建筑鋼結構工程設計中存在的問題分析

高維維

摘 要：在當前建筑程中，鋼結構應用十分廣泛，鋼結構具有很多優點，這些優點使得鋼結構在建筑業備受歡迎。而且在鋼結構設計過程中一些新技術和新工藝也不斷的涌現出來，特別是高強度建材、高效防火及耐腐蝕性的涂料的應用，更是有效的推動了鋼結構在建筑工程中的應用但是鋼結構卻在建筑建構設計中出現了很多問題。如何改進鋼結構在建筑結構設計中存在的問題一直是業內人士重點研究的課題。

關鍵詞：鋼結構；結構設計；常見問題；對策

1 鋼結構工程設計的前期工作

鋼結構設計的前期工作主要有結構分析、結構評估、結構判斷這些內容。在鋼結構設計前期，設計人員一定要充分了解企業提供的資料，根據這些資料判斷建筑結構設計有沒有必要使用鋼結構，接著，設計人員要建立力學模型，并對鋼結構的各項參數進行評估。鋼結構設計的前期最重要的工作是設計人員評估鋼結構有沒有達到施工的要求，同時要復查重要的參數。

2 鋼結構在建筑結構設計中存在的問題

2.1 鋼結構設計質量不高

鋼結構設計的任務相對繁重，而且相關項目的設計費用較高，在一定程度上增加了鋼結構設計的難度，所以很多設計人員都不愿意接這類工作。此外，有些設計單位缺乏鋼結構設計的實踐經驗，往往將鋼結構設計進行分包，一旦分包單位設計資質欠缺，就會給鋼結構的設計帶來安全隱患。另外，當前的設計市場沒有相關法律的約束，也沒有相應的監督，導致嚴重的后果，如工程事故的發生。

2.2 鋼結構設計方案缺乏深度

承接單位和設計單位的分包，在很大程度上降低了設計的深度，甚至有些設計方案不能滿足原設計的要求，例如柱腳設計的錯誤。埋入式、外包式、外露式是柱腳設計的主要類型，外露式主要在民宅中應用，底板的彈性和塑性變形決定了柱腳的剛度，所以底板出現變形就會造成鋼結構的變形，設計人員如果不充分考慮這些問題，不進行內力分析，預留位移角限度值，一旦出現地震災害時，就很容易破壞柱腳節點，損壞建筑物。

3 鋼結構在建筑結構設計中的改進措施

3.1 規范設計管理，加大監督力度

鋼結構設計的特殊性，要求相關部門審查承包商和設計單位的資質，比如鋼結構構件的質量、鋼結構構件制作能力、施工安裝能力等。承包單位一定要有鋼結構設計的資質以及鋼結構安裝資質，并且能在相關規定下，滿足建設的要求。

3.2 以實際為出發點進行鋼結構設計

我國鋼結構設計方案一定要重視經濟效益問題，設計人員要充分考慮成本問題，不能盲目模仿外國的設計方案，一切從實際出發，充分考慮建筑的安全性、舒適性和實用性。例如鋼結構的防火設計。鋼結構的優點雖然有很多，但是也有一定的缺陷，主要體現在鋼結構受溫度的影響太大，因此其防火能力不強，遠遠不能滿足人們的需要。鋼結構受熱在100～250℃時，當升高溫度，會增大鋼結構的塑性，同時降低鋼結構的抗拉強度；當溫度升高到250℃時，會降低鋼結構的塑性，但是在一定程度上提高了鋼結構的抗拉強度，導致藍脆現象，因此，設計人員要重視鋼結構的防火設計和隔熱設計。在設計之前，設計人員要對建筑場地進行考察，確定建筑的防火等級，然后結合相關的規范要求進行防火設計，提高鋼結構的防火能力。避免發生火災時鋼結構的變形及脫落。當前，提高鋼結構的防火能力的主要方法是將防火涂料涂在鋼結構的表面， 使鋼的構件的耐火能力得到有效的提高。主要注意的是，設計人員在做設計時，一定要考慮發生火災時疏散人員問題，使安全出口和疏散通道的設計合理化。

3.3 重視鋼結構深度的設計

3.3.1 鋼結構的防腐設計

鋼結構不能長時間暴露在空氣中，因為鋼結構在空氣中暴露太久容易被腐蝕，如果鋼結構存在侵蝕性物質，并且處在潮濕的環境，會加速鋼結構的腐蝕程度。被腐蝕的鋼結構不僅縮小了構建截面，而且導致鋼結構的表層出現銹坑，在很大程度上減少了鋼結構的使用壽命。因此，設計人員一定要重視鋼結構的腐蝕問題，并且要結合實際的情況，想出最好的解決對策和最佳的設計方案，提高建筑的安全性。當前，鋼結構的防腐設計通常都是將防腐防銹涂料涂在鋼結構表面，從而達到保護鋼結構的目的。這樣的涂料的主要特點是電阻較大、附著力較好、致密疏水性較強，在很大程度上阻礙了氯離子、氧氣和水蒸氣的腐蝕，防腐作用效果較好。按照相關規定，室內的鋼結構的涂料層的厚度至少達到100μm，而裸露在空氣中的鋼結構或者露天鋼結構的涂料層的厚度至少達到150μm～200μm，而在地面或者地面以下的鋼柱柱腳，最好采用C20 混凝土將其包裹，同時涂料層的厚度至少在50μm 以上。需要注意的是，如果鋼結構處在酸環境中，則需要使用特殊的涂料如氯磺化防酸漆來保護鋼結構。

3.3.2 鋼結構的抗震設計

近年來，地震災害的發生率越來越高，我國屬于地震多發國，為了確保建筑和人們生命的安全，建筑結構的設計應當重視抗震性能的設計，設計人員要盡可能提高鋼結構的抗震性能，從而提高建筑物的安全性和穩定性。建筑鋼結構的設計，一定要確保鋼結構的規正、勻稱和簡潔，同時連接方法要選擇得當。柱子和屋架之間以及屋面板和屋架之間的連接一定要穩定牢固，確保地震發生時節點的穩定。另外，位置的選擇、支撐形式的選用是否合理都會影響建筑的抗震能力，因此設計人員要慎重考慮這些問題，同時要積極做好抗震措施。

4 結束語

隨著我國經濟的發展，建筑業也進入了快速發展期，新技術不斷涌現，在建筑中鋼結構的應用有越來越多。鋼結構有其獨特的有點，但是，隨著建筑造型和功能的多樣化，對鋼結構設計提出更高的要求，為此，我們要不斷研究總結鋼結構設計中存在的問題，并提出解決措施，把鋼結構項目做好。

參考文獻：

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