、结构适用性、节能性与安全性要求。因此,在涉及全过程的模型测评时,应侧重于其中的环保指标、节能指标和资源效应标准,因地制宜地布置钢结构,并全面突显其中的经济性价值。
        3.2钢结构抗火等问题设计
        某些钢结构由于没能达到优良的耐火等级,因此就会频繁遭受火灾带来的损害和威胁。在此前提下,致力于钢结构的全面优化设计时,应当将侧重点全面集中于防火设计,从而确保其符合应有的抗火等级。具体而言,设计人员有必要将燃点较高的耐火涂层覆盖在钢结构的表层,通过运用上述防火方式,显著优化整个钢结构的抗火灾特性。
        设计人员不仅有必要优化钢结构具备的防火性,而且也不能忽视与之有关的结构防腐性。经过较长一段时间,很多钢结构都会表现为缓慢遭受腐蚀的趋势,以至于减损了钢结构原有的综合性能。由此可见,为了能够在根源上妥善防控突发性的建筑物倒塌或其他事故,有必要将防腐性较好的涂层覆盖在现存的结构表层。经过全方位的处理后,钢结构应避免出现油渍、焊渣、灰尘或毛刺现象,同时关于结构设计还需要侧重避免残留酸液或残存污渍。
        3.3钢结构设计的标准
        依照当前现有的建筑设计标准,对钢结构有必要进行综合性的优化布置与优化设计,这主要是由于钢结构设计在客观上能够符合特定的建筑强度、建筑物耐火性与抗震性等各项设计指标,因此作为设计人员,有必要关注符合当前实际的上述设计指标,通过运用全方位的优化措施,增强钢结构的基本运行性能。
        结语
        我国经济的飞度发展促使对建筑工程质量提出更高的要求,钢结构的设计工作是确保建筑工程质量最关键的环节,不容忽视。通过对上述一些问题的阐述,希望能够认识到钢结构设计对建筑质量的重要性,从设计理念、设计技术入手切实加大力度做好此项工作。
        参考文献:
        [1]覃小红,梁瑞庆,张进.建筑工程项目中钢结构设计的稳定性探究[J].住宅与房地产,2018(03):85.
        [2]李建华.钢结构设计在建筑工程中的应用分析[J].建材与装饰:2018(07):76-77.
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