鋼結構設計的常見問題及其合理化建議

龍俊柏

摘 要：鋼結構是建筑結構設計施工中常見的類型，這種結構自重輕，穩定性較高，綠色環保，而且安裝操作較為簡單，具有良好的抗震效果。鋼結構與傳統混凝土結構相比，其施工周期比較短，材料的可回收利用性較高，而且對周圍的環境污染比較小，跨度大、構件成型方便，適合各種建筑造型，其優良的特性得到了建筑設計人員的青睞，在建筑行業中有著良好的發展空間以及較廣應用范圍。本文結合我國建筑行業的發展現狀，對鋼結構設計中常見的問題進行了介紹，并結合筆者自身的經驗，提出了幾點合理化建議，以供相關人士參考與借鑒。

關鍵詞：鋼結構；設計；問題；建議；質量

隨著人們對建筑物需求量的增大，建筑行業發展越來越好，人們的經濟收入得到較大提升后，對建筑質量以及安全也提出了更高的要求。傳統的建筑結構多為混凝土類型，隨著科技技術的不斷發展，建筑結構設計類型也越來越豐富，其中，鋼結構的設計應用比較廣泛，鋼結構設計有著較多優勢，其自重比較輕，有著較好的抗震性，而且提高建筑的安全性，可以很好的滿足大眾的需求。鋼結構建筑在設計的過程中，也存在一些問題，其設計的質量比較容易受到外界因素的影響，如果施工工藝流程存在漏洞或者施工人員操作不夠規范，都會降低鋼結構建筑的質量。

1 鋼結構設計中存在的問題

1.1 設計深度不夠

我國建筑企業很多，但是發展并不均衡，有的建筑企業規模比較小，人員配備也不全，而且企業中設計人員的技術水平并不高，有的設計人員可能是剛剛畢業的學生，雖然掌握了專業知識，但是缺乏實際的工作經驗，在對鋼結構建筑進行設計時，一味的照搬，忽視了對工程重點環節的審核以及檢測，也忽視了節點設計。有的施工單位設計的圖紙，構件布置較為單一，而且整個設計都是焊接節點，對節點的構造不夠合理，使得鋼結構在施工的過程中，存在較大的安全隱患。也有的設計人員，在設計時缺乏創新性，沒有做到因地制宜，使得設計方案缺乏可行性，如果施工人員按照這樣的圖紙進行施工，則會存在安全隱患、降低建筑的質量以及安全性。所以，鋼結構設計深度不夠，是影響設計質量的重要因素，建筑行業的設計人員，一定要努力提高自身的技術，提高設計的深度，這樣才能保證建筑工程各項工作的順利進行。

1.2 設計質量呈現下降趨勢

在我國建筑市場中，由于缺乏統一的監管體制，所以企業中設計部門的管理比較混亂，這不利于提高設計人員的設計水平。建筑企業中，如果缺乏有效的管理機制，則無法對工作人員起到管理與約束的作用。建筑企業的管理人員，在制定管理制度時，需要參照我國相關的法律法規，這樣有助于促進企業更好的發展。在建筑行業中，鋼結構的發展比較快，但是有的設計人員卻缺乏對這一結構的了解，而且缺乏設計經驗，有的企業甚至將鋼結構設計推給別的單位，這不利于提高設計的質量。鋼結構設計需要結合工程的實際情況，還要結合企業的經濟效益，對投入成本進行調整，如果企業的負責人沒有承擔相應的責任，則不利于企業制定出完善的管理體系，還會大大降低鋼結構的設計質量。

1.3 設計方案與實際情況有較大差異

在我國建筑行業中，有的設計人員思路比較古板，設計理念也比較落后，一味的照搬，使得設計盲目性比較強。也有的建筑企業，為了提高企業的經濟效益，一味的降低成本，而且存在偷工減料的現象，這也使得設計方案與實際施工差距比較大。一方面，有些設計人員只顧埋頭設計，只照著自己的想法想怎么做就怎么做，不考慮施工難度和結構是否合理的問題，造成了設計缺陷。另一方面，設計者有時候過分追求高標準，造成設計過分保守，安全系數過高，但實際情況卻用不到那么高。所以，設計師既不要冒進超前，也不要封閉保守，要切合實際情況。

2 鋼結構設計的合理優化建議

2.1 做好鋼結構設計的深化工作

在鋼結構設計中，除了要考慮結構的整體穩定外，還需要考慮單個鋼構件的變形限制值和自身穩定，鋼結構因其材料強度高，塑性和韌性好，構件截面一般肢寬壁薄，屬于長細構件，所以，在設計中，鋼結構截面尺寸的選定，往往不只是由材料的計算強度所決定，而是由結構的變形、穩定性、或疲勞強度來控制的，這一認識在鋼結構設計中必須要建立，在地震區、沿海風作用大的特殊地區，在優化鋼結構工程設計時，往往風荷載起控制作用，對殼體結構或大跨度異型結構，尤其要注意整體結構的體型系數取值、結構體系的穩定性及風荷載標準值的取值；設計人員對于大型異型鋼結構的設計不只是計算和繪圖這么簡單，還需要考慮工程實際情況（施工場地、構件的加工、運輸、吊裝等施工方案），對自己的設計圖紙進行必要的優化調整。鋼結構構件大部分是在加工廠就完成制作，施工現場只是完成拼裝工作，應該結合施工方案進行驗算、深化，保證工程在按照質量、進度控制下，順利的施工是設計人員的第一要務。

工程的整體設計方案確定之后，建立完善的結構受力體系是結構設計的首要工作，這在鋼結構工程設計中尤為重要，鋼結構多為桿系結構，因鋼材強度高，桿件截面尺寸較小、剛度較差，多數采用工廠化生產，現場組裝，構件間相互約束作用也較小，因此要求支撐布置完善合理，節點連接構造可靠，運輸途中補強到位等等，才能保證整個結構受力體系的穩定。

2.2 加強建筑鋼結構的細部設計

建筑鋼結構設計的復雜化與精致度要求越高，對細部設計的要求也越高，因為細部設計決定一個地方最終是否得到確認及其優良的質量，在現代建筑鋼結構中，各種金屬結構桿件，連接金屬桿件的節點細部，常常暴露在外，使整體建筑物帶有強烈的科技感，值得提倡。鋼結構用的鋼材在空氣環境下形成電化學反映，會加速鋼材的腐蝕生銹。目前鋼結構工程普遍采用涂刷油漆的方式來達到保護鋼結構不生銹的目的，油漆一般需要涂刷：底漆、中間漆、面漆，油漆顏可根據建筑需要進行調色油漆干膜厚度一般在125微米-150微米之間。對于鋼構件的防火要求，普遍采用涂刷防火漆的做法，防火漆一般分為：厚涂型、薄涂型、超薄型等。

2.3 提高鋼結構設計的可行性

在各種類型的鋼結構設計施工中，都會遇到穩定問題（特別是構件局部失穩和節點失穩），鋼結構中的穩定問題也是鋼結構設計中有待解決的主要問題，一旦出現鋼結構的失穩事故，不但對經濟造成嚴重的損失，甚至會造成人員的傷亡，這方面的教訓也很多，所以我們在鋼結構設計中，一定要把好這一關，目前，鋼結構中出現的失穩事故大多是由于設計者的經驗不足，對結構及構件的穩定性能不夠清楚，對如何保證結構穩定缺少明確的認識，造成結構設計中出現不應有的薄弱部位，因此，在設計中明確鋼結構穩定的基本理論，才能更好地解決鋼結構的穩定問題。

結束語

綜上所述，鋼結構是建筑施工中性能比較強的建筑類型，其具有較多的優勢，比如自重輕、強度高、穩定性強等等。鋼結構的建筑在地震作用下，受到的損壞比較小，這也提高了建筑使用的安全性，可以很好的滿足業主對建筑質量的要求。鋼結構建筑在設計的過程中，比較容易受到外界因素的影響，為了提高設計的質量，設計人員一定要具有創新以及與時俱進的精神，根據工程實際情況以及環境等因素的影響，不斷的改進與優化設計方案，這樣才能促進鋼結構更好的推廣與發展，才能有效提高我國建筑的安全性。■

參考文獻

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