關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析

馬翔+張莉娟+李越之

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，特別是在高層建筑方面更是無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家相比。鋼結(jié)構(gòu)工程之所以能夠受到重視，是因?yàn)槠浔旧砭哂歇?dú)有的優(yōu)越特性，因而在領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。雖然它的發(fā)展在短時(shí)間內(nèi)取得了喜人的成就，但是鋼結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)仍然缺乏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論知識(shí)，設(shè)計(jì)方面的積累也顯得比較薄弱，造成了一些問(wèn)題的發(fā)生。本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行概述，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行解析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)工程；設(shè)計(jì)；解析

鋼結(jié)構(gòu)工程本身的發(fā)展歷史已經(jīng)超過(guò)100年，它在建筑行業(yè)的應(yīng)用中表現(xiàn)出諸多的優(yōu)越特性，因而受到了相關(guān)業(yè)者的重視。但是它在我國(guó)的發(fā)展以及應(yīng)用歷程時(shí)間較短，因而出現(xiàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)缺乏的狀況，出現(xiàn)了很多需要解決的弊端。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行處理的目標(biāo)，有關(guān)的部門(mén)和工作人員已經(jīng)開(kāi)始了探索過(guò)程。

1 鋼結(jié)構(gòu)工程概述

鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的時(shí)間已經(jīng)超過(guò)100年，隨著在發(fā)展過(guò)程中的不斷完善和優(yōu)化，它具備了性能表現(xiàn)好、自身重量輕、施工完成時(shí)間短以及作業(yè)輕度低等優(yōu)點(diǎn)。由于以上特性，它在發(fā)展進(jìn)程中得到了廣泛的應(yīng)用，并受到了行業(yè)人員的重視。雖然如此，但是它在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間非常有限，特別是在高層建筑方面，更是歷程較短，發(fā)展情況根本無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，也出現(xiàn)了設(shè)計(jì)理論知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)的頻發(fā)，導(dǎo)致了諸多問(wèn)題的出現(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)工程要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的發(fā)展，就必須對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行重視。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容解析

2.1 設(shè)計(jì)方式層面

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑，我國(guó)的設(shè)計(jì)程序一般都是有固定模式的：首先要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件內(nèi)力進(jìn)行測(cè)算，這個(gè)過(guò)程中需要彈性方法作為測(cè)算工具。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其內(nèi)部的組成部分都必須能夠承受高強(qiáng)度的負(fù)荷，因此必須對(duì)其最大承受能力進(jìn)行測(cè)試，此過(guò)程的測(cè)算方法為彈塑性方法。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)在承受的壓力達(dá)到最大承受范圍時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)形變的狀況，這種情況會(huì)出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的承受力集中而導(dǎo)致的力度過(guò)大，這個(gè)問(wèn)題在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)背景下，破壞了構(gòu)件的承載力的均勻分布，是其內(nèi)部出現(xiàn)了受力不平衡的狀況。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)體系方面

鋼結(jié)構(gòu)工程的層數(shù)以6層為分界線，當(dāng)其少于這個(gè)層數(shù)的時(shí)候，可以運(yùn)用可將-支撐的體系模式，當(dāng)然也可以采用框架體系。對(duì)于高于6層的狀況，在其體系方面可以采用框架-砼剪力墻，同時(shí)也可用框架支撐體系進(jìn)行代替。在框架柱方面，主要包括H型鋼柱以及鋼管和鋼柱混凝土柱。在少于6層的鋼結(jié)構(gòu)工程當(dāng)中，組合型鋼柱想駕馭H型鋼柱來(lái)說(shuō)，比較節(jié)省鋼材；鋼支撐在延性上大于剪力墻，如果在發(fā)生地震的情況下，且其震級(jí)較高，那么延性較高的在震感上比較輕微，延性不良的則會(huì)震力則會(huì)較大。從對(duì)抗較高震級(jí)的地震的角度來(lái)講，鋼支撐比砼剪力墻的表現(xiàn)要突出；其中的鋼框架-混凝土剪力墻系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面屬于混合類型，但是就目前的狀況來(lái)說(shuō)，對(duì)其在對(duì)抗地震方面的探索顯得有些不足，因而在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，必須經(jīng)過(guò)仔細(xì)考量之后，再進(jìn)行謹(jǐn)慎的選擇。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)樓板

樓板在荷載的擔(dān)負(fù)方向是縱向的，在擔(dān)負(fù)的過(guò)程中，會(huì)將荷載傳輸?shù)娇蚣苤校c此同時(shí)，也會(huì)使水平力傳遞到柱子上，因而樓板必須在強(qiáng)度、承載力上表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，在總體上也要表現(xiàn)出協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)理念。在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，還有很多需要重視的問(wèn)題，隔音就是其中的一個(gè)重點(diǎn)；在當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)工程之中，壓型鋼板組合樓板被應(yīng)用到較多。在地震頻發(fā)地區(qū)，且高震級(jí)的地震經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)于柱的設(shè)計(jì)，需要在柱子的周?chē)仓娩摻罟浚苊馑搅^(guò)高而對(duì)樓板造成破壞的情況。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在對(duì)反應(yīng)譜進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，地震記錄儀的構(gòu)造會(huì)對(duì)強(qiáng)震產(chǎn)生削弱效應(yīng)，這個(gè)時(shí)間限度是3秒，因此對(duì)于反應(yīng)譜進(jìn)行記錄的時(shí)候，其內(nèi)容并不能真實(shí)反應(yīng)現(xiàn)實(shí)狀況，為了解決這個(gè)問(wèn)題，建設(shè)部的工作人員就會(huì)對(duì)譜曲線進(jìn)行調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安全性的保證，以此對(duì)其抗震的性能進(jìn)行確保，但是對(duì)其可靠性的確認(rèn)需要更多的工作。

我國(guó)在鋼-砼結(jié)構(gòu)搞垮設(shè)計(jì)方面的探索活動(dòng)相對(duì)活躍，但是在高層鋼結(jié)構(gòu)方面的這類研究還是一片空白，要想解決這個(gè)問(wèn)題，就要在抗震設(shè)計(jì)的原則、指標(biāo)和方法上進(jìn)行鉆研。

2.5 鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)和支撐結(jié)構(gòu)

節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)工作在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作占有重要地位，對(duì)于此應(yīng)該在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研之前對(duì)節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行考量，之后對(duì)其設(shè)計(jì)形式進(jìn)行確認(rèn)。設(shè)計(jì)出的節(jié)點(diǎn)可能會(huì)與結(jié)構(gòu)建模中的節(jié)點(diǎn)的信息出現(xiàn)不對(duì)等的狀況，此類事項(xiàng)必須避免其出現(xiàn)。在做好以上工作的基礎(chǔ)上，在節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須對(duì)螺栓的安置問(wèn)題進(jìn)行解決，另外實(shí)際焊接問(wèn)題也需要關(guān)注。

焊接過(guò)程中，必須對(duì)作業(yè)的尺寸和形式進(jìn)行確定，使工作人員在工作的時(shí)候嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范。在使用焊條方面，應(yīng)該確保其能夠與所焊接的金屬材質(zhì)不排斥、焊接設(shè)計(jì)不可以對(duì)焊縫采取任意的擴(kuò)大行為。

2.6 鋼結(jié)構(gòu)選型

不同的鋼結(jié)構(gòu)都會(huì)有其特殊的地方，在這個(gè)過(guò)程開(kāi)始的進(jìn)程中，必須針對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行選擇。比如在輕型鋼結(jié)構(gòu)中，以其形式建設(shè)的工廠廠房，當(dāng)重型荷載或者移動(dòng)荷載出現(xiàn)的時(shí)候，就需要對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)用。在大雪頻發(fā)的地區(qū)，屋頂?shù)牧骶€設(shè)計(jì)應(yīng)該方便雪的自然滑落。而針對(duì)降水較多的地區(qū)，其處理方式與降雪較大的地區(qū)是相同的。在條件許可的情形下，如果將支承安排在框架之內(nèi)會(huì)起到節(jié)省成本的作用；屋頂?shù)目缍缺憩F(xiàn)出較大的跨越的時(shí)候，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行考量的時(shí)候，主要的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該選擇懸索或著索膜。

3 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大背景下，鋼結(jié)構(gòu)本身也產(chǎn)生了可喜的變化，在建筑行業(yè)中的應(yīng)用地位受到了廣泛的重視。而且這種發(fā)展程度相較于以前來(lái)說(shuō)是具有飛躍性的。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該堅(jiān)持讓自己的思想隨著現(xiàn)實(shí)的變化而靈活地適應(yīng)當(dāng)前的局面，為其順利發(fā)展作出貢獻(xiàn)。本文對(duì)鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行概述，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行解析。

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