建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題分析

張煥林

摘要：改革開放以后，我國城市化進(jìn)程逐步開始并不斷深入，社會(huì)對(duì)于房屋建筑的需求也逐漸凸顯，我國建筑行業(yè)得到迅猛發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)也因其自重輕、強(qiáng)度高、性能強(qiáng)、工業(yè)化程度較高且使用簡便等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注與應(yīng)用，然而，在具體工程實(shí)踐中，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍存在許多未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的方面，影響著建筑的安全穩(wěn)定。因此，本文從建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，分析其現(xiàn)狀及存在的問題，并嘗試給出針對(duì)性的建議與思考，以期為相關(guān)研究者和工作人員提供參考和支持。

關(guān)鍵詞：建筑；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問題

1鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀

1.1預(yù)工程化程度高、建設(shè)成本低、工期短

與傳統(tǒng)的磚混、混凝土等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有一定的預(yù)工程化，使得材料的加工和安裝一體化，大部分鋼結(jié)構(gòu)在出廠時(shí)已生產(chǎn)完畢，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需要利用合適的連接方式將鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合安裝，提高了施工速度，縮短建筑工程施工周期大約40%，可以使建筑工程更早投入使用。鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)使材料不同、形狀不同、制造方法不同的建筑構(gòu)配件可以通用和互換，進(jìn)一步提高了建筑預(yù)工程化。由于鋼結(jié)構(gòu)自身就可以作為韌性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)載荷和施工載荷，因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí)不需要支橫、拆模，這也在一定程度上降低了建筑的施工費(fèi)用。

2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中存在的主要問題及對(duì)策簡析

2.1設(shè)計(jì)人員專業(yè)技術(shù)不高，管理不到位

建筑施工對(duì)設(shè)計(jì)方案的要求比較高，無論建筑施工環(huán)境和設(shè)備多么的優(yōu)越，若沒有一支高效技術(shù)精湛的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隊(duì)伍，會(huì)直接影響建筑施工的工程進(jìn)度和施工質(zhì)量的提高。因此，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的技能培訓(xùn)，高效管理和提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平，是十分必要的。然而，在我國的建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員之間不能有效地進(jìn)行配合，密切協(xié)作，遇到問題都互相推卸責(zé)任，極大地影響了設(shè)計(jì)方案的合理性，給后續(xù)的建筑施工帶來很多不便之處。另外，目前隨著改革開放的不斷深入，人們的生活水平得到改善，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的獨(dú)特性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的單一的設(shè)計(jì)方案和布局也遠(yuǎn)不能人們的需求，這不僅給技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)帶來挑戰(zhàn)，而且還極大的增加了建筑施工中的技術(shù)質(zhì)量管理工作的難度，由于目前的設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平整體不高，不能及時(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，再加上不統(tǒng)一的建筑設(shè)計(jì)和施工方案更進(jìn)一步激化了各個(gè)專業(yè)之間的矛盾，給鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很多不利影響。

對(duì)策：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要重視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，注意做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，確保質(zhì)量，使技術(shù)人員應(yīng)重視學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并深入理解和貫徹，形成遵循嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的工作習(xí)慣。現(xiàn)在結(jié)構(gòu)鋼設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖過分依賴電腦，缺乏實(shí)踐能力的培養(yǎng)。因此，在實(shí)踐中，應(yīng)注意切實(shí)抓好鋼結(jié)構(gòu)所有的設(shè)計(jì)工作。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意鋼材、連接材料和焊接材料、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，了解相關(guān)規(guī)定，合理選用材料和質(zhì)量要求。

2.2設(shè)計(jì)深度不夠

設(shè)計(jì)院將自己的設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)駕給加工企業(yè)，造成質(zhì)量下降。不少設(shè)計(jì)單位，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平比較低，承擔(dān)工程的設(shè)計(jì)者多為剛畢業(yè)不久的學(xué)生，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更缺乏鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)知識(shí)，盲目照搬規(guī)范，套程序，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)不進(jìn)行研究，對(duì)所設(shè)計(jì)的成果心中沒底，只給出‘構(gòu)件布置圖就算完成了任務(wù)，而有些布置圖只是一個(gè)簡單的單線條圖，對(duì)關(guān)鍵的“節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)”不分具體情況一律采用“全焊接節(jié)點(diǎn)”或“全鑄鋼節(jié)點(diǎn)”，至于這種節(jié)點(diǎn)是否安全、構(gòu)造是否合理、是否能做出來心中一概無底，將應(yīng)該設(shè)計(jì)的“節(jié)點(diǎn)構(gòu)造”、“支座詳圖”、“施工安裝”等都交給加工企業(yè)，設(shè)計(jì)院只做到了“方案設(shè)計(jì)”或初步設(shè)計(jì)的深度，將施工圖交給加工廠，加工廠缺乏計(jì)算軟件，又將施工圖任務(wù)轉(zhuǎn)包出去，由于這些分包單位缺乏專業(yè)配套知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)總體要求不明確，往往所做出的圖紙不符合原設(shè)計(jì)要求，存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。有的加工廠為了節(jié)約鋼材，降低造價(jià)，盲目進(jìn)行鋼材優(yōu)化，結(jié)果造成工程質(zhì)量事故，給國家程造成重大損失。“施工圖設(shè)計(jì)”由設(shè)計(jì)院完成，這是建設(shè)部早有規(guī)定的，也是設(shè)計(jì)院義不容辭的責(zé)任，施工圖設(shè)計(jì)必須滿足設(shè)計(jì)深度的要求，禁止出現(xiàn)“施工圖設(shè)計(jì)”、“深化設(shè)計(jì)”職責(zé)不清，互相扯皮現(xiàn)象。針對(duì)這一情況，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位必須重視相關(guān)人員的招聘、培訓(xùn)和考核，不斷增進(jìn)其專業(yè)能力和素質(zhì)，同時(shí)嚴(yán)格要求，結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)必須達(dá)到一定的設(shè)計(jì)深度，從而避免職能混淆、作品低劣等情況。

2.3鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的防火、防腐蝕

如果發(fā)生大火，當(dāng)溫度高于400 度時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至室溫下強(qiáng)度的一半左右，而當(dāng)溫度高于600 度時(shí)，鋼材損失全部強(qiáng)度和剛度。鋼材雖非燃材料，但鋼材不耐火。所以說火災(zāi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，當(dāng)建筑采用無防火保護(hù)措施的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，很容易使建筑損壞。建筑的構(gòu)造防火問題一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上較易解決，但是在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)上需考慮更多的因素。如果鋼材長時(shí)間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，會(huì)生銹老化，其自身承載力會(huì)下降，建筑的美觀會(huì)受到影響。防腐問題是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決的常見問題，目前的主要做法是采用新型防腐和構(gòu)造材料。防火涂料一般做法為先刷紅丹防銹底漆兩度，再刷鋼結(jié)構(gòu)面漆兩度。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工也有確定的要求。在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到鋼結(jié)構(gòu)建筑中對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑都做出特別的要求。然而現(xiàn)在雖然有各種不同類型的防腐涂料但較為有效的防腐涂料還需外國進(jìn)口。

2.4設(shè)計(jì)過程中未對(duì)施工荷載及可行性進(jìn)行充分考慮

對(duì)于許多鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員而言，由于其多數(shù)終日埋首于辦公室中，并未經(jīng)常深入施工現(xiàn)場(chǎng)參與鋼結(jié)構(gòu)的具體施工過程，因此導(dǎo)致許多設(shè)計(jì)人員并不了解鋼結(jié)構(gòu)的具體施工過程，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工荷載等考慮得不全面甚至遺漏，而導(dǎo)致設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確甚至是錯(cuò)誤，與實(shí)際需要相差較大，埋下了結(jié)構(gòu)上的安全隱患，同時(shí)設(shè)計(jì)出來的施工圖可行性也較差，增加了施工的復(fù)雜性，導(dǎo)致施工造價(jià)的大幅度提高。

應(yīng)對(duì)措施：對(duì)于設(shè)計(jì)相關(guān)人員而言，應(yīng)深入到鋼結(jié)構(gòu)具體施工過程中，這樣才能對(duì)施工過程中可能遇到的不利條件了然于胸，設(shè)計(jì)過程中也才能夠有效避免此類問題的發(fā)生，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性及施工的可行性。

3結(jié)語

隨著建筑市場(chǎng)的不斷發(fā)展和壯大，人們對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量提出了越來越高的要求。然而建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的高低直接影響著建筑工程的施工質(zhì)量。因此，加強(qiáng)建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，對(duì)于提高施工的效率，加快施工工程的進(jìn)度，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展以及社會(huì)主義現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程具有十分重要的意義。

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（作者單位：濰坊泰來鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司）