民用高層建筑鋼結構設計中的常見問題

許春龍

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714101

摘要：隨著我國經濟社會的不斷發展，人民的生活水平不斷提高。特別是在經濟結構調整和發展方式轉型升級的新形勢下，建筑行業的發展也突飛猛進，民用高層建筑越來越多的呈現出來，受到人民群眾的喜愛。我國建筑行業發展的新趨勢和群眾的新期盼，對高層建筑的建設設計提出了新的挑戰，對鋼結構設計的要求更高。本文針對民用高層建筑和民用高層建筑鋼結構設計的現狀，對民用高層建筑鋼結構設計中的問題進行研究探索，并為加強民用高層建筑鋼結構設計提出建議打下基礎，希望對我國民用高層建筑領域的發展、推進新形勢下經濟社會民生發展和民生改善有所裨益。

關鍵詞：民用高層建筑；鋼結構設計；常見問題

隨著我國經濟發展水平的迅速提升，改革開放以來，我國建筑行業迅速發展，為我國建設、經濟和社會發展做出很大貢獻。民用高層建筑在我國起步較晚，但是奮起直追，與發達國家的差距不斷縮小。民用高層建筑鋼結構設計難度大、技術要求高，必須高度重視。通過研究民用高層建筑鋼結構設計中的問題，采取針對性的措施，增加民用高層建筑的建筑質量和使用壽命，可以為提高建筑行業建設設計水平、改善居民生活水平，為我國建筑技術的發展提高做出很大的成績。

1 民用高層建筑鋼結構設計概述

隨著我國經濟水平的迅速提高，城市化進程不斷加快，城市中的高層建筑逐漸增多。其中的民用高層建筑不光突出了城市的現代感，還滿足了人民群眾的居住等必要需求。民用高層建筑的建設，鋼結構是較好的載體。在民用高層建筑中運用鋼結構，不僅增加民用高層建筑的美觀性，而且增加了民用高層建筑的穩定性和牢固性。同時，在民用高層建筑的建設施工中，鋼結構的所用材料可以實現在施工現場的拼裝和組建，大大提高了民用高層建筑的施工效率。總的說來，民用高層建筑中采用鋼結構有強度高、重量輕、延性好、抗震性強、材質均勻、可靠性強等優勢。與其他建筑材料相比，鋼結構中鋼材料的密度是最小的，既能夠承受較大的重量，在跨度和載重相當的情況下，鋼結構的自身重量僅僅是鋼筋混凝土結構的 約三成。鋼結構自重較輕也便于運輸和高層建筑施工中的安裝，更加適合用于民用高層建筑中。同時，鋼材料的質地非常均勻，從承重和力學性能上都是比較均勻的，適合民用高層建筑的力學構造，有利于民用高層建筑的穩定與牢固。在民用高層建筑中，隨著建筑物的高度 的增加，會給高層建筑的主結構產生位移影響。采用鋼結構可以將位移和建筑物變形控制在合理范圍以內。而且由于鋼結構的良好延伸性和柔韌性，它的物理力學彈性較好，可以滿足抗震設計的較高要求，抵抗一定程度內的地震反應，具有較好的抗變形能力，有利于民用高層建筑在地震等自然災害中的堅固和防止倒塌帶來的生命財產損失。

在民用高層建筑中使用鋼結構，由于鋼材價格比較便宜，市場競爭充分，性價比非常高，可以降低民用高層建筑的施工成本。同時，鋼結構的操作技術比較成熟，比較方便操作和使用。鋼結構的工業化程度比較高，可以通過專業的鋼結構工廠快速制成，實現機械化大批量低成本的高效生產，能夠滿足現代建筑行業生產效率高、速度快的特點，較好地達到民用高層建筑的建設工期要求。鋼結構的可焊性較強，塑型能力突出，可以適應民用高層建筑比較復雜的結構體系，鋼結構的焊接過程簡單，為民用高層建筑中的鋼結構設計和施工提供一定的便利。[1]

2 民用高層建筑鋼結構設計常見問題分析

針對上文筆者分析的民用高層建筑中運用鋼結構設計的優勢，筆者認真調研了民用高層建筑中運用鋼結構設計的現狀，分析民用高層建筑中運用鋼結構設計的常見問題，為下一步采取針對性措施強化民用高層建筑中運用鋼結構設計，提高民用高層建筑中運用鋼結構設計水平，提供堅實的基礎和問題導向。

1）民用高層建筑鋼結構的設計工作人員的總體水平較低。

由于民用高層建筑和鋼結構設計在我國發展的時間不長，實踐經驗不足，具有豐富民用高層建筑鋼結構的設計理論基礎和實踐經驗的設計工作人員非常缺乏，無法滿足我國民用高層建筑鋼結構的設計的需求。現在從事民用高層建筑鋼結構的設計工作人員中，真正相關設計和工程專業的工作人員較少，受過民用高層建筑鋼結構的設計相關培訓的不多，他們有些沒有獨立進行過民用高層建筑鋼結構的設計工作，缺乏實踐經驗，根本無法保證的民用高層建筑鋼結構的設計質量。在民用高層建筑鋼結構的設計工作中，對細小具體的細節問題注意不到、處理不到位，設計方案不優化，無法在設計理念、設計成本、設計嚴謹性和設計模型等方面滿足民用高層建筑鋼結構設計的需求，經常會出現一些設計漏洞，影響建設投標、材料采購和建筑施工的質量和進度。

2）民用高層建筑鋼結構的設計考慮不夠全面。

民用高層建筑的鋼結構的設計關系到民用高層建筑的施工、維護和使用，而且關系到人民群眾的生命財產安全，其重要意義不言而喻。民用高層建筑的鋼結構非常復雜精細，涉及到的因素非常多，必須在設計中做到面面俱到。民用高層建筑的鋼結構中的各種梁梁之間、梁柱之間、柱柱之間的節點和柱頭、柱腳等節點處的結構非常復雜，容易出現設計失誤，必須高度重視，防止建筑施工中的一些問題的出現。比如，在民用高層建筑的鋼結構的設計中沒有充分考慮高層風力的作用規律，沒有充分考慮民用高層建筑防火、防震、防雷等等要求，非常容易造成在不良天氣條件下民用高層建筑的整體鋼結構出現無法保持穩定等情況，產生極大的安全風險。 [2]

3）民用高層建筑鋼結構的設計忽視自然力量的長期影響。

民用高層建筑的使用年限非常長，暴露于各種自然條件下的時間較長，在民用高層建筑鋼結構的設計中，必須重視長期的自然力量的作用。民用高層建筑鋼結構長期暴露于自然環境之下，受到雨雪等自然條件的影響，容易造成鋼構件生銹，使建筑物脆性增加，承重能力下降，產生非常嚴重的質量安全隱患。在進行民用高層建筑鋼結構設計的過程中，沒有經驗的設計人員經常將自然力量的長期影響忽視掉，從而導致設計失誤，致使在民用高層建筑的建設施工中沒有采取相應的措施強化鋼結構的耐自然腐蝕等性能，造成民用高層建筑鋼結構壽命的減少，為民用高層建筑長久安全使用埋下了隱患。

3 結語

綜上所述，民用高層建筑鋼結構的使用是建筑行業的大勢所趨，其與國計民生緊密相關，使我們的生活更加便捷美好。鋼結構在民用高層建筑中能發輝巨大的作用，應該推廣使用，研究更多的運用場景。通過分析民用高層建筑鋼結構設計存在的設計工作人員的總體水平較低、民用高層建筑鋼結構的設計考慮不夠全面和民用高層建筑鋼結構的設計忽視自然力量的長期影響等等問題，為下一步強化民用高層建筑鋼結構的使用，為民用高層建筑的更好的建設使用、為我國建筑行業的蓬勃發展，最終為我國經濟社會的發展和民生改善做出貢獻。

參考文獻：

[1]申曉南.關于民用高層建筑鋼結構設計中的常見問題研究.城市建筑，2015年第27期.

[2]童豐青.民用高層建筑鋼結構設計中的常見問題分析.全文版：工程技術，2016年第6期.