鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)中常見要點(diǎn)分析

侯玉國

沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司 遼寧沈陽 110027

1 鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)勢

（1）可以實(shí)現(xiàn)房屋構(gòu)建的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)，有效降低建筑施工成本；通過鋼結(jié)構(gòu)房屋的工業(yè)化生產(chǎn)，可以有效減少施工現(xiàn)場的濕操作，滿足環(huán)保施工的要求。

（2）與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑體系重量僅為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，通過鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)，能夠大大降低基礎(chǔ)造價(jià)，減少施工成本。

（3）鋼結(jié)構(gòu)房屋體系具有施工工期短的特點(diǎn)，與其他傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系相比整體的施工時(shí)間縮短近1/3，施工時(shí)間的縮短，可以為建筑企業(yè)減少投資周期，加快資金周轉(zhuǎn)速度，提高投資效率。

（4）建筑達(dá)到使用壽命后拆除的大部分材料都可以回收利用，減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，滿足綠色環(huán)保建筑的要求[1]。

2 鋼材建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見缺陷

2.1 地基設(shè)計(jì)缺陷

通過對鋼結(jié)構(gòu)工程的實(shí)例分析，大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)工程往往存在不合理的地基設(shè)計(jì)缺陷。大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)是根據(jù)周圍建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。因此在地基設(shè)計(jì)過程中，極易出現(xiàn)地基不合格現(xiàn)象，給房屋帶來安全隱患

2.2 整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷

總的來說，鋼框架的缺陷主要分為承重柱截面高度設(shè)計(jì)不合理和縱向框架設(shè)計(jì)不合理兩種情況。在鋼結(jié)構(gòu)中，縱向框架與水平框架起著同樣的作用，但大多數(shù)設(shè)計(jì)師往往低估了縱向框架的重要性，從而導(dǎo)致了建筑的結(jié)構(gòu)誤差，影響了建筑的質(zhì)量。

2.3 材料結(jié)構(gòu)缺陷

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮鋼結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定、承載力、變形接受能力等多方面的因素，但在當(dāng)前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況來看，一些設(shè)計(jì)師往往忽略了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致建筑的使用年限縮短，甚至在使用過程中存在安全隱患。鋼結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)和材料的穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)中必須考慮的問題[2]。

2.4 技術(shù)應(yīng)用缺陷

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用水平具有較高的要求，不同的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)軟件選擇對實(shí)際設(shè)計(jì)效果具有直接性的影響，進(jìn)而會(huì)對施工質(zhì)量和成本控制等造成直接性的影響。在現(xiàn)代施工技術(shù)發(fā)展不斷深化的背景下，裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用水平不斷提升，BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)流程中所起到的作用也更加明顯 。

3 鋼材結(jié)構(gòu)房屋建筑常見要點(diǎn)分析

3.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)水平

在檢驗(yàn)過程嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，采用分析方法，使設(shè)計(jì)檢驗(yàn)值與實(shí)際值誤差達(dá)到最小，提高建筑物的安全性能。這就要求設(shè)計(jì)人員在日常工作開展過程中，不僅要能夠做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，還應(yīng)當(dāng)不斷加大自身理論學(xué)習(xí)力度，及時(shí)掌握新型設(shè)計(jì)技術(shù)，為提升整體設(shè)計(jì)水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 加強(qiáng)建筑上層部分設(shè)計(jì)

在大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑中，通常采用框架抗震墻結(jié)構(gòu)，因?yàn)榭拐饓Φ牟贾没騿我粍偠瓤刂品秶嬖趩栴}，導(dǎo)致梁、板或其他構(gòu)件的設(shè)計(jì)偏差。同時(shí)，抗震墻梁、柱的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)做大方小的建筑原則進(jìn)行。在進(jìn)行這部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對鋼結(jié)構(gòu)上層部分的使用環(huán)境有所了解，盡量避免由于設(shè)計(jì)和材料選擇不當(dāng)?shù)确矫嬉蛩卦斐墒┕きh(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。

3.3 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)防護(hù)性設(shè)計(jì)

大多數(shù)設(shè)計(jì)師都過于注重鋼結(jié)構(gòu)的硬度和抗壓性，忽視了對耐腐蝕和耐熱性的重視，而鋼的耐腐蝕和耐熱性缺少明確的指標(biāo)。因此，有關(guān)主要部門應(yīng)重視鋼的耐蝕性和耐熱性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，出臺(tái)明確的相關(guān)指標(biāo)，明確鋼材的材質(zhì)規(guī)格，還應(yīng)提高建筑設(shè)計(jì)過程中對材質(zhì)防護(hù)性的重視。

3.4 加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)抗震能力

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑本身材質(zhì)就較為堅(jiān)固，具有一定的抗震能力，但由于其不同于普通混凝土住宅，鋼結(jié)構(gòu)建筑對抗震等級沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，所以在這種情況下，有必要在建筑設(shè)計(jì)過程中對引發(fā)地震災(zāi)害的因素做一個(gè)全面分析，演算出合適的抗震數(shù)據(jù)，并基于此做出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高房屋建筑的抗震能力[3]。

3.5 承重墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑的平面結(jié)構(gòu)通常是矩形的，為了確保建筑物的地震強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)建筑的結(jié)構(gòu)時(shí)，其縱向剛度應(yīng)大于橫向剛度、橫墻的數(shù)量必須符合要求，并使橫墻用于承重和阻隔墻體。另外，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)使用一定時(shí)間后，如果懸臂梁發(fā)生變形，則應(yīng)將構(gòu)造柱置于懸臂梁的一端，保證各層之間能夠通過構(gòu)造柱連接，解決建筑承重問題。

3.6 鋼材的材質(zhì)的選用

設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在相應(yīng)的文件中注明材料和焊接材料的質(zhì)量等級。確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼材應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、冷彎強(qiáng)度、延伸率等。對于地震頻發(fā)的區(qū)域，應(yīng)特別注意鋼材的抗彎強(qiáng)度比與延伸率的數(shù)值是否符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，鋼材應(yīng)具有明顯的屈服步長，除具有良好的沖擊韌性和焊接性外，結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有足夠的抗彎強(qiáng)度。

3.7 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定

設(shè)計(jì)近年來，我國在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)方面取得了較大的進(jìn)步，但在彎矩和軸力的耦合效應(yīng)、預(yù)張拉體系等方面仍有許多問題需要改進(jìn)。具體為以下幾點(diǎn)：首先在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼模型中，梁柱單元已成為主流的研究工具。

3.8 壓型鋼板拉條的設(shè)置

壓型鋼板拉條設(shè)置設(shè)計(jì)對于鋼結(jié)構(gòu)房屋的整體穩(wěn)定性具有重要影響，在檁條的使用和構(gòu)建過程中，在檁條之間設(shè)置支撐，起到橫向支點(diǎn)的作用，減少檁條的橫向變形和扭轉(zhuǎn)，從而保證線檁條的橫向穩(wěn)定性[4]。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)住體系在民用建筑中的使用相較于其他結(jié)構(gòu)體系具有獨(dú)特的優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)房屋通用系統(tǒng)具有重量輕、布局靈活、工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量生產(chǎn)、施工周期短等特點(diǎn)。加大對鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析，提升鋼結(jié)構(gòu)房屋使用水平，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，做好鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析，對于鋼結(jié)構(gòu)房屋行業(yè)整體發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用。