建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及要點(diǎn)分析

張德勇 王喜勝

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，近年來(lái)建筑行業(yè)也獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在目前的建筑行業(yè)中，因鋼材具有其較強(qiáng)的穩(wěn)定性、抗裂性、抗震性，所以現(xiàn)階段所用的建筑材料多以鋼材為主。鋼材的使用使得建筑工程的施工過(guò)程更加簡(jiǎn)便快捷，但土木工程自身作為一項(xiàng)復(fù)雜性和周期性都較強(qiáng)的系統(tǒng)化工程，要想高效快捷的完成就需要從工程結(jié)構(gòu)入手進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)規(guī)劃，以保障整個(gè)系統(tǒng)工程的功能性和穩(wěn)定性，但現(xiàn)階段在建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中仍存在著一些問(wèn)題有待解決。

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

1 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的分類

1.1 剛性節(jié)點(diǎn)。剛性節(jié)點(diǎn)，就是保證鋼結(jié)構(gòu)在建筑物受力過(guò)程中，梁柱夾角保持不變形或者輕微變形的節(jié)點(diǎn)。要想保證鋼結(jié)構(gòu)的性能發(fā)揮到最大，就要保證鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)和梁柱結(jié)構(gòu)之間的角度盡量在受力時(shí)不發(fā)生變化，這樣，建筑物的結(jié)構(gòu)才會(huì)保持穩(wěn)定。剛性節(jié)點(diǎn)的連接強(qiáng)度，要大于被連接構(gòu)件的屈服強(qiáng)度，因此，控制好節(jié)點(diǎn)連接的穩(wěn)定性和強(qiáng)度非常重要。在所有的剛性節(jié)點(diǎn)完成以后，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)功能能夠得到有效的發(fā)揮。

1.2 鉸接連接節(jié)點(diǎn)。鉸接連接節(jié)點(diǎn)一般不用在鋼構(gòu)件的連接上，而是用在梁和柱身、柱腳的固定上。當(dāng)鉸接連接在連接梁和柱身時(shí)，其只有垂直方向的剪力作用，鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生彎矩，而鉸接連接結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)自由的轉(zhuǎn)動(dòng)。鉸接連接節(jié)點(diǎn)施工操作比較簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。在建筑中用于鋼結(jié)構(gòu)端部的固定，可以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，加強(qiáng)端部的承受能力，保證建筑物的安全性。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)半剛性節(jié)點(diǎn)。半剛性節(jié)點(diǎn)是介于剛性節(jié)點(diǎn)和鉸接連接節(jié)點(diǎn)之間的一種節(jié)點(diǎn)。它具有一定的彎矩承受力，還能夠塑造鋼結(jié)構(gòu)的形狀。除此之外，半剛性結(jié)構(gòu)還能夠增加建筑的抗震能力和抗彎能力，是一種介于剛性和柔性之間的連接方式。這種節(jié)點(diǎn)方式具有的超強(qiáng)抗彎能力，能夠保鋼結(jié)構(gòu)的承載能力。但是其施工難度比較大，由于施工和設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的鋼結(jié)構(gòu)彈性過(guò)大，會(huì)影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全，因此應(yīng)用不是非常廣泛。

2 現(xiàn)階段土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 建工工程的設(shè)計(jì)方案和圖紙存在問(wèn)題

建筑工程的設(shè)計(jì)方案和圖紙作為指導(dǎo)建筑工程的主要的依據(jù)，其規(guī)劃和設(shè)計(jì)尤為重要。但目前在建筑工程的設(shè)計(jì)方案和圖紙中存在著諸多問(wèn)題，如：相關(guān)建筑工程的設(shè)計(jì)方案和圖紙缺乏整體性的考量，使得整體建筑工程不能兼顧實(shí)用性和美觀性更有甚者會(huì)影響整個(gè)建筑工程的安全性。其次有些建筑工程的圖紙，在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中為了節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間或受到其他客觀因素的影響，使得建筑工程圖紙主要參數(shù)模糊不清，沒(méi)有辦法指導(dǎo)實(shí)際的建筑施工。從而在一定程度上阻礙了相關(guān)建筑工程的施工進(jìn)程，甚至影響了建筑工程施工的整體工程質(zhì)量。

2.2 設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)處理不合理

建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙涉及諸多的建筑施工細(xì)節(jié)，而細(xì)節(jié)往往是決定整個(gè)工程水平優(yōu)質(zhì)與否的重要因素，因此想要保證建筑工程的整體施工質(zhì)量就要從細(xì)節(jié)出發(fā)對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的處理，才能有效保證整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。但目前由于相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)于建筑工程細(xì)節(jié)的注重程度不足，使得諸多細(xì)節(jié)有失考量，導(dǎo)致整個(gè)建筑工程的質(zhì)量不高，為后續(xù)的建筑工程施工埋下隱患[1]。

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性較差

在我國(guó)現(xiàn)階段的建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于多種因素的綜合影響導(dǎo)致了現(xiàn)階段建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案缺乏整體協(xié)調(diào)性。造成設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào)性差的主要原因是由于建筑工程的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)之前沒(méi)有進(jìn)行實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)考察，也沒(méi)有與一線施工單位進(jìn)行良好的溝通，單單從設(shè)計(jì)師的角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)導(dǎo)致整個(gè)建筑存在一定程度上的缺陷。

3 建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述

3.1 容許應(yīng)力法

建筑工程中的容許應(yīng)力法是指在建筑工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)力需要比結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)中規(guī)定的容許應(yīng)力小，但是這一設(shè)計(jì)的方法由于存在一定的缺陷，所以在應(yīng)用過(guò)程中要根據(jù)需求進(jìn)行科學(xué)的論證后再使用。

3.2 塑形設(shè)計(jì)法

在建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性性質(zhì)和強(qiáng)度大于標(biāo)注荷載的構(gòu)件乘上安全系數(shù)的時(shí)候，此時(shí)在構(gòu)件的內(nèi)力結(jié)構(gòu)分析中一般使用塑性設(shè)計(jì)的方法。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于在其結(jié)構(gòu)進(jìn)行塑性之后能夠允許進(jìn)行內(nèi)力的重分布，但一定要注意結(jié)構(gòu)和構(gòu)件需要有充足的延性，且需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，嚴(yán)格限制翼緣以及截面腹板的比例尺寸[2]。

4 建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 選擇合理的建筑鋼材

鋼材作為現(xiàn)階段在城市建設(shè)過(guò)程中的主要材料，發(fā)揮著尤為重要的作用。因此要想保障建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，就要從選擇鋼材出發(fā)，用最適合的鋼材進(jìn)行相關(guān)工程建設(shè)，才能有效提升整體的工程質(zhì)量。目前我國(guó)擁有鋼材種類眾多，想要選擇最適合的鋼材，就需要在結(jié)合實(shí)際建筑工程的相關(guān)需要的同時(shí)，對(duì)使用鋼材的自身質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。這要求工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)前進(jìn)行實(shí)地的工程需求考察，并根據(jù)考察的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化理論化的分析，最終結(jié)合所有的主客觀因素，選擇最適合的建筑鋼材。

4.2 提升建筑工程設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)

建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)將會(huì)決定相關(guān)設(shè)計(jì)作品的優(yōu)劣，因此要想有效提升建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使其設(shè)計(jì)作品能夠有效指導(dǎo)工程的實(shí)際建設(shè)，就要不斷提升建筑工程設(shè)計(jì)從業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)。相關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)該定期組織設(shè)計(jì)人員到工程一線，進(jìn)行實(shí)地的考察研究，根據(jù)考察研究的數(shù)據(jù)召開(kāi)設(shè)計(jì)前的數(shù)據(jù)分析會(huì)議，讓分析數(shù)據(jù)全面具體的設(shè)計(jì)師擔(dān)任此次工程設(shè)計(jì)的總設(shè)計(jì)師，其次相關(guān)設(shè)計(jì)單位應(yīng)定期對(duì)自身的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行專業(yè)素養(yǎng)的培訓(xùn)，并組織相關(guān)設(shè)計(jì)考核對(duì)優(yōu)勝的設(shè)計(jì)師或團(tuán)隊(duì)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，從而刺激設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)專業(yè)素養(yǎng)的不斷提升，從而有效提升整個(gè)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量，使設(shè)計(jì)方案能夠有效指導(dǎo)施工。

4.3 明確工程參數(shù)要求

由于建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自身具有其較強(qiáng)的專業(yè)性，所以在相關(guān)設(shè)計(jì)的圖紙中會(huì)運(yùn)用到大量的工程參數(shù)。而工程參數(shù)是影響整個(gè)工程設(shè)計(jì)的重要因素之一，因此要想有效提升建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，就要從工程參數(shù)入手，明確設(shè)計(jì)圖紙中的具體參數(shù)，并與實(shí)際施工人員進(jìn)行高效的溝通，有效確保整個(gè)施工過(guò)程嚴(yán)格按照工程參數(shù)要求進(jìn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展城市化進(jìn)程不斷加快，人們對(duì)于建筑工程行業(yè)的需求量逐漸增加，人們對(duì)于相關(guān)建筑的實(shí)用性穩(wěn)定性和美觀性的要求也越來(lái)越高。因此要想有效提升建筑工程的整體質(zhì)量，滿足人們的日常生產(chǎn)生活需求，就要從建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出發(fā)。設(shè)計(jì)人員需要通過(guò)對(duì)實(shí)際的工程要求進(jìn)行分析研究的前提下，再加之以實(shí)地的考察最終再進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，以建筑工程的穩(wěn)定性為前提同時(shí)兼顧建筑工程的美觀性和功能性，在滿足人們使用的同時(shí)保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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[3]王楊.淺析建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2017，（14）：29.