建筑结构设计中钢结构设计问题及处理方法研究论文_胡国坚

建筑结构设计中钢结构设计问题及处理方法研究论文_胡国坚

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摘要:在我国社会快速发展的当下,伴随着社会政治、文化、经济乃至科技的高速发展,我国的城镇化建设进程也呈现出不断加速的趋势。那么在这种环境下,房屋建筑的需求也就必然不断上升,这也就为我国建筑行业的迅猛发展提供了十分有利的客观条件。而建筑结构设计作为建筑行业施工管理中的主要一环,其中的钢结构设计可谓是直接决定这建筑结构的质量如何,而好的钢结构设计更是对建筑结构质量的最直接的保证。但是,从我国现阶段建筑结构管理中不难发现,在建筑结构设计中,钢结构设计仍旧存在着一些问题亟待改进与解决。

关键词:建筑结构设计;钢结构设计;处理方法

当下我国城市化进程的不断加快,使得人们对于居住环境的要求越来越高,相较于以往,更加注重舒适度的高低,而作为一种新型绿色环保材料的钢结构,也越来越多的被广泛地应用到实际建筑施工活动当中。钢结构作为建筑施工主体形象的主要体现,它的稳定性与安全性直接制约着建筑主体的稳定性与安全性。但是,目前就我国建筑施工管理的情况看来,在建筑结构设计中,钢结构设计仍然存在着许多地方需要完善与提高。

一、建筑结构设计中钢结构设计的重要价值分析

在实际的建筑结构设计中,钢结构因其自身独特的性质深得设计人员以及施工人员的青睐。钢结构作为一种新型的环保材料,其具备延伸性好、自身强度高、变形能力强等特点,直接能够从根本上减少建筑工程的基本造价,从而在很大程度上降低了建筑工程项目的工程成本,进而对于现代建筑制造业的可持续性发展,起着至关重要的影响作用。

此外,如若我们从建筑结构设计的基本属性分析,这其中的钢结构设计就不仅仅是简单的几何数据成分,更可以说成是其蕴含的技术性的关键性因素。既然说钢结构设计体现着建筑结构设计的最关键的技术水平,那么这就对建筑工程的从业设计人员的专业知识技能以及技术水平提出了很高的要求标准[1]。

二、建筑结构设计中钢结构设计中存在的相关问题分析

(一)钢结构设计的质量略低

通过分析大量的数据发现,钢结构失稳是造成钢结构事故的最主要原因。钢结构失稳具体表现在两个方面:局部失稳与整体失稳。在实际的建筑结构设计中,钢结构设计所占据着十分重要的地位,同时也是具有较高的难度,任务也就较其他设计繁重,因此钢结构设计在建筑结构设计中,使用人力物力的比重要比其他部分大得多。但是,当下建筑行业的实际情况却是从事钢结构设计的技术人员,他们的专业知识技能水平出现了参差不齐的现象,且普遍意义上来说都是十分有限,因此,很多招标成功的建筑公司,都会选择把建筑结构设计中的钢结构设计这一部分任务,再次转包出去,这样就在无形中,为建筑结构设计埋下了一定的安全隐患。

此外,当下政府或者社会相关团体,并没有发布较为完善的,与钢结构相关的法律法规或者相关标准条例,也就对建筑结构设计的资格没有较为严格的衡量与限制,这样就使得,当下建筑结构设计市场中,有关钢结构设计产品的质量出现了很严重的良莠不齐的现象,更多出现的情况是设计质量较低。

(二)引用钢结构设计方案不当

我国建筑行业的发展史,虽然比一些发达国家更为悠久,但是目前我国在钢结构设计领域所能够掌握的技术水平与其相比,还有很大的差距。正因为这样,国内很多钢结构设计人员在进行实际工作的过程中,会常常借鉴或者引用国外的优秀设计方案。这种“取长补短”的思路是可取的,是值得鼓励的,但是,在其进行借鉴与参照的过程中,往往会出现设计方案引用不当,也就是没有多少变通,更有甚者是“全盘照搬”,毫无修改地直接生拉硬套到自己的设计方案之中,完全不考虑到自己的设计方案中的其他有关限制条件。这种不考虑建筑结构设计方案中的实际施工情况,而只是毫无变通,“全盘照搬”其他人的设计方案的做法,会直接降低其钢结构设计方案的实用性,除去浪费了设计者自身的很多人力与物力不说,就是单单考虑到建筑施工企业的工程成本来看,其经济损失也是不在少数的。

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(三)忽视防腐防高温的相关问题

前面我们说到了钢结构材料因其良好的延展性与变通性,以及自身结构的高强度性,深受广大建筑机构工程设计者们的深爱。但是这里需要特别强调的是,我们这里所说的良好的延展性与变通性,结构的高强度性,都是设定其为一般的室温条件,也就意味着,在一般的室温条件下,钢结构的承重能力与强度承受能力还是较为稳定的,但是我们都知道,建筑物中会出现火灾或者化学燃料的泄露,甚至是旱涝、地震等自然灾害,那么在这些极端的环境条件下,钢结构就极为有可能出现诸如,变形、坍塌等现象。查阅相关文献资料显示[2]:当钢结构的温度处于100℃~150℃时,它的可塑性就会大大的增加,与此同时,钢结构的延展性与抗拉强度都会出现明显的降低;如若温度达到乃至超过400℃时,钢结构的延展性与抗拉强度会出现急剧下降的现象,并在很短的时间内失去承载重量的能力。此外,钢结构的抗腐蚀性能力也较其他建筑材料差一些,尤其是当其长期处于潮湿,并伴随着具有腐蚀性介质的环境当中时,钢结构极易出现生锈、乃至腐蚀的现象,进而直接影响了其承载能力,并最终会直接影响到钢结构设计的稳定性。

三、建筑结构设计中钢结构设计问题的处理方法分析

(一)强化监督机制,规范设计管理

前面本文中详细阐述了钢结构这种建筑材料的特性,从中不难发现,钢结构设计对于设计人员的技术水平、施工人员的技术要求乃至建筑材料的标准,都是一般设计所达不到,其蕴含的高技术含量与其所需建筑材料的特殊性,必然决定着建筑施工中标单位和建筑设计单位在专业技术水平、专业资质、人力物质资源等方面具有较高的水准,从而确保在实际建筑施工中,钢结构设计的基本能力、钢结构基本零部件的质量以及后期施工安装钢结构的能力与水平。要确保以上各个环节,就要求有关的监督管理部门落实强化相关的监督机制的政策,加大对钢结构设计监管工作的力度,并在对建筑施工中相关钢结构设计的方案进行检查时,坚持严格仔细,精确到位,不断完善相应的检测制度与监督机制,进而保障钢结构设计乃至钢结构施工安装的安全性与实效性。

(二)加强钢结构设计的深度

在实际的建筑施工项目的设计中,钢结构的设计需以安全性、稳固性、合理性、实用性以及耐用性为基本的原则,因此,钢结构设计工作人员,应该结合实际的建筑施工项目的具体实际情况,适当地模仿或者引用国外的相关设计方案,从而设计出科学、合理的钢结构设计方案,而不是直接“生拉硬拽”国外的钢结构设计,毫不考虑现实情况。

另外,钢结构设计人员在进行方案设计时,不能仅仅只是为了追逐眼前的短时经济效益与表面的功能为最终目的,从而完全不顾钢结构对于建筑材料、建筑施工内部的承载能力的需求[3]。

此外,要想加强钢结构设计的深度,就要在深化其功能性做足功课。在实际的建筑工程项目中,钢结构所应用的环境是复杂与多变的,因此,在钢结构设计的阶段,设计工作人员就应该高度重视钢结构的防火、防震以及防腐蚀的准备工作。通常情况下,是在钢结构的表面涂上防腐防锈、防火、耐高温的涂料,从而有效的提高钢结构的防腐防锈、防火耐高温的能力。根据GB14907-2002《钢结构防火涂料通用技术条件》,钢结构防火涂料可分为:超薄型(CB类),薄涂型(B类)以及厚型(H类)三类。超薄型的钢结构防火涂料的涂层厚度不大于3mm,薄涂型的涂层厚度为3~7mm,这两种也被称为钢结构膨胀型防火涂料他们在火灾时能快速吸热膨胀,从而形成泡沫状炭化隔热层,推迟钢结构的温升。厚型涂层厚度为7~45mm,具体呈现粒状面,密度较小,涂层受热不发泡,依靠其较低的导热率来延缓钢结构温升,起到防火保护作用,耐火极限可达0.5~3.0h,被人们称为钢结构防火隔热涂料。

这里简单介绍几种保护钢结构防火措施:

1.外包层法。就是在钢结构的外表加上外包层,具体划分为浇成型与喷涂法。通常采用钢丝网或钢筋来对现浇成型的实体混凝土的外包层进行一定程度的结构加强,从而限制收缩裂缝,保证外壳的强度。喷涂法是对钢结构表面涂抹砂泵从而形成保护层,砂泵可以选择石灰水泥或石膏砂浆,同时也可掺入珍珠岩或者石棉。

2.充水(水套)。在空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施,这样使得钢结构在火灾中保持较低的温度,而水在钢结构内不断循环,不断地吸收材料本身受热的热量。

3.屏蔽。把钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内部,或者将钢结构包藏在两堵墙间,从而只需增加少许耐火材料,就能达到一定的防火目的。

结语:

在建筑工程项目设计中,钢结构设计占据着不可动摇的关键性位置,因此必然要加大对钢结构设计的关注度,从而确保钢结构设计的安全性与高效性。对于本文中所提出的相关问题,应该引起钢结构设计人员的注意,进而不断完善钢结构设计方案,从而保障整个建筑施工工程的质量。

参考文献:

[1]张文龙,管晓慧.建筑结构设计中钢结构设计的重要性与策略探讨[J].黑龙江科技信息,2015,(14):225.

[2]骆永生.建筑工程项目设计中钢结构设计方法与思路的研究[J].安徽建筑,2015,(5):117-118.

[3]甘大飞.钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2015,(30):1507.

论文作者:胡国坚

论文发表刊物:《基层建设》2016年10期

论文发表时间:2016/7/28

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