關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)及其注意事項(xiàng)的探析

趙賀

中機(jī)國際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司華東分院 江蘇南京 210000

1 建筑結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

目前，建筑工程中使用的鋼結(jié)構(gòu)，都是將鋼板經(jīng)過科學(xué)合理的加工工藝制作而成，一般鋼結(jié)構(gòu)主要分為輕鋼和重鋼兩種，其中輕鋼具備占地面小、自重輕的特點(diǎn)，多被用于跨度較小的建筑工程中。而重鋼則剛好相反，它的自重較大、且優(yōu)勢較多，比普通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑承重性要好，因此，在大型建筑工程中使用的較為廣泛。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，它不僅關(guān)系著整個(gè)建筑工程的質(zhì)量，而且直接關(guān)系著建筑行業(yè)未來的發(fā)展。由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和穩(wěn)定性是與鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)有著直接關(guān)系，因此，不斷優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤為重要。站在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來看，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的過程中，要求設(shè)計(jì)師具備較強(qiáng)的空間想象力和設(shè)計(jì)水平，它的設(shè)計(jì)難度要遠(yuǎn)大于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)師必須具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合建設(shè)工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而確保鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足實(shí)際需求[1]。

2 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的有關(guān)原則

在建筑工程設(shè)計(jì)過程中，和鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相關(guān)的主要原則包含了以下幾項(xiàng)，即為：穩(wěn)定性、配合性和統(tǒng)一性的原則。（1）穩(wěn)定性原則。其強(qiáng)調(diào)在開展整體結(jié)構(gòu)布置以及設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，考慮到各構(gòu)件和整體的穩(wěn)定性要求，構(gòu)件平面的穩(wěn)定性計(jì)算和結(jié)構(gòu)布置有必要形成一致；（2）配合性原則。其主要要求細(xì)節(jié)部分的施工和施工穩(wěn)定性計(jì)算能夠形成一致、相互配合；（3）統(tǒng)一性原則。這種原則強(qiáng)調(diào)所選取的計(jì)算方式應(yīng)該和計(jì)算結(jié)構(gòu)圖高度統(tǒng)一。

2.2 注重細(xì)部設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步確保建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠最大程度滿足其建設(shè)要求，相關(guān)工作人員在分析鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)具有更高的科學(xué)性，因此，在進(jìn)行細(xì)節(jié)部分設(shè)計(jì)時(shí)，必須對其進(jìn)行氛圍精確的計(jì)算，確保其完善。在我國目前開展建筑工程施工過程中，普遍選擇使用桿系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通常對鋼材細(xì)部節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有較為復(fù)雜的要求，在不同構(gòu)件之間所具有的約束作用普遍較小，相關(guān)工作人員可以選擇在施工現(xiàn)場直接進(jìn)行剛才拼裝，只有確保在建筑工程中進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)考慮細(xì)節(jié)部分并對其進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，才能進(jìn)一步確保鋼結(jié)構(gòu)具有更高的穩(wěn)定性，安和安全性，對其應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行更高程度的保障。

2.3 優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)

全面了解鋼結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)定關(guān)系，可以進(jìn)一步優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。為此，設(shè)計(jì)人員要加大對鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重視。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循簡潔化、規(guī)整化與標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則。在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接處理時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行操作。確保屋架和屋面板、屋架和柱體、柱體和基礎(chǔ)的連接穩(wěn)固性，完善整體鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能。需要格外強(qiáng)調(diào)的是，鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能與配置位置和支撐形式存在緊密聯(lián)系。為此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需全面考慮相關(guān)因素，盡可能的減小這些因素對鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，還要著重注意小規(guī)格的零構(gòu)件，以鉚釘為例，鉚釘?shù)倪B接性能在很大程度上決定了整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。為此，相關(guān)人員要根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇對應(yīng)規(guī)格和材質(zhì)的鉚釘[2]。

2.4 構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

為了優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有必要優(yōu)化構(gòu)件的截面，以降低鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本；對于復(fù)雜性較高的鋼結(jié)構(gòu)，必須嚴(yán)格對每個(gè)組件的截面進(jìn)行驗(yàn)算，尤其是節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)，這是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要的工作。在此過程中，需要分析等強(qiáng)設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)力問題。在設(shè)計(jì)中做好焊接，梁腹板和翼緣等板塊的設(shè)計(jì)工作。在進(jìn)行節(jié)點(diǎn)施工時(shí)，必須對焊接現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并嚴(yán)格按照相關(guān)要求對螺栓進(jìn)行安裝緊固，使得每項(xiàng)安裝工作可以有序進(jìn)行。

2.5 防腐設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，耐腐蝕性是設(shè)計(jì)師關(guān)注的重點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)師在對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對施工現(xiàn)場的環(huán)境采取相應(yīng)的措施，防止鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕。為了降低鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕的機(jī)率，可以通過在鋼結(jié)構(gòu)上施加耐腐蝕能力較強(qiáng)的材料或者涂層，從而提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐能力。目前，常用的防腐材料是防銹漆，而防銹漆具體的使用量是根據(jù)實(shí)際的建筑施工情況來定；另外，根據(jù)防腐設(shè)計(jì)的維保方式選擇半永久或者永久性的涂裝方式。

2.6 防火設(shè)計(jì)要點(diǎn)

防火設(shè)計(jì)也是鋼結(jié)構(gòu)建筑中的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，因此，在材料的選擇上，必須使用防火耐火性較高的材料。目前，在建筑項(xiàng)目中，必須根據(jù)建筑的防火要求以及等級來選擇相應(yīng)的防火材料。在選擇材料時(shí)，由于涂層較厚、粘性較高的材料，它的防火、耐火性能比較好，因此是非常不錯的選擇。但在鋼結(jié)構(gòu)阻燃材料的選擇中，如果較厚的材料無法達(dá)到阻燃標(biāo)準(zhǔn)，則可以在此階段選擇相對薄一點(diǎn)的耐火材料，特別是要對吊頂材料做好阻燃和防銹處理。在鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)中，防火標(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)等級作為重要的參考標(biāo)準(zhǔn)，它可以最大限度提高鋼結(jié)構(gòu)的防火水平。另外，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)以穩(wěn)定對稱為主，盡量在設(shè)計(jì)中避免結(jié)構(gòu)扭曲，通過上下貫通的方法使得鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和連貫性得到保障。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用L形或T形的設(shè)計(jì)方式，可以確保鋼結(jié)構(gòu)的作用完全發(fā)揮出來，鋼結(jié)構(gòu)的位置如果是在結(jié)構(gòu)外圍，則可以使得建筑物的抗扭曲能力和抗變形能力達(dá)到最佳[3]。

3 結(jié)語

總體而言，在建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)占有非常重要的位置，它的穩(wěn)定性和強(qiáng)度直接關(guān)系著建筑項(xiàng)目的整體質(zhì)量。因此，相關(guān)企業(yè)必須在建筑工程的建設(shè)中，不斷優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，并加大對鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)力度，從而使得鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性以及質(zhì)量得到提高。