论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我国城市的发展，多层建筑与高层建筑施工项目越来越多，其中钢结构的应用也是日趋广泛。钢结构具备许多优点，比如安装简便，强度高、塑性好、自重轻等，具有很好的结构性能，能够满足现代建筑多样化的需求。本文中结合个人工作实践，对当前多高层建筑中钢结构的应用情况进行探讨，以促进钢结构设计的进一步完善。
【关键词】 钢结构；设计；问题；改进措施
多高层钢结构虽然在建筑中得到了广泛的应用，但是在设计中却存在着很多问题，比如结构设计质量、设计人员因素、钢结构设计方案缺乏深度，不能满足原设计的要求。这些问题都严重制约了钢结构的发展和应用。
1 多高层钢结构概述
近年来，经济的快速发展带动了建筑业的发展，在建筑中钢结构的应用有很多。由于钢结构具备轻质高强的特点，在同等荷载作用下，构件的截面尺寸相对于混凝土结构要小的多，同时，钢梁的腹板易于开孔，建筑中的管线穿孔通过，这样可以很好的节约建筑的层高及使用空间。相对于混凝土结构，钢结构的抗震性能优越，现场安装速度也要快的多，对环境污染小。所以钢结构在多高层结构中得到广泛。例如办公楼、超市、宾馆等。
2 钢结构设计的前期工作
钢结构设计的前期工作主要是充分了解业主提供的资料，根据建筑的使用功能要求，建立初步的力学模型，对结构进行合理化的分析，对各项技术参数进行评估，并与混凝土结构进行经济性，安全性的对比。
3 多高层钢结构设计中存在的问题
3.1钢结构设计质量不高。钢结构设计的任务相对繁重，不能仅依靠计算机辅助设计，重要的构件需要手工复核计算，如偏心支撑，耗能梁等，重要的节点需要做有限元分析，特殊的节点位置需要三维放样以便施工，所以在一定程度上增加了钢结构设计的难度。此外，有些设计单位缺乏钢结构设计的实践经验，往往将钢结构设计进行分包，而分包单位的设计质量更是参差不齐，就会给钢结构的设计带来安全隐患。
3.2盲目模仿外国设计方案。我国钢结构设计方案首要考虑的问题是经济效益，而外国的设计方案由于具备强大的经济实力的支持，往往不看重经济效益，因此我国的设计人员照搬外国的设计方案是不符合实际情况的。有些设计人员盲目追求设计的新颖而没有考虑成本问题，最终导致设计方案不合理。
3.3钢结构设计方案深度不够。承接单位和设计单位的分包，在很大程度上降低了设计的深度，甚至有些设计方案不能满足原设计的要求，例如柱脚设计的错误。埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型，外露式主要在民宅中应用，底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度，所以底板出现变形就会造成钢结构的变形，设计人员如果不充分考虑这些问题，不进行内力分析，预留位移角限度值，一旦出现地震灾害时，就很容易破坏柱脚节点，损坏建筑物。
4 钢结构设计改进措施
4.1规范设计管理，加大監督力度。钢结构设计的特殊性，要求相关部门审查承包商和设计单位的资质，比如钢结构构件的质量、钢结构构件制作能力、施工安装能力等。承包单位一定要有钢结构设计的资质以及钢结构安装资质，并且能在相关规定下，满足建筑的要求。
4.2以实际为出发点进行钢结构设计。我国钢结构设计方案一定要重视经济效益问题，设计人员要充分考虑成本问题，不能盲目模仿外国的设计方案，一切从实际出发，充分考虑建筑的安全性、舒适性和实用性。例如钢结构的防火设计。钢结构的优点虽然有很多，但是也有一定的缺陷，主要体现在钢结构受温度的影响太大，因此其防火能力不强，远远不能满足人们的需要。钢结构受热在100～250℃时，当升高温度，会增大钢结构的塑性，同时降低钢结构的抗拉强度；当温度升高到250℃时，会降低钢结构的塑性，但是在一定程度上提高了钢结构的抗拉强度，导致蓝脆现象；温度在250℃以上时，就会造成徐变现象；一旦温度在500℃以上时，不仅大程度的降低钢结构的强度，而且会出现塌落的现象，造成一定的经济损失，情节严重的甚至会造成人员伤亡。因此，设计人员要重视钢结构的防火设计和隔热设计。在设计之前，设计人员要对建筑场地进行考察，确定建筑的防火等级，然后结合相关的规范要求进行防火设计，提高钢结构的防火能力。避免发生火灾时钢结构的变形及脱落。当前，提高钢结构的防火能力的主要方法是将防火涂料涂在钢结构的表面，使钢的构件的耐火能力得到有效的提高。主要注意的是，设计人员在做设计时，一定要考虑发生火灾时疏散人员问题，使安全出口和疏散通道的设计合理化。
4.3重视钢结构深度的设计
4.3.1钢结构的防腐设计。钢结构不能长时间暴露在空气中，因为钢结构在空气中暴露太久容易被腐蚀，如果钢结构存在侵蚀性物质，并且处在潮湿的环境，会加速钢结构的腐蚀程度。被腐蚀的钢结构不仅缩小了构建截面，而且导致钢结构的表层出现锈坑，在很大程度上减少了钢结构的使用寿命。因此，设计人员一定要重视钢结构的腐蚀问题，并且要结合实际的情况，想出最好的解决对策和最佳的设计方案，提高建筑的安全性。当前，钢结构的防腐设计通常都是将防腐防锈涂料涂在钢结构表面，从而达到保护钢结构的目的。这样的涂料的主要特点是电阻较大、附着力较好、致密疏水性较强，在很大程度上阻碍了氯离子、氧气和水蒸气的腐蚀，防腐作用效果较好。按照相关规定，室内的钢结构的涂料层的厚度至少达到100μm，而裸露在空气中的钢结构或者露天钢结构的涂料层的厚度至少达到150μm～200μm，而在地面或者地面以下的钢柱柱脚，最好采用C20混凝土将其包裹，同时涂料层的厚度至少在50μm以上。需要注意的是，如果钢结构处在酸环境中，则需要使用特殊的涂料如氯磺化防酸漆来保护钢结构。
4.3.2钢结构的抗震设计。近年来，地震灾害的发生率越来越高，我国属于地震多发国，为了确保建筑和人们生命的安全，建筑结构的设计应当重视抗震性能的设计，设计人员要尽可能提高钢结构的抗震性能，从而提高建筑物的安全性和稳定性。建筑钢结构的设计，一定要确保钢结构的规正、匀称和简洁，同时连接方法要选择得当。柱子和屋架之间以及屋面板和屋架之间的连接一定要稳定牢固，确保地震发生时节点的稳定。另外，位置的选择、支撑形式的选用是否合理都会影响建筑的抗震能力，因此设计人员要慎重考虑这些问题，同时要积极做好抗震措施。此外，墙和柱之间的拉结要加强，并将高宽比合理调整，使之有效抗震。
5 结束语
针对钢结构在建筑结构设计中存在的问题，改进措施有很多：①要规范设计管理，加大监督力度。相关部门要审查承包商和设计单位的资质，比如钢结构构件的质量、钢结构构件制作能力、施工安装能力等，并且在相关规定下能满足建设的要求。②要以实际为出发点进行钢结构设计，设计人员要充分考虑成本问题，不能满目模仿外国的设计方案，一切从实际出发，充分考虑建筑的安全性、舒适性和实用性。③要重视钢结构设计的深度。钢结构设计的改进措施不可能完美，需要设计人员和施工人员在不断的实践中总结经验，不断的改进，才能更好的促进钢结构设计的完善。
参考文献：
[1]屈俊峰.房屋建筑结构设计内容与存在问题分析[J].中小企业管理与科技：上旬刊，2011，7（4）：957～958.
[2]葛文通，张太所.工业厂房钢结构工程的施工监理[J].安徽冶金科技职业学院学报，2012，4（3）：347～348.
[3]郑先元.钢结构工程施工质量监督中的常见问题及应对措施[J].工程质量，2012，2（2）：345～346.
【关键词】 钢结构；设计；问题；改进措施
多高层钢结构虽然在建筑中得到了广泛的应用，但是在设计中却存在着很多问题，比如结构设计质量、设计人员因素、钢结构设计方案缺乏深度，不能满足原设计的要求。这些问题都严重制约了钢结构的发展和应用。
1 多高层钢结构概述
近年来，经济的快速发展带动了建筑业的发展，在建筑中钢结构的应用有很多。由于钢结构具备轻质高强的特点，在同等荷载作用下，构件的截面尺寸相对于混凝土结构要小的多，同时，钢梁的腹板易于开孔，建筑中的管线穿孔通过，这样可以很好的节约建筑的层高及使用空间。相对于混凝土结构，钢结构的抗震性能优越，现场安装速度也要快的多，对环境污染小。所以钢结构在多高层结构中得到广泛。例如办公楼、超市、宾馆等。
2 钢结构设计的前期工作
钢结构设计的前期工作主要是充分了解业主提供的资料，根据建筑的使用功能要求，建立初步的力学模型，对结构进行合理化的分析，对各项技术参数进行评估，并与混凝土结构进行经济性，安全性的对比。
3 多高层钢结构设计中存在的问题
3.1钢结构设计质量不高。钢结构设计的任务相对繁重，不能仅依靠计算机辅助设计，重要的构件需要手工复核计算，如偏心支撑，耗能梁等，重要的节点需要做有限元分析，特殊的节点位置需要三维放样以便施工，所以在一定程度上增加了钢结构设计的难度。此外，有些设计单位缺乏钢结构设计的实践经验，往往将钢结构设计进行分包，而分包单位的设计质量更是参差不齐，就会给钢结构的设计带来安全隐患。
3.2盲目模仿外国设计方案。我国钢结构设计方案首要考虑的问题是经济效益，而外国的设计方案由于具备强大的经济实力的支持，往往不看重经济效益，因此我国的设计人员照搬外国的设计方案是不符合实际情况的。有些设计人员盲目追求设计的新颖而没有考虑成本问题，最终导致设计方案不合理。
3.3钢结构设计方案深度不够。承接单位和设计单位的分包，在很大程度上降低了设计的深度，甚至有些设计方案不能满足原设计的要求，例如柱脚设计的错误。埋入式、外包式、外露式是柱脚设计的主要类型，外露式主要在民宅中应用，底板的弹性和塑性变形决定了柱脚的刚度，所以底板出现变形就会造成钢结构的变形，设计人员如果不充分考虑这些问题，不进行内力分析，预留位移角限度值，一旦出现地震灾害时，就很容易破坏柱脚节点，损坏建筑物。
4 钢结构设计改进措施
4.1规范设计管理，加大監督力度。钢结构设计的特殊性，要求相关部门审查承包商和设计单位的资质，比如钢结构构件的质量、钢结构构件制作能力、施工安装能力等。承包单位一定要有钢结构设计的资质以及钢结构安装资质，并且能在相关规定下，满足建筑的要求。
4.2以实际为出发点进行钢结构设计。我国钢结构设计方案一定要重视经济效益问题，设计人员要充分考虑成本问题，不能盲目模仿外国的设计方案，一切从实际出发，充分考虑建筑的安全性、舒适性和实用性。例如钢结构的防火设计。钢结构的优点虽然有很多，但是也有一定的缺陷，主要体现在钢结构受温度的影响太大，因此其防火能力不强，远远不能满足人们的需要。钢结构受热在100～250℃时，当升高温度，会增大钢结构的塑性，同时降低钢结构的抗拉强度；当温度升高到250℃时，会降低钢结构的塑性，但是在一定程度上提高了钢结构的抗拉强度，导致蓝脆现象；温度在250℃以上时，就会造成徐变现象；一旦温度在500℃以上时，不仅大程度的降低钢结构的强度，而且会出现塌落的现象，造成一定的经济损失，情节严重的甚至会造成人员伤亡。因此，设计人员要重视钢结构的防火设计和隔热设计。在设计之前，设计人员要对建筑场地进行考察，确定建筑的防火等级，然后结合相关的规范要求进行防火设计，提高钢结构的防火能力。避免发生火灾时钢结构的变形及脱落。当前，提高钢结构的防火能力的主要方法是将防火涂料涂在钢结构的表面，使钢的构件的耐火能力得到有效的提高。主要注意的是，设计人员在做设计时，一定要考虑发生火灾时疏散人员问题，使安全出口和疏散通道的设计合理化。
4.3重视钢结构深度的设计
4.3.1钢结构的防腐设计。钢结构不能长时间暴露在空气中，因为钢结构在空气中暴露太久容易被腐蚀，如果钢结构存在侵蚀性物质，并且处在潮湿的环境，会加速钢结构的腐蚀程度。被腐蚀的钢结构不仅缩小了构建截面，而且导致钢结构的表层出现锈坑，在很大程度上减少了钢结构的使用寿命。因此，设计人员一定要重视钢结构的腐蚀问题，并且要结合实际的情况，想出最好的解决对策和最佳的设计方案，提高建筑的安全性。当前，钢结构的防腐设计通常都是将防腐防锈涂料涂在钢结构表面，从而达到保护钢结构的目的。这样的涂料的主要特点是电阻较大、附着力较好、致密疏水性较强，在很大程度上阻碍了氯离子、氧气和水蒸气的腐蚀，防腐作用效果较好。按照相关规定，室内的钢结构的涂料层的厚度至少达到100μm，而裸露在空气中的钢结构或者露天钢结构的涂料层的厚度至少达到150μm～200μm，而在地面或者地面以下的钢柱柱脚，最好采用C20混凝土将其包裹，同时涂料层的厚度至少在50μm以上。需要注意的是，如果钢结构处在酸环境中，则需要使用特殊的涂料如氯磺化防酸漆来保护钢结构。
4.3.2钢结构的抗震设计。近年来，地震灾害的发生率越来越高，我国属于地震多发国，为了确保建筑和人们生命的安全，建筑结构的设计应当重视抗震性能的设计，设计人员要尽可能提高钢结构的抗震性能，从而提高建筑物的安全性和稳定性。建筑钢结构的设计，一定要确保钢结构的规正、匀称和简洁，同时连接方法要选择得当。柱子和屋架之间以及屋面板和屋架之间的连接一定要稳定牢固，确保地震发生时节点的稳定。另外，位置的选择、支撑形式的选用是否合理都会影响建筑的抗震能力，因此设计人员要慎重考虑这些问题，同时要积极做好抗震措施。此外，墙和柱之间的拉结要加强，并将高宽比合理调整，使之有效抗震。
5 结束语
针对钢结构在建筑结构设计中存在的问题，改进措施有很多：①要规范设计管理，加大监督力度。相关部门要审查承包商和设计单位的资质，比如钢结构构件的质量、钢结构构件制作能力、施工安装能力等，并且在相关规定下能满足建设的要求。②要以实际为出发点进行钢结构设计，设计人员要充分考虑成本问题，不能满目模仿外国的设计方案，一切从实际出发，充分考虑建筑的安全性、舒适性和实用性。③要重视钢结构设计的深度。钢结构设计的改进措施不可能完美，需要设计人员和施工人员在不断的实践中总结经验，不断的改进，才能更好的促进钢结构设计的完善。
参考文献：
[1]屈俊峰.房屋建筑结构设计内容与存在问题分析[J].中小企业管理与科技：上旬刊，2011，7（4）：957～958.
[2]葛文通，张太所.工业厂房钢结构工程的施工监理[J].安徽冶金科技职业学院学报，2012，4（3）：347～348.
[3]郑先元.钢结构工程施工质量监督中的常见问题及应对措施[J].工程质量，2012，2（2）：345～346.