關于民建鋼結構建筑結構設計研究

【摘要】隨著我國建筑技術的不斷提升，鋼結構越來越多的應用于民用建筑之中。但是在我國民間鋼結構建筑的結構設計仍然存在著諸多不足，提升鋼結構建筑的設計水平對民用建筑應用鋼結構有著重要作用。本文將對鋼結構建筑結構設計存在的問題及其解決方法進行分析。

【關鍵字】鋼結構建筑；結構設計；民用建筑

引言：鋼結構目前在建筑中廣泛應用，但是我國與發達國家相比仍然有著較大的差距。如何完善鋼結構在建筑機構設計中存在的問題始終是困擾我國建筑結構設計相關專家的重要研究課題。

1.鋼結構設計建筑在我國應用的現狀

我國鋼結構設計技術與發達國家相比起步較晚，上海國際飯店是我國最早的鋼結構建筑。建國后，鋼結構建筑主要應用于鋼架和網殼結構的搭建之中。隨著我國經濟和建筑技術水平的提升，在二十世紀九十年代后，我國鋼鐵產量大幅提升，鋼結構建筑開始在建筑中廣泛應用。我國各省市在新時期相繼建設了一大批大型鋼結構建筑，為城市經濟和市容市貌增添了無限風采。在鋼結構應用于大型高層建筑的同時，輕鋼結構的住宅建筑也投入到試用和建設之中，民宅中應用鋼結構已經成為經濟和時代發展的趨勢[1]。

2.民建鋼結構建筑結構設計存在的問題

民用建筑中應用鋼結構已經成為發展趨勢，這對于提升我國民用建筑質量有著重要作用。但是在發展和建設中也出現了一些問題，影響了民用建筑應用鋼結構設計。

2.1建筑設計質量下降

民用鋼結構建筑得到重視，并不斷發展，隨之而來的就是大量的民用鋼結構設計任務放在了建筑設計人員的身上。由于鋼結構建筑與傳統建筑相比優勢明顯，商務民用各類建筑層出不窮，這給鋼結構建筑設計工作人員增加了巨大的工作量。通常建筑設計工作都是由正規設計院來進行，但是由于設計工作任務量巨大，部分任務有設計院以外包的方式交給其他單位。這樣一來，建筑設計質量將難以得到保證，對建筑產生安全隱患。

2.2設計人員設計能力參差不齊

由于民用鋼結構設計起步較晚，一些結構設計工作人員難以適應民用鋼結構設計工作要求，由于設計工作任務的大量增加，這些能力有待提升的設計人員過早的參與設計工作，對設計質量將產生不利影響。另外，實際施工建設人員在建設能力素質上也存在著欠缺，有待于進一步提高。

2.3設計方案專業度不足

設計任務重，設計部門和承接單位間又難以形成良好的溝通，設計技術專業人員相對缺乏，直接導致建筑結構設計方案設計深度不足，難以完成設計要求。在實際設計工作中，數值計算必須達到精確無誤，鋼結構建筑的基底剪力和底部總彎矩值的選取對鋼結構構件驗算有著重要影響，一旦出現失誤將會導致重大事故。鋼結構建筑設計中柱腳設計工作常常產生失誤，民用建筑的柱腳設計多用外露式設計類型，建筑底板的彈性變形力決定了柱腳剛度大小。結構中底板出現問題或產生變形，將會使建筑中的鋼結構整體發生變形，進行結構設計時對建筑結構承擔的內力分析計算不明確，沒有為結構位移角預留數值，將不利于建筑強度和變形力的提升[2]。一旦建筑面臨地震，建筑結構內柱腳節點承載力不足將難以應對一般的地震，產生人員傷亡和經濟損失。

由于我國鋼結構建筑設計學科發展普及不到位，部分結構設計人員對民用鋼結構設計概念和專業知識存在漏洞和偏差。民用輕型鋼結構建筑結構承載相對承受壓力較小，從專業角度來看，輕型鋼結構是不能因為其自重力的減輕而降低結構制定的承載標準。在實際中，部分設計人員認為輕型鋼結構擁有較輕的自重力，而降低建筑承載標準，這種觀念存在概念性偏差，影響建筑安全。另外一些設計人員為了快速提高自身的專業設計能力，學習國外先進的設計理念和知識，一些設計工作人員對國外充滿創意的設計方案推崇至極。學習國外先進經驗和方法對提升自身能力有著良好的作用，但是在學習的過程中，有的設計人員生搬硬套，對設計方法不加理解，生硬的在設計工作中使用國外的方法，結果不但未能順利完成設計工作，還浪費了大量的資源。國外建筑設計理論先進有著完善的體系，另外國外建筑施工水平和疑難問題的處理能力都較我國更強，生硬使用國外設計方案，不結合實際情況，對設計工作百害而無一利。

3.改進措施

3.1建立完善的設計管理制度

鋼結構設計與其他建筑結構設計工作不同，鋼結構設計對設計精密性和專業性的要求極高。因此，相關部門應建立完善的建筑結構設計管理制度。對設計方案單位的專業能力進行評估，對方案進行跟蹤監督，要求設計方案承接單位能夠保質保量的完成建筑結構設計工作。設計單位和部門要制定設計人員職業道德規范，對設計人員的工作進行規范，設立完善的設計人員獎懲機制，將設計人員的薪資和方案完成質量直接掛鉤，提升結構設計方案的質量[3]。

3.2設計方案應加強與實際的聯系

建筑結構設計方案工作不是孤立的，建筑結構設計人員進行方案設計時要將實際施工條件和施工地點等諸多實際因素考慮到設計工作之中。建筑結構方案設計首先要考慮到建筑的實際功用，在鋼結構建筑結構設計的原則之上融入民用的具體需求，充分發揮鋼材在建筑結構中的獨特優勢。在保障實際功用和質量的前提下，適當加入個人創意，滿足客戶需求。鋼結構材質易受熱，一旦建筑發生火災，建筑內部的鋼結構將會受熱升溫，當溫度達到五百攝氏度后，鋼材將會出現融化情況引起建筑坍塌的嚴重后果，因此，設計方案要考慮到諸多現實因素和實際制約條件，注重結構的合理性，增強建筑的安全質量，才能完成完美的鋼結構民用建筑結構設計方案。

3.3注重設計專業度

鋼結構建筑自重輕、強度高、對環境污染少并能夠降低建筑造價，鋼結構建筑具有諸多好處，但同樣，鋼結構也有著其劣勢。利用專業的方法來規避鋼結構的弊端和缺點，能夠實現建筑質量的提升。

鋼結構建筑最大的弊端就是鋼材易受腐蝕。鋼結構在空氣中暴露時間過長會導致腐蝕，將會影響鋼結構的使用壽命。通常為了防止鋼材出現腐蝕，常會將防腐涂料涂在鋼結構表面，起到抗腐蝕的作用。涂抹抗腐涂料時施工人員要按照國家規定進行涂抹，保證涂抹厚度，起到有效的防腐作用，保護建筑鋼結構的安全，增加鋼結構使用壽命。

結論：鋼結構在我國得到廣泛的應用，在發展和應用的過程中，必定會遇到挫折和困難。需要我國相關學者和從業人員共同努力，使我國鋼結構建筑工程能夠適應時代發展和實際需要。

參考文獻：

[1]蘇健.高層結構體系彈性整體穩定性研究[D].浙江大學，2012.

[2]董可.地震作用下鋼框架結構的動力性狀研究[D].中國礦業大學（北京），2013.

[3]喬牧.火災下建筑結構構件時變可靠性分析[D].哈爾濱工程大學，2011.