淺析民用建筑鋼結構及設計中的難點

鐘亞曦

（江西省建筑設計研究總院，江西 南昌 330000）

1 民用建筑鋼結構設計的優勢

鋼結構設計在民用建筑中的應用有著非常明顯的優勢，其主要體現在以下幾方面：第一，鋼結構的塑性、韌性都非常好，在經過設計師的合理設計之后，鋼結構會有非常好的抗震性能，能夠提高民用建筑的整體抗震效果，做到“大震不倒、小震不壞”，保證建筑使用壽命的同時也能夠為人們的財產和生命安全提供保障。第二，由于鋼材具有非常好的性能，具有一定的藝術美感，因此，可以滿足設計師的創造需求和用戶對建筑美觀度的需求，形成造型新穎別致的建筑。第三，鋼材屬于一種環保且節能的產品化材料，與我國當前時代倡導的節能環保理念相符，符合時代發展的潮流，受到建筑部門的重視，因此，鋼結構在民用建筑中將會實現加速發展的勢態。

2 民用建筑鋼結構設計中的難點問題及建議

雖然建筑行業已經開始大力倡導在民用建筑中使用鋼結構，但是受到內外因素的影響，使得民用建筑鋼結構設計中存在著一定的難點問題，其主要表現在：

2.1 結構選型與布置的難點及建議

在民用建筑鋼結構設計中，結構選型與布置存在著一定的問題。如：部分建筑設計師沒有根據實際情況選擇合適的結構類型，也沒有對其進行合理的布置，導致出現了細微的偏差，這種偏差將會對建筑的穩定性產生直接影響。此外，一些超限工程的出現也大大超出了我國相關規定的要求，加大了鋼結構設計的難度，這種建筑很容易產生結構變形而影響了建筑的正常使用。

針對上述問題，可以從以下幾方面進行改善：第一，結構高度控制。在鋼結構高度的選擇上，應當要重點分析超高層民用建筑工程的基本特點，并根據相關建筑規范與要求，做好各項鋼結構設計參數的控制，使其能夠達到安全指標和設計要求。第二，結構選型。民用建筑鋼結構選型是十分嚴格的，不僅要從實際情況出發，同時也要考慮到經濟型原則，選擇合適的鋼結構類型。如：在高層民用建筑鋼結構設計中，經常采用鋼筋混凝土組合結構，而不是單純地考慮到經濟性而選擇不利于抗震的核心筒+框架的形式。第三，結構布置。在結構布置的過程中，平面布置應當要遵循簡單原則，以最基礎的結構形式來對抗地震作用產生的扭轉和震動。豎向布置應當要基于經濟性原則，適當控制結構體系的最大適用高度和寬度，如：框架體系最大高度為110m，最大高寬為5。對于抗側力構件布置來說，應當要保證結構平面兩個方向支撐的對稱性，避免受力不均而影響了建筑的穩定性。

2.2 集成化設計方面的難點及建議

在民用建筑的鋼結構設計中，很多建筑設計單位都沒有對結構、維護體系、服務設施以及建筑構件之間的關系進行協調處理，也沒有通過合適的手段將新的設計理念和工藝融入到傳統體系中，使得鋼結構體系出現了“新結構、老體系”的現象。與此同時，在民用建筑結構中沒有很好地解決結構與墻體之間的沖突，鋼結構與建筑的防火、節能、保溫等方面的關系也較難處理。

基于上述問題，需要加強鋼結構設計的集成化發展。第一，提高設計水平。為了加強鋼結構的集成化發展，應當要及時提高鋼結構設計的整體水平，一方面要通過更加嚴格的招聘從源頭上提升設計隊伍的整體質量，另一方面要通過更加全面的培訓來轉變設計人員的設計理念、設計方式等，使其具備更加先進的鋼結構設計知識體系，進而站在全局的角度來進行鋼結構設計，避免“新結構、老體系”的現象出現。第二，促進鋼結構設計與建筑其他部分的集成化。鋼結構設計中可能會與墻體、節能、保溫等產生一定的沖突，因此，設計師在設計的過程中應當要注重鋼結構與墻體之間的連接方式，并注重連接節點的設計。如果出現縱向柱距較大的情況，應當要考慮設置墻架柱。同時要在材料方面加以重視，使其不僅能夠做到節能，同時也能夠做到環保。

2.3 各部分交叉方面的難點及建議

在鋼結構設計的過程中，一些管線從鋼梁、墻體、樓板等結構上穿過的情況是較為常見的，而穿墻的開孔工作為設計人員帶來了一定的挑戰，如果開孔的位置沒有選好，那么就會導致剪力不均衡，不僅影響結構梁板的穩定性，同時也埋下了安全隱患。

針對這種管線與鋼結構交叉的問題，應當要做好以下幾點工作，保證鋼結構以及建筑的穩定性：第一，在結構設計的過程中，嚴格控制鋼梁腹板的剪力點，必須選擇剪力較小之處或是彎矩較小之處進行開孔，避免影響結構梁板的穩定性。第二，在開孔設計的過程中，必須要對其進行反復審核，并及時進行結構加固，使其能夠滿足民用建筑墻體樓板布置管線的高精度要求。

3 結語

綜上所述，鋼結構具有非常明顯的優點，不僅塑性好、韌性好、節能環保，而且具有一定的藝術美感，因此，其在民用建筑中的應用是民用建筑結構設計發展的大勢所趨。現階段，鋼結構設計在民用建筑中的應用還存在著一定的難點，相關設計人員要對其進行全面掌握，并通過適當的措施加以改進和優化，促進鋼結構在民用建筑中的進一步應用。