钢结构在建筑结构设计中存在的问题论文_钱静,徐向前

钢结构在建筑结构设计中存在的问题论文_钱静,徐向前

湖州市城市规划设计研究院

摘要:随着我国社会经济的迅速发展,城镇化建设的脚步得以加快,这意味着建筑领域迎来了新的春天,但是随着社会主义市场经济的深化改革,建筑行业的市场竞争也变得越来越激烈。科学技术的发展带动了新材料在建筑领域的广泛应用,钢结构就是广泛运用的材料之一。作为社会主义初级阶段国家,我国建筑设计中的钢结构设计起步较晚,处于高速发展阶段,存在着一些问题。本文分析了钢结构在建筑结构设计中存在的问题,提出了一些建设性意见,希望对业内相关人士有所帮助。

关键词:钢结构;建筑设计;问题;策略

钢结构在建筑设计中具有许多优势。可持续发展已经成为当今时代发展的主题,而钢结构具有生态环保、可重复利用的独特优势,能够最大限度的发挥资源价值。钢结构与钢筋混凝土结构相比具有优良的性能,在稳定性、抗震性等方面有着良好的表现,而且在建筑施工过程中钢结构的应用能够缩短工程周期,受外界环境的影响较小,能够降低生产成本,创造更高的经济效益。对于人口庞大但是资源有限的中国来说,建筑设计中钢结构都应用无疑是较好的选择,因此其也成为行业内相关人员不断探索的问题,下面就对钢结构在建筑设计中存在的问题进行简要分析,并对存在的问题提出一些建设性的意见。

1当前钢结构设计中存在的问题

1.1钢结构设计质量不高

钢结构的设计需要进行大量繁杂的准备工作,包括结构分析、结构评估、设计资料研究等等内容,这些复杂的工作就意味着必须投入高昂的设计费用,而且其就设计本身来说也是一项难度极大的工作,一些设计单位没有独立完成高质量钢结构设计的能力。司空见惯的做法是将钢结构的设计进行外包,生产环节的增加更容易导致生产过程中出现一些不能预期的问题,由于市场经济体制的作用,建筑企业往往注重的是自身利益的最大化,因此其不愿意花费高昂的费用将钢结构的设计工作转包给专门的设计研究院,而承担钢结构设计工作的单位大多是一些水平较低的新生企业或者是低水平院校,这将为钢结构的施工过程以及建筑质量带来巨大的质量安全隐患。

1.2钢结构的设计缺乏深度

钢结构的设计单位与承建单位分立的状况在一定程度上影响了钢结构设计方案的深度,甚至会出现设计方案不满足施工实际情况的状况,导致这种情况出现的原因有两个:(1)设计单位参与钢结构设计的团队专业水平不足;(2)参与设计的大多是学校的毕业生,由于中国高等教育的快速发展,在人才培养方面本就存在一些问题,虽然这些毕业生具备相关的理论知识,但对于实践经验缺乏得太多,在设计过程中难免出现教科书式设计的情况,这些问题降低了钢结构的设计深度,同时也给钢结构生产过程中带来安全隐患,给钢结构建筑的质量带来隐患。最为耳熟能详的就是加拿大理工大学毕业生设计桥梁的事情,由于毕业生的计算不精确导致桥梁的坍塌,造成巨大的社会经济损失,也为学校和设计单位蒙上巨大的耻辱,这样血的教训是中国当代钢结构建筑设计所要思考的问题。

1.3钢结构设计过程中模仿情况严重

在钢结构设计中的模仿主要表现在两个方面:(1)对国内其他建筑钢结构设计的盲目模仿,中国是一个地域辽阔的国家,在不同地方的施工条件施工环境以及地质气候条件都不同,盲目的模仿其他建筑结构的钢结构设计在钢结构设计中是一大禁忌,这是不科学不合理的钢结构设计方案出现的原因之一;(2)照搬国外的钢结构设计方案,现今国内很多中大钢结构工程使用的都是外国的设计方案,如同毛主席的著名观点马克思主义理论要结合中国的具体国情一样,钢结构的设计也要结合中国的具体国情,包括地质地理条件、材料使用运输条件、尤其是地震与风荷,不同地域显现的青花有着极大差异,如果照搬国外的钢结构设计方案,浪费建筑资源、增加生产成本都是一些较小的问题,关键是一些不科学合理的钢结构设计方案可能导致建筑的安全质量达不到既定要求。

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1.4钢结构设计未考虑到现实情况

钢结构设计“纸上谈兵”是国内现行司空见惯的行业状况,很少有设计师实际的进入施工现场实地考察,对钢结构的设计停留在理论基础上,甚至在钢结构设计中未考虑到施工难度。例如在中大钢结构工程中流行使用的全焊接结构,这种设计构件异型,杆件交点比较多,这给施工带来了巨大的困难,在高空对接中出现较大的安装偏差是情理之中的事情。

2提高钢结构设计水平的策略

2.1建立健全监督体制

对于钢结构设计与承建单位分立的情况要加大监督力度,包括对设计单位与承建单位建立健全监督体制。对设计单位要检查其是否是国家有关部门认可的,是否具备设计能力,是否具有高水平的设计团队。对钢结构的生产单位要监督其钢结构构件的生产制作能力,钢结构的构件质量;对承建单位要检查施工安装能力,检查是否具有钢结构安装资质,并在施工建设过程中进行实时监督,以保证建筑的质量。

2.2规范钢结构设计

衔接节点设计是钢结构设计过程中的重要环节,设计师要根据工程强度的要求合理选择半刚性节点、刚性节点、铰节点,应该要青睐于运用性能良好和施工工艺精湛的刚性节点和铰节点。此外,对节点的设计方法应该引起高度重视:(1)焊接的形式与尺寸应该根据施工规则分层设计,要注意到每一个细节,包括焊条的选择焊缝,的大小、重心等;(2)拴接方法尽量使用新形式,其能够降低施工难度,增加工程可靠性。对栓接模式来说,在设计过程中应该根据工程的实际受力情况选择合适的8.8s和10.9s两种栓接强度;(3)设计连接板的时候要对净截面抗击与抗拉等性能进行减压,并且要注意自攻螺丝的运用与选择;(4)在梁腹板的设计过程中,应该注意对连接板和梁腹板的检验。此外,预估截面设计也是钢结构设计的重要部分,其包括钢结构梁的设计、柱截面的设计,梁的设计可以用槽钢或者h型钢截面,柱截面的设计应该根据受力情况来分析。

2.3提高钢结构设计深度

钢结构的设计深度应该包含防腐设计、抗震性能的设计和噪声设计等方面。防腐设计是钢结构设计的重中之重,长时间暴露在空气中的钢结构容易受环境影响而腐蚀,受到腐蚀钢结构会大大降低使用寿命,甚至产生安全隐患,司空见惯的仿佛设计是在钢结构表面涂抹防腐材料。对防腐材料的涂抹厚度是有讲究的,处于室内的钢结构防腐材料的涂抹厚度不应少于一百微米,裸露部分的钢结构防腐材料涂抹厚度不应少于150微米。在钢结构的设计过程中要保证结构均匀、受力归正,这样能够有较好的抗震性,钢结构位置与支撑形式的选择也能为抗震助一臂之力。对于钢结构设计的噪声方面不具有强制性,一般根据钢结构的使用功能与地点来进行设计,大型商场、车站等地方不要求有较好的隔音效果,而对录音室、住宅则对抵抗噪声能力有着较高要求,设计师应该根据具体情况来进行设计。

3结语

钢结构由于其特有的优势而受到广泛运用,但在应用过程中也存在很多问题,规范钢结构设计、提高设计深度对解决问题有所帮助,但是根本上还是应该注重相关技术人才的培养,同时也要建立健全监督体制。

参考文献:

[1]张玮.钢结构在建筑结构设计中存在的问题及解决措施分析[J].江西建材,2015,(4):17-17

[2]付春松.钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析[J].广东科技,2014,(8):130-131

[3]朱石华.钢结构在建筑结构设计中存在的问题与措施[J].建筑工程技术与设计,2017,(19):1092-1092

论文作者:钱静,徐向前

论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期

论文发表时间:2018/12/17

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