建筑钢结构设计问题分析

游金兰

（梧州市第一建筑安装工程有限公司 广西梧州市 543000）

建筑钢结构设计问题分析

游金兰

（梧州市第一建筑安装工程有限公司 广西梧州市 543000）

随着社会经济的不断进步，我国的建筑事业也得到了快速的发展，但这也使得较多的建筑问题逐渐显露出来，其严重危害了建筑工程的施工质量。因此，设计施工人员越来越重视建筑钢结构设计中出现的问题。通过提高建筑钢结构的质量问题，可以有效保证建筑正常运营的安全可靠，从而促进我国经济的快速发展。本文简单分析了建筑钢结构设计的意义与现状，详细研究了建筑钢结构设计中存在的问题以及相应的对策，并在此基础上提出了相关建议措施。

建筑；钢结构；设计；现状；对策

前言

随着建筑行业的快速发展，传统的砖混结构已无法满足当今建筑工程的需求，建筑钢结构完美的取代了传统砖混结构的位置，并被广泛应用于桥梁建设、民用建筑以及工业厂房建设，进而为建筑事业的发展打下了良好坚实的基础。目前，越来越多的建筑工程都在使用钢结构，这使得工程中众多问题逐渐暴露出来，进而给整个建筑工程带来严重的威胁。因此，建筑钢结构设计人员在具体的设计时，要重视其中存在的问题，并采取有效的措施进行完善，从而在提高建筑钢结构设计质量的同时，提升整体建筑工程质量。

1 建筑钢结构设计的意义与现状

1.1 建筑钢结构的意义

通过加工钢板、热轧型钢材，形成建筑钢结构的基本骨架。与传统的混装结构相比较，钢结构具备更高的强度和韧性，且其内部组织较为均匀，制作加工难度较低。因此，建筑钢结构在我国的众多桥梁建设、民用建筑以及工业厂房建设中被广泛的运用。其在一定程度上推动了建筑节能领域的顺利发展，且在钢结构的使用过程中，其具备良好的环保性，这在很大程度上满足了可持续发展战略的需求。

1.2 建筑钢结构设计的现状

随着建筑钢结构的广泛使用，众多问题也随着逐渐出现。例如，刚才的耐火性能较差，所以，在钢结构的重要连接部位，必须采取相应的防火措施；钢材的强度较高，但大多数运用钢结构的地方都较薄且截面偏小，这在很大程度上阻碍了钢材强度的正常发挥；大多数建筑钢结构设计人员因自身专业能力的不足，导致在实际设计过程中，出现许多不符合规范的情况，这不仅降低了钢结构设计的质量，还危害了整体建筑工程的质量。

2 建筑钢结构设计存在问题的特性

2.1 建筑钢结构问题的复杂性

建筑钢结构中存在的问题是较为复杂的，其主要表现在钢结构设计的复杂，这就使得设计中存在许多极易出现问题的地方，且对其的宏观监控难度也较大。即便在钢结构中出现的问题的性质都是相同的，但其产生的环节和原因还是存在较大的差异的，这在很大程度上加大了问题解决的难度。例如焊接裂缝的出现，其发生的区域有许多，其可能会在表面或是在内部出现，这都是不可预测的，当然，其发生的原因也是有许多的，可能受热导致的，也可能是受冷导致的，这都不是单一的，因此，对于建筑钢结构存在问题的复杂性，设计人员需结合实际情况，进行详细的分析与核查，并最终确定其发生的具体位置与原因，并采取相应的措施解决。

2.2 建筑钢结构问题的严重性

在建筑工程施工过程中，一旦钢结构出现问题，施工人员就必须立即停止当前施工项目，着重处理建筑钢结构问题。且这些问题具有复杂性，处理难度较大，这使得建筑施工项目工期的拖延成为必然的结果。如果这些问题无法处理，那么就只有拆除重建，增加了工程的施工成本。如果相关人员没有及时发现建筑钢结构中出现的问题，造成建筑垮塌，进而导致严重的人员伤亡，给施工人员的生命财产安全带来了严重的威胁。

2.3 建筑钢结构问题的可变性

建筑钢结构中出现的问题并不是一成不变的，它会随着建筑施工的实际进度而产生相应的变化，例如钢结构的焊接裂缝刚开始时可以忽略不计的，但因受到应力的作用，会使得原先不大的裂缝逐渐转变为巨大的焊接裂缝；如果让钢构件长期处于高强度负荷的状态下，会容易造成弯曲、变形，进而发生较大的安全隐患问题，给社会公众群体的人身安全带来严重的威胁，最终使建筑企业产生较大的负面社会影响。

2.4 建筑钢结构问题的频发性

在建筑钢结构中，容易出现问题的环节是较多的，且对其的宏观监控难度也是较大的，因此，建筑钢结构在目前的施工技术支持的基础上，有着较高的问题出现频率，其主要表现在日常施工事故的频繁发生上。

3 建筑钢结构设计问题的对策

3.1 建筑钢结构基础施工质量与安全管理

建筑钢结构工程中的基础建设，通常采用混凝土独立柱，其是由钢筋、混凝土以及模板加工而成，且螺栓的安置是混凝土独立柱预埋部分的重点。

3.1.1 安装模板的制作工艺

选取3块等同于钢柱底板大小的钢板（其中2块厚20ram，1块厚度为8～20ram）。将2块20ram厚的钢板按照钢板底板螺栓孔位置、大小开孔，然后将3块钢板进行组装，并把1组螺栓插入螺孔。之后用中14～16的钢筋将螺栓焊接成整体。其中，上下各1道，也可进行多次的重复使用。且单个螺栓间间距和高低一定要控制在允许的范围之内。标准如下：A：中14～中16钢筋；B：螺栓；C：中14～中16钢筋；E：20ram钢板；F：8～l0ram钢板；G：200～300ram；H：50m。

3.1.2 螺栓组的固定工艺

在开始预埋混凝土独立柱之前，需要将螺栓组的定位进行很好的确定，此时可以通过经纬仪来达到对螺栓组的精确定位。之后便可固定螺栓的钢筋顶端部位，并将它放置在模板壁处，且上下各一道，将螺栓组的间距和高度控制在设计施工的允许误差范围内，从而实现提高建筑钢结构基础施工质量的目的。

3.2 建筑钢结构安装阶段质量与安全管理

在安装建筑钢结构前，施工人员要对施工所用的图纸进行仔细的审核，并在此基础上严格分析施工图纸中的重要环节，进而加强对重要部分的监督管理力度。在安装钢结构的过程中，要严格依据施工图纸规定的指标进行相应的操作，同时，监督管理部门也要做好对施工工程的实时监督管理工作，严谨的审查施工流程，进而避免出现施工环节的质量问题。

3.3 建筑钢结构竣工阶段质量与安全管理

在工程竣工期间，建筑施工队伍要组织专门的质量检查人员审查钢结构的施工质量是否达标，并且在其审查工作结束后，需通知投资方要求第三方质量检查人员进行二次检查，以此来保证建筑钢结构的质量，一旦出现问题，需及时的修改并完善，最终达到提高钢结构施工质量的目的。

4 案例建筑钢结构设计工作的建议措施

4.1 构建设计模拟分系统

在建筑钢结构中，其设计模拟分系统自成简化模型，且理想应力、理性位移以及下料长度不仅是其目标状态，也是设计的主要参数。在计算案例钢结构的工程设计理论时，首先要确定具体的设计方式以及程序，并以此制定可行性设计方案，且设计方案中要包括钢材容重、弹性模量、环境温度等现场参数。在进行设计时，需依据实际设计层序，并对结构体系内的实际荷载情况进行详细的分析，特别是结构的零状态几何，进而以此来计算节点位移、截面应力、内力变化、位移变化等设计参数，形成设计控制基准。只要确保钢结构施工时严格遵守该基准，便可确保施工的质量与安全。

4.2 设计监测

对于影响设计控制目标的不确定性因素，应在设计期间对其状态参数进行严格的监测，进而得出能够真实反映设计状况的数据，之后对比分析状态参数和设计参数，从而确定参数控制的目标。位移监测、应力监测和温度监测是本工程中需监测的重点参数，其中，位移的获得需要利用经纬仪、光电图像式挠度仪、水准仪、全站仪以及测距仪，并对各个关键点的实际位移情况进行全方位的检查，但同时，需同步测试监测范围内的温度。在温度趋向稳定之后，才可确保监测结果的稳定性和准确性。对于应力监测，需借助相应的电阻传感器和钢弦式传感器，其中，电阻传感器可以很好的检测短暂荷载增加情况下的应力，但需要克服耐久性的困难，并且，对于复杂的监测环境，就需要通过钢弦式传感器辅助测试，特别是远距离的监测。温度的量测的方式有许多，以下是较为常见的几种方式：辐射测温法、热电偶测温法、电阻温度计测温法，且在选用温度量测仪器时，需要全面考虑施工现场的客观条件，进而灵活选用。

4.3 设计现场控制

钢结构设计的实际状态与理想状态间的差异是经常存在的，且这种差异即为两种状态之间的误差。在钢结构设计处于动态变化时，需深入分析设计的实际状态和理性状态间的误差，这时可借助现代控制理论。①对于误差的分析，要对结构几何、截面特征、结构荷载、材料特性等方面的参数进行重点分析，并以推荐值和经验值的方式，测量钢结构的实际设计行为，从而将具体状态下的偏差找出，然后修正产生偏差的设计。这些误差分析可具体概括为以下三个步骤：a.确定导致钢结构状态偏差设计参数。b.对敏感性设计参数进行全面的分析。c.估计和修正设计参数。②对于设计状态的识别与监测，需将钢结构的动态设计流程视作随即系统，并在此基础上将各种流程状态视为随机变量；对于钢结构设计中其他无法考虑到的影响因素，可根据钢结构设计时的实际反应，预估设计的真实状态，并确定下一个设计步骤，从而有效实现钢结构设计的实时动态控制。③对于工程的最优控制，可依据状态识别与预测的实际效果，针对实际状态偏差情况，进行相应的解决。如果偏差超出允许范围，需定义某个特定的性能指标，并围绕指标深人优化，尽量在理想状态的基础上控制钢结构安全与质量。

4.4 设计控制管理

建设单位、设计单位、社会及政府相关部门是钢结构设计控制管理的主体部分。在实际的设计过程中，各方主体需发挥指导、直接管理、间接管理、干涉以及监督的良好作用。在本工程的设计期间，业主以设计控制委托人和协调者的身份，对设计控制管理的内容和目标提出了相应的意见或建议，并在发现设计控制管理方案出现偏差时，进行相关意见的发表并予以最终确认。设计单位是整个施工工程设计的直接管理者，其控制手段的科学直接影响着设计控制管理目标的实现。社会监理是针对设计控制效果的监测，特别是对发生工程事故等敏感性问题的舆论监督。对于控制管理的内容与目标，政府在相关政策与法律规定的范围内，发表监督意见或建议。上述建筑钢结构的设计控制管理，强调多方协作和共同努力，但其前提是完善的控制管理的建立，进而要求系统内分工明确，责任到位，一旦发现违反安全与质量管理的行为，要严令禁止，保证控制管理的工作的高效开展。

5 结束语

综上所述，本文以某建筑钢结构为例，并对此进行了一系列的探讨，进而确定了该钢结构工程设计中的问题以及设计的方式。但不同建筑钢结构工程设计工作之间存在条件和要求方面的差异，这就要求其他工程在参考借鉴本工程设计方法时，全面考虑实际建筑工程的主客观情况，实现对设计方法的灵活应用，从而实现在确保设计方法实效性功能的有效发挥的基础上科学有序的开展钢结构工程设计工作。

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TU391

A

1673-0038（2015）24-0045-03

2015-5-20

游金兰（1988-），女，助理工程师，大专，主要从事建筑工程质量检测等工作。