基于钢结构房屋结构设计中常见问题的研究

韩少春

温州市城市规划设计研究院，浙江温州 325000

建筑是文化的一个重要表现形式，不仅代表着中华文化的源远流长的历史性，还代表着中华文化博大精深的延展性。无论是历史还是现在，一个建筑对于一个人和一个国家都有个着传承意义，而一个好的建筑和房屋结构既可以为人类造福，也能够为国家的经济带来新鲜的活力。

1 钢材简要概述

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢，在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等。人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分，可以说钢是现代社会的物质基础。

2 钢材作为建筑材料的优势

相对于整体性好、可模性好、耐久性和耐火性好、工程造价和维护费用低的混凝土而言，钢的强度高、塑性及韧性好、耐冲击、性能可靠、易于加工成板材、型材和线材，有良好的焊接和铆接性能，被建筑行业不断使用。

（1）钢材较其他材料具有体积小，质量小的优势，这不仅可以极大地降低建筑所用资金，还可以利用较小的空间创造更大的价值，节省了占地和原料消耗。

（2）钢材较其他建筑材料具有更强大的抗压性，由于它的强度大且韧性好，可以抵抗住别的材料不能承受的正负向挤压的同时还能够根据需要变换成不同的形式，使得建筑过程中材料间贴合性更好，更具有视觉效果。

（3）钢材如果真正使用到建筑物材料之中，那么对于整个建筑的抗震性能的提高也有着极大的帮助，使得房屋的安全性也随之提高，更促进了建筑业的经济发展。

3 钢结构在房屋结构中的建造优势

3.1 材料强度高，自身重量轻

钢材强度较高，与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。

3.2 钢材韧性、塑性好、材质均匀、结构可靠性高

抗震性能较好，可以抵御较大的超负荷承重。由于钢结构内部均匀，使得钢结构的房屋更加稳固，内部致密而不易有缝隙，让各处的衔接都是恰到好处。

3.3 钢结构制造安装机械化程度高

由于钢结构它具有可塑性强的特点，所以使得许多的工厂制造、机械化管理制造都需要它的出现，由它参与的机械行为，制出的零件更加具有可用性，同时，它帮助工厂提升机械化效率，提升工厂工作速度，大大缩短了机械工期，对盈利和国家经济的带动起到一定作用。

3.4 钢结构密封性能好

由于钢结构致密性好，保证在用作建筑材料的过程中始终处于密封状态，所以它是一种制造高压容器和大型的压力型运油设备的重要材料。

4 房屋结构建造中容易遇到的问题

4.1 钢结构运用到建筑材料中的前期问题

一个房屋、一个建筑在建立之初都是要考察附近土地的土质情况和地下结构的，没有一座建筑是设计师随心所欲的建造，当然，肆意妄为的建造根本不可能立世。在这一部分容易出现的问题是，真正的设计者不能够在施工之前确定大范围的土地基础，对地质勘察不够仔细，使得地基及基础设置出现不和谐、不贴合的问题，这样不仅对于房屋本身的安全性造成影响，还使整体建筑所带来的效益极大的降低。现在我国的大部分建筑都为独立地基，如果对建筑的地基认识考察不准确，就会使整个房屋结构变得不稳固。

4.2 建筑的框架结构存在问题

框架建筑是指由框架、墙板、楼板组成的建筑。它的基本特征是由柱、梁和楼板承重，墙板仅作为围护和分隔空间的构件。框架之间的墙叫填充墙，不承重。由轻型墙板作为围护与分隔构件的叫框架轻板建筑。

在一个房屋的建造过程中，框架结构就好比一个人的骨架，如果骨架坚挺硬朗，那么整个人都是神清气爽、蓬勃生辉；倘若一个人没有稳固的骨架作为承载肉体的筋骨，那么他也不能成为一个人。用在房屋建造当中最恰当不过，现在的房屋结构中，许多人不能把纵向框架和横向框架合理的一起关注和保障，导致配筋配置不均，更有的时候，承重柱截面高度设计不合理，使得框架横纵贴合度低，使得整个房屋结构存在严重的质量问题。

4.3 钢结构的稳定性问题

虽然钢的耐火性和耐热性良好，但是它仍存在一定的稳定性问题。在房屋结构的设计和建造过程中，房屋设计结构的负荷程度和其是否因外力而变形成为建筑工程师重点所关注的问题。在普通的房屋建造过程中，工程师应该多注意钢结构的稳定性问题，因为一旦在此过程中出现了因没有关注到钢的切合度而导致的不稳定的问题，那么不仅仅会造成一个建筑工程财产的损失，严重时还会造成大量的工人和从业人员失去生命。

一个房屋建造的好坏，很大程度上取决于它是否可以安全的存在着并给社会带来一定的效益。当建筑工程师准备施工之前，是会按照自己脑内所想的比例构建一定的缩小版模型的，但是由于现实和理想有所差距，所以在模型的浓缩之中有许多看不到的狭小问题没有被发现，致使真正的构造出房屋之后，许多细节之处暴露缺点，俗话说：“细节决定成败”，虽然可能只是框架的不稳定，虽然只是某个环节少了一个极小的步骤，但是都有可能造成房屋稳定性的大打折扣，可以说，这是建筑行业面临的极为重大的问题。

4.4 钢结构防护方面问题

钢材料在防护作用的时候，还会衍生出更加令人耳目一新的新特性，诸如防腐蚀和耐热性衍生出的隔热能力，但是这些能力往往被建筑工程师所忽视，他们在建造过程中更注重它的高强度测试，看它是否可以最大程度的承重，以及看钢材料是否可以更节省的达到目的。正是这些关注点的不到位不全面，使得钢材料的下半部分在进入土地之后，由于土壤的酸性不一，使得钢材料很快就发生了腐蚀的严重问题，造成整个房屋结构的破坏。

4.5 钢材料的抗震性问题探讨

钢具有耐冲击、高强度的特性，为它能够在“抗震”环节独树一帜创立了条件。但是虽然其内部有这样的优势，它也只是局限于在正常的年月，风平浪静世界静好的状态下。一旦遭遇地震，谁也不能保证它可以救人于水火之中。但凡有一些地理知识储备的人都知道，在我国有许多个地壳活跃区，那些地区的土壤结构相对于其他地区无疑是松动的，所以这就造成不同地区要有不一样的房屋构造。由于钢材料本身的特性明显，造成国家在规定其抗震等级之时没有明确的说明，这也是为什么在早年，唐山大地震时很多房屋倒塌的原因，由于内部结构不结实，工程师管理和预计不到位，造成大地震面前轻松就被击垮，足以见得这个问题在房屋建造中的严重性。

4.6 建筑工程师和施工者层面的问题

建筑工程师自身能力不足，在进行设计时没有进行准确的估测和预算，造成整个施工过程出现问题。有些施工者在建造的过程偷奸耍滑，做出“豆腐渣”工程，在钢材料的选取过程中出现疏漏，为了赚取暴利而选择质量更差的别的材料进行替代，是非常严肃的问题。

5 结语

房屋是人们身体的港湾也是人们灵魂的安居之地，房屋的安全和稳定不仅可以保障人类居住的安全性，还可以让人类更有归属感。所以希望工程师可以在以后的设计过程中不断提升自我的科学文化水平，平时进行经验的积累，使得最后的设计一步到位；施工者提升思想道德修养，用真诚的心对待工作，从根源出为广大人民提供基本的安全保障。希望相关人员可以仔细研究钢材料的特性和基本优势，合理利用其优势的同时，注意到稳定性、保护性、抗震性等基本问题，在实践中不断优化钢材料的弊端，想方设法缩小其所带来的问题，把它的优势进一步展现，问题进一步解决。

[1] 王青.钢结构房屋结构设计中常见问题研究[J].江西建材，2016（14）：15，19.

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