關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；原則；存在的問題 

　　隨著我國工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)水平和施工水平的提高，建筑用鋼材的多樣化。鋼結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。很多大跨度場館、高層建筑、構(gòu)筑物以及中小型建筑都采用了鋼結(jié)構(gòu)。無可置疑，鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)越條件，如鋼材的結(jié)構(gòu)組織均勻、強(qiáng)度高、彈性模量高、塑性和韌性好。適于承受沖擊和地震荷載.鋼材的密度與強(qiáng)度之比較小.鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比要輕30%-50%。而且鋼結(jié)構(gòu)便于機(jī)械化生產(chǎn)。是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種。但是。也不能否認(rèn)。鋼結(jié)構(gòu)還存在著缺陷和隱患。對(duì)于鋼材本身的材質(zhì)問題以及耐候性、耐火性、耐腐蝕性，還存在著大量的研究課題。同時(shí)，大量的事故表明.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于強(qiáng)度高，所用截面相對(duì)較小，也就容易失去穩(wěn)定。因此，耐火性差、易銹蝕、易失穩(wěn)成為鋼結(jié)構(gòu)的3大隱患。在采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí).要時(shí)刻警惕，采取合理措施保證鋼結(jié)構(gòu)安全、持久的工作。 

　　1 現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特點(diǎn) 

　　1.1 預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，工期縮短。鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預(yù)工程化，使不同材料、不同形狀和不同制造方法的建筑構(gòu)配件具有一定的通用性和互換性同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設(shè)成本；并且加快了施工速度。使工期能夠縮短40%以上，從而加快了房地產(chǎn)開發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑能更早投入使用。 

　　1.2 建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能一體化，使建筑更富有功能化。在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象建筑與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)與藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。 

　　1.3 鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，強(qiáng)度高，彈性模量亦高。其密度與強(qiáng)度的比值遠(yuǎn)小于磚石、混凝土、木材，在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結(jié)構(gòu)以及靈活的結(jié)構(gòu)形體�，F(xiàn)在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂與高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力并且鋼索與膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成索膜結(jié)構(gòu)體系更能滿足建筑對(duì)跨度的要求。使這類型建筑成為標(biāo)志性建筑，比如日本東京后樂園棒球場屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索膜結(jié)構(gòu)，面積達(dá)28000平方米。英國政府為迎接21世紀(jì)而興建的標(biāo)志性建筑倫敦千年穹頂一大型綜合性展覽建筑也是索膜結(jié)構(gòu)體系，其穹頂直徑達(dá)到320m。 

　　1.4 原材料可以循環(huán)使用有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。（1）該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當(dāng)居住環(huán)境。室外0攝氏度時(shí)，室內(nèi)仍可以保持17攝氏度以上；在室外溫度達(dá)到30攝氏度的情況下，室內(nèi)溫度僅為21攝氏度左右。（2）與磚混結(jié)構(gòu)住宅相比，可節(jié)能60%以上，冬夏季空調(diào)設(shè)備可節(jié)約耗電30%以上，結(jié)構(gòu)的廢舊利用為100%。與磚混結(jié)構(gòu)比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)墻體面積小，節(jié)約空調(diào)所需能源，減小維護(hù)費(fèi)用。 

　　2 鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)原則 

　　2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)服務(wù)于鋼結(jié)構(gòu)的施工與使用，鋼結(jié)構(gòu)工程使用目的是為了創(chuàng)造效益。公共建筑偏重于社會(huì)效益，工業(yè)建筑則偏重于經(jīng)濟(jì)效益。因此，“鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性”是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面。“鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性”原則應(yīng)從總體上加以分析，不能僅從某一方面孤立地去考察。對(duì)門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，全面評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)體系的合理性應(yīng)綜合考慮用鋼量、加工制作費(fèi)、安裝費(fèi)、施工周期及基礎(chǔ)費(fèi)用等。 

　　因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入分析和全面的考察，只有綜合效益最佳的方案或鋼結(jié)構(gòu)體系才是合理的。評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)體系的合理性，不僅要看耗鋼量指標(biāo)，還要看總體造價(jià)，也要看工期的長短，建筑物的早日投入使用或投產(chǎn)可獲得的使用效益。 

　　2.2 根據(jù)實(shí)際情況，合理的建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。因此如果結(jié)構(gòu)太剛則變形能力差，強(qiáng)大的破壞力瞬間襲來時(shí)，需要承受的力很大，容易造成局部受損最后全部毀壞；但是太柔的結(jié)構(gòu)雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。 

　　2.3 鋼結(jié)構(gòu)體系的“適用”原則是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系的功能要求而言的，鋼結(jié)構(gòu)體系適用性與建筑物的使用功能有密切聯(lián)系。為此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須把握以下方面：對(duì)建筑物的功能、特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件有充分的了解，如建筑物是民用建筑還是工業(yè)建筑，民用建筑是用于展覽館還是體育館等，工業(yè)建筑是鋼結(jié)構(gòu)倉庫還是鋼結(jié)構(gòu)廠房，鋼結(jié)構(gòu)廠房的生產(chǎn)工藝對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響情況等；建筑物對(duì)防火、保溫、隔熱、隔振和防腐蝕有何要求；對(duì)建筑所在地的環(huán)境狀況和氣象條件應(yīng)有足夠的了解；建筑物內(nèi)是否有特殊設(shè)備或特殊載荷作用，及吊車的設(shè)置情況如何等。 

　　3 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題 

　　3.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)住宅有低層和多層之分、低層一般用于別墅，而多層用于公寓、根據(jù)抗震規(guī)范GB50011對(duì)12層以下和以上房屋的不同要求，建造鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不宜超過12層。鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能受結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性影響，因此，其平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱。不規(guī)則布置在地震時(shí)容易遭到損壞。 

　　3.2 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。 

　　3.2.1 借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件的發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面內(nèi)強(qiáng)度及整體穩(wěn)定計(jì)算可由計(jì)算機(jī)輔助完成，而由設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面外強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算，進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)，為了提高效率和提供方便，在設(shè)計(jì)時(shí)可將整個(gè)結(jié)構(gòu)按標(biāo)高進(jìn)行分解，簡化成不同水平荷載作用下的多個(gè)布置形式的結(jié)構(gòu)體系來進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定的計(jì)算。 

　　3.2.2 受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過幾種方式實(shí)現(xiàn)：限制板件寬厚比，使之達(dá)到屈曲的極限承載能力，不在構(gòu)件整體失效前屈曲；允許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲，然后利用其屈曲后強(qiáng)度達(dá)到構(gòu)件的承載能力；對(duì)梁設(shè)置橫向或縱向加勁肋，以解決不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁的局部穩(wěn)定問題。 

　　3.2.3 軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定也可通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，分別是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比和控制腹板計(jì)算高度與其厚度之比，如果受壓構(gòu)件為圓管截面，則應(yīng)控制外徑與壁厚之比。 

　　4 結(jié)語 

　　我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)我國各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是我國建筑企業(yè)的發(fā)展，取得了良好成果。目前，鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中。我國建筑物不僅數(shù)量多，而且建筑的結(jié)構(gòu)也多種多樣，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，是一個(gè)既系統(tǒng)又全面的工作，需要建筑企業(yè)的設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格、認(rèn)真按照要求去設(shè)計(jì)。但是，在實(shí)際建筑施工過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在很多問題，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅是建筑施工的重要組成部分，同時(shí)也是建筑安全應(yīng)用的基礎(chǔ)。所以，建筑師要認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)，了解并且遵循國家的相關(guān)法律規(guī)定，與其他專業(yè)共同合作，在工作中要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這樣才能保證建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更完美，從而提高建筑工程的質(zhì)量。 

　　參考文獻(xiàn) 

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