淺談建筑鋼結構設計現狀及存在的問題

陳武勝

（山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204）

1 建筑鋼結構設計的意義與現狀

1.1 建筑鋼結構的意義

建筑鋼結構是一種由鋼板和熱軋鋼板組成的鋼基骨架結構。如果與傳統的磚混結構相比，建筑鋼結構比傳統的磚混結構具有更高的強度和韌性，內部結構非常緊密和均勻。建筑鋼結構具有許多優點，在施工過程中，施工難度遠低于其他建筑方法。因此，建筑鋼結構在橋梁建設、工業廠房和民用建筑中有著廣泛的應用。比如法國埃菲爾鐵塔就是世界著名的鋼結構建筑工程。埃菲爾鐵塔高300 米，天線高24 米，總高324 米，塔身為鋼框架空心結構，由4 根與地面成75°角的鋼柱支撐，鋼柱厚，水泥混凝土基礎，塔架鋼柱采用水平梁連接。除了四條腿是鋼和水泥做的，整個身體都是鋼做的。在鋼結構的具體使用過程中，也能很好地實現環境保護，這將有助于實現我國可持續發展的戰略目標。

1.2 建筑鋼結構設計的現狀

目前，鋼結構在建筑行業得到了廣泛的應用，但其長期使用也暴露出許多問題，可以概括為以下三點：1） 防火。鋼材耐火性能差，在結構設計中必須注意防火處理，確保重要連接部位的安全；2） 強度問題。鋼材強度較大，截面往往較小，鋼結構使用中普遍存在薄弱環節，導致其強度優勢未得到充分發揮；3） 人員的專業素質。對于任何一個建設項目，設計和施工人員的專業素質直接影響其施工質量。如果出現鋼結構設計不規范等問題，將直接導致其穩定性不達標，存在重大質量安全風險。

1.3 設計理念落后，沒有創新

在我國，鋼結構設計缺乏相應的設計參考和實踐經驗，這是實際情況。但是，由于設計師缺乏自信和信心，設計的獨立性不夠，設計師往往堅持傳統的設計理念，特別是在建筑項目比較復雜、新穎的情況下，很難有創新的設計。針對實際情況，提高建筑鋼結構的相關系數，提高建筑的安全性能更是難上加難。在設計工作中，為了獲得更多的經濟效益，設計師只是在辦公室里不斷地研究設計圖紙，這些圖紙與實際施工是分開的。只有到施工現場進行實際調查，并與施工技術人員進行討論，才能使設計圖紙合理可行，符合實際施工情況。

1.4 鋼結構的防火設計不到位

鋼雖然是耐火材料，但在高溫下也會因熱膨脹而變形。鋼材具有良好的導熱性，因此也會導致火災的產生和蔓延。試驗表明，當溫度接近600℃時，鋼的強度和韌性都會喪失，一旦發生火災，鋼就會變得脆弱；高層建筑更容易發生火災。因此，高層建筑的耐火鋼結構設計是非常重要的。從實際情況看，我國高層建筑鋼結構防火設計技術相對落后。

2 建筑鋼結構設計存在的問題及對策

2.1 設計偏向于傳統和保守

對于一些比較復雜或新穎的建設項目，設計人員缺乏經驗和信心。同時，為了達到更高的標準和質量，設計很難突破，更傾向于傳統和保守，甚至隨意提高安全性能和相關因素，如缺乏與實際情況的結合，降低了鋼筋的應力比，并始終采用鋼與鋼的同一牌號這不僅使建筑鋼結構構件復雜、數量增多，而且使工程造價增加。針對這種情況，設計單位應加強對本單位設計人員的專業考核，熟悉其能力和經驗范圍，然后將建筑鋼結構設計任務的難度與設計人員緊密結合起來，避免其無能的發生。

2.2 相關物理問題

眾所周知，鋼的導熱性很強。在建筑工程中使用時，為了在建筑物內外實現更好的保溫效果，在建筑鋼結構設計中必須綜合考慮，以評估建筑物外表面吸收的熱量的最大值，由于熱量可以通過建筑物外表面或同時通過建筑物的窗戶傳遞到建筑物內部，良好的設置和保證建筑物內表面的吸熱程度也可以促進建筑物產生較好的保溫效果。

2.3 設計缺乏深度

根據建設部有關規定，建筑鋼結構設計由設計單位完成。但是，一些設計單位不僅設計水平低，而且經驗不足，使得建筑鋼結構的設計質量下降。對于許多建筑鋼結構設計來說，承擔這項任務的設計師包括許多剛畢業的年輕人。他們不僅理論知識不成熟，而且缺乏實踐經驗。他們忽視對重要方法和技術的綜合分析和研究，盲目照本宣科。他們的目的只是完成任務，而沒有考慮到他們設計作品的效果和質量、性質，其設計作品自然缺乏足夠的深度。同時，一些建筑鋼結構設計圖紙過于簡單，只是一種方案設計或初步和基礎設計。他們不會根據實際情況設計重要節點，也不會認真評估這些節點是否安全、穩定、經濟、合理、可操作。而是全部采用全焊或全鑄鋼的形式，或應屬于設計方案中重要部分移交給加工企業，如具體鋼結構節點設置圖、各支架詳圖等，設計圖紙移交加工企業時，因缺乏相應的計算設施，可以將設計圖紙承包給他人。承包企業缺乏專業知識、設備和能力，可能導致最終設計圖紙或施工圖紙偏離實際情況和實際要求，給建筑的整體質量和安全運行埋下隱患。

3 結語

隨著我國建筑業和技術的快速發展，建筑鋼結構設計也有了很好的發展機遇，但在實際情況下，鋼結構仍存在一些問題，相關設計人員應根據具體情況進行規劃和邏輯改進。此外，設計師應加強專業知識的學習，不斷更新理論，增強設計師的實踐經驗，并將理論與實踐緊密結合，以提高建筑鋼結構設計能力，增強設計優勢。