現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)芻議

徐龐博 褚玉健 劉凡瑞

摘 要：近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展，城市化進(jìn)程也逐步深入，諸多現(xiàn)代發(fā)展體系的運(yùn)行，同時(shí)代乃至生活相適應(yīng)。鋼結(jié)構(gòu)以其質(zhì)量輕、性能好等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越多的應(yīng)用于建筑物的建設(shè)之中。現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)起步較晚，因此在相關(guān)理論和技術(shù)方面發(fā)展不夠成熟，同時(shí)相關(guān)技術(shù)和工作人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)相對(duì)匱乏。鑒于此，本文以建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有關(guān)理論與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代；建筑鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

建筑行業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要的位置，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱型產(chǎn)業(yè)，國(guó)家對(duì)建筑行業(yè)給予高度重視，建筑鋼結(jié)構(gòu)因其自身質(zhì)量輕、性能好等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，因此國(guó)家對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展同樣給予高度重視。由于建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)發(fā)展起步較晚，給我國(guó)建筑行業(yè)帶來(lái)巨大便利的同時(shí)，由于建筑鋼結(jié)構(gòu)在相關(guān)理論和技術(shù)方面的不成熟，鋼結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中亦存在著一定安全隱患。當(dāng)今社會(huì)，部分建筑鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)，只關(guān)注企業(yè)收益，致使盲目的對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行推廣，忽略了建筑鋼結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中存在的安全隱患和對(duì)鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)和理論的完善。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀

建筑鋼結(jié)構(gòu)由于其自身的諸多優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)建筑行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。由于我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的起步較晚，因此在相關(guān)理論和技術(shù)方面仍然存在著諸多問(wèn)題。

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題

盡管建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)建筑行業(yè)中廣泛使用，但是建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)仍然沒(méi)有形成穩(wěn)健、完整的發(fā)展趨勢(shì)，而且因?yàn)榻ㄖ摻Y(jié)構(gòu)在不同地方和不同鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)存在著一定的差異，造成了建筑鋼結(jié)構(gòu)沒(méi)能夠形成一定的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化體系。另外建筑團(tuán)隊(duì)在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中團(tuán)隊(duì)主觀意識(shí)強(qiáng)烈，相關(guān)規(guī)章制度不夠完善和嚴(yán)苛，致使建筑鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中使用秩序極其混亂。

2.建筑鋼技術(shù)相關(guān)理論和技術(shù)及工作人員問(wèn)題

盡管隨著我國(guó)樓房建筑樓層越來(lái)越高，建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于建筑鋼結(jié)構(gòu)的理論和技術(shù)不夠完善和成熟，致使建筑鋼結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中存在著諸多安全隱患。相關(guān)建筑團(tuán)隊(duì)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)完整的理論體系知之甚少，相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)同樣匱乏。建筑行業(yè)工作人員長(zhǎng)期從事傳統(tǒng)建筑材料的使用，對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的市場(chǎng)了解較少，致使在施工過(guò)程中質(zhì)量得不到保證。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

眾所周知，我國(guó)處在亞洲板塊和太平洋板塊的交界地帶，在交界地帶多地震等自然災(zāi)害的發(fā)生。近年來(lái)我國(guó)多地發(fā)生了不同程度的地震，該自然災(zāi)害對(duì)當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)了房屋坍塌等重大的影響。近年來(lái)預(yù)防地震等自然災(zāi)害帶來(lái)的影響、加強(qiáng)房屋建筑抗震能力受到人們的重視，因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方面要求也越來(lái)越高。就鋼結(jié)構(gòu)自身來(lái)說(shuō)，由于其材料的輕便，本身具有較強(qiáng)的抗震能力，因此在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)最大限度的加強(qiáng)抗震程度，避免一切不利條件的影響，做到地震發(fā)生時(shí)最大限度的減少地震帶來(lái)的危害。

2.建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)

近年來(lái)隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層樓房的數(shù)量也逐年增加。高層樓房在減少土地使用量的同時(shí)，也存在著一定的缺點(diǎn)。眾所周知，火災(zāi)給人們帶來(lái)的損失是巨大的，高層建筑發(fā)生火災(zāi)帶來(lái)的損失更是不可估量。因此在建筑鋼材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中抗火能力也應(yīng)該高度重視。盡管鋼結(jié)構(gòu)并不能燃燒，但是由于鋼結(jié)構(gòu)自身具有極高的膨脹系數(shù)，在高溫的情況下，鋼材料發(fā)生彎曲，致使建筑發(fā)生坍塌。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，鋼材料良好的導(dǎo)熱性能能夠加強(qiáng)火災(zāi)的危害程度，甚至當(dāng)溫度達(dá)到一定高度后，鋼材料還會(huì)發(fā)生爆炸。鑒于以上不良危害，在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到鋼結(jié)構(gòu)的熔點(diǎn)，避免爆炸事故的發(fā)生，確保高層建筑的使用安全。

3.建筑鋼材料的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

由于建筑工程設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)的不足和自信心的缺乏等因素，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過(guò)于傳統(tǒng)無(wú)創(chuàng)新內(nèi)容。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)在建造過(guò)程中對(duì)外界環(huán)境對(duì)建筑的影響做不到隨機(jī)應(yīng)變的處理，致使建筑過(guò)程中浪費(fèi)了大量的鋼材料。所以為了避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)性和創(chuàng)新性，建筑過(guò)程中鋼材料的焊接等都要視情況而定，做出隨機(jī)應(yīng)變的處理，最大程度的增加鋼材料的利用效率。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論與技術(shù)分析

1.建筑鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置

建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的高低直接決定著樓房的使用年限。低質(zhì)量的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅大幅度降低了樓房的使用年限，同時(shí)對(duì)樓房產(chǎn)生了諸多的安全隱患。因此作為一項(xiàng)技術(shù)性工作，建筑團(tuán)體應(yīng)當(dāng)高度重視建筑鋼結(jié)構(gòu)的選型和布置，相關(guān)高水平專(zhuān)業(yè)人員對(duì)建筑鋼材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)建筑鋼結(jié)構(gòu)前，對(duì)建筑所在地進(jìn)行詳細(xì)的勘察，考慮到多種可能帶來(lái)影響的環(huán)境因素，最終確保各種優(yōu)化設(shè)置。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)劁摬氖袌?chǎng)價(jià)格，最大程度的減少資金投入和提高收益。

2.建筑鋼結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)

盡管建筑鋼結(jié)構(gòu)在憑借其各種優(yōu)勢(shì)在建筑行業(yè)中具有先天的優(yōu)越性，給建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)中帶來(lái)了較好的前景，但是前期對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也面臨著新的挑戰(zhàn)，其要求相關(guān)工作人員對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)理論和技術(shù)充分了解，要求施工技術(shù)團(tuán)隊(duì)從根本入手，保證建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。鋼結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中的主要參數(shù)有水平荷載系數(shù)、抗震強(qiáng)度系數(shù)和結(jié)構(gòu)的阻尼比等參數(shù)。建筑團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)考慮到建筑所在地各種因素的影響，對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的各種重要參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，最大限度的加強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性和使用年限，避免后期建筑出現(xiàn)不必要的坍塌情況的發(fā)生。

3.估算構(gòu)件截面，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并布置完成后，對(duì)構(gòu)件截面進(jìn)行合理的估算至關(guān)重要。截面的估算內(nèi)容主要是對(duì)支撐斷面形狀、梁柱斷面形狀和尺寸等要素進(jìn)行合理的估計(jì)和假定，最終估算出相應(yīng)構(gòu)件截面。鉸接、剛接和半剛接三種方式在節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)中比較常用，通過(guò)這些連接方式對(duì)節(jié)點(diǎn)的連接，很大程度上能夠改變建筑的結(jié)構(gòu)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也快速發(fā)展。針對(duì)建筑鋼設(shè)計(jì)中存在的種種問(wèn)題，設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)引進(jìn)先進(jìn)建筑鋼設(shè)計(jì)理念和專(zhuān)業(yè)人員，加強(qiáng)設(shè)計(jì)者的專(zhuān)業(yè)性和創(chuàng)新性，加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震、抗腐和防火能力。同時(shí)在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)具體情況做出相應(yīng)創(chuàng)新性的應(yīng)對(duì)策略，保證我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。

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