我国钢结构建筑存在问题分析及发展建议

我国钢结构建筑存在问题分析及发展建议

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摘要:建筑需求的不断增加使得近些年来我国的建筑行业一直在不断发展,与此同时,社会对建筑质量的要求也有了明显的提高。建筑钢结构作为一种新型的建筑技术,逐渐在建筑领域中占据了非常重要的地位,但就目前的情况来看,我国建筑钢结构设计的现状不容乐观,与西方发达国家相比仍存在一定的差距,同时其中也存在很多问题需要加以重视与克服,只有这样才能使钢结构在我国建筑领域发挥更大的优势。

关键词:钢结构;建筑;存在的问题;建议

前言

众所周知,随着我国社会市场经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高,建筑行业又迎来了新的发展时期。其中,建筑钢结构工程凭借其自身的优越性能得到了越来越多的关注。但在我国建筑钢结构的设计过程中,其存在的一些质量问题也引起了人们的重视。因此,为切实保障建筑工程的整体质量,通过一些更为积极的措施来优化建筑钢结构的设计,是当前一项十分重要的任务。

1我国钢结构建筑设计存在的问题分析

1.1防火问题

火灾是钢结构建筑潜在的最大隐患。尽管钢材本来不是燃烧材料,但是它不耐火,当温度达到400℃时,其屈服强度会下降到室温强度的一半;当温度为600℃时,钢材的刚度和强度几乎全部损失。所以当不耐火的钢结构建筑着火,就会造成严重损坏。例如美国世贸中心大楼的外墙就是排列紧密的钢柱,外层用铝板包裹,当911事件发生时,受飞机撞击后所产生的大火迅速使其外墙钢柱软化,最终造成整幢大楼的坍塌。从其他钢结构建筑火灾案例中不难发现两类现象。其一是防火保护的钢结构在火灾中的耐火时间比预计长,从而没有遭到破坏。另一类则是防火保护的钢结构在火灾中的耐火时间没有达到预计,建筑遭到严重破坏。

1.2防腐问题

如果钢材长时间暴露在空气中受到自然界的侵蚀,容易生锈老化,建筑的外观会受到影响,钢材自身承载力也会下降。所以,如何较好的解决防腐问题,也是钢结构建筑需要考虑的因素之一。就目前而言,主要措施是采用新型的材料进行防腐。实际操作中,碰到钢结构建筑,一般设计人员会对其进行特殊要求,例如使用防锈涂料或者使用油漆类防火涂料等。对于防火涂料而言,一般是先刷两度红丹防锈底漆,随后在刷由甲方规定颜色的两度钢结构面漆。此外,在施工过程中,对于钢结构构件也有严格要求。例如在出厂前,构件需要再刷底漆一度,面漆两度。尽管我国现在已经拥有多种类型不同的防腐涂料,但性能更好的涂料还是需要从国外进口,不过这个情况应该会随着我国综合实力的提升得到改善。

1.3钢结构节点设计不合理

在钢结构的设计中,节点的设计是其中最为重要的内容之一,要求设计人员在钢结构设计中首先应全面掌握钢结构的具体情况,其次按照规范要求进行细致的分析和计算,在保证钢结构完整性和强度要求的基础上,确定钢结构节点位置和所要达到的标准。但是现阶段不少钢结构设计中,出现了分析模型和设计节点不匹配的现象,对钢结构的稳定性和耐久性带来不少隐患。

1.4物理问题

1.4.1隔音

噪声是困扰许多建筑的问题,如何减轻噪声污染已经成为建筑学中的重要课题。一切人耳能够识别的声音都包含在声环境范畴内,其中有些是悦耳的声音,例如鸟鸣、音乐、喇叭声等。一般对安静度要求较高的建筑会对隔离噪声的要求较高,如演播室、居民住宅、录音室等,这就需要专门的设计进行实现。一般方法为需要隔音房间的外墙使用混凝土、砖、纸面石膏板墙等等隔声性能较好的材料,并配合使用隔声门、隔声窗等设施。

1.4.2吸音

一些建筑的大厅,例如音乐厅中由顶棚反射板增加的反射声几乎同一时间被听众的双耳吸收,由于缺乏侧向反射,就会使音乐失去一定围绕感。对于此类建筑,在材料的使用中需要考虑多方面因素,包括强度、吸湿、吸声性能、防火、加工、装饰性等。目前主要措施为吸声结构和吸声材料的使用。

①吸声结构:材料本身可以没有吸声性能,但是当被制成特定结构时,能够吸声。例如孔石膏板吊顶。

②吸声材料:材料本身有吸声性能。例如岩棉、玻璃等多孔材料或纤维都是吸声性能很好的材料。主要原理是借助空气分子和孔隙壁的摩擦,使声能转化为热能从而起到吸声的效果。

1.4.3保温

外部条件影响建筑热环境主要有两个途径。其一是通过窗进入室内,被表面吸收后产生热的效果。其二是先被建筑外围护结构吸收,随后部分热量通过热传导进入室内。由于阳光能够透过玻璃直接进入室内从而室内温度迅速上升,尤其是新型玻璃不断被开发后玻璃热工性能越来越好,建筑保温和采光基本能够同时被实现。所以目前建筑保温的重点在于外围护结构的改善。

2关于优化钢结构在建筑结构设计中的改进措施

2.1防火性能处理

相比而言,钢结构防火性能要比混凝土结构差,所以在钢结构设计中应考虑其防火措施,一般情况下,以下另种方式应用最为广泛,首先是使用保全版,在钢结构中使用一定数量保全版,达到隔离和防火的目的,其次是在防火要求的位置涂抹防火涂料,在特定关键节点位置进行防火处理。

2.2钢结构防腐设计

对于钢结构来说,最经常使用的防腐设计是外部涂抹防腐蚀材料,但是也应该充分考虑不同钢结构构件的特殊需求。在钢结构表面涂抹防腐蚀涂料是现阶段效果最好的方式,但这只是一种基础性的防腐措施,另一种设计理念是采用耐候钢作为主要的钢材,同时对其进行热浸镀锌处理,利用产生的镀锌层达到防腐蚀的目的。

2.3加深钢结构的设计深度

在进行钢结构设计之前,需要先确定设计图纸应用规范是否齐全、正确。如有的设计说明使用了过时的、已经废止的标准;有的材料牌号、等级不全、高强螺栓、普通螺栓和焊接连接点的标记不明确或未显示。对各类高强螺栓、普通螺栓、栓钉、拉铆钉及其垫圈的规格、型号、性能没有具体标明,而这些均已列入了钢结构施工质量验收规范,并作为强制性条文要求,如果设计图纸未加说明,施工和验收就缺乏依据,造成盲目施工和无法验的后果。只有设计秉持精益求精的态度,才能更好的提高建筑工程的施工质量。

2.4提升设计人员专业素质

钢结构建筑的设计中,设计质量很大程度上受到设计人员素质的影响,为此应针对钢结构设计人员开展定期与不定期专业知识培训与考核,提升专业知识掌握和运用能力,达到提升设计水平的目的。考核的目的在于敦促设计人员不断提升自身能力和钢结构设计水平,同时淘汰不符合规范要求的设计人员。

结束语

为进一步优化我国建筑钢结构的设计,相关设计人员必须在了解我国建筑钢结构设计工作发展现状的基础上,结合自身的实际工作经验,深入探究其现存问题以及产生这些问题的原因。然后,设计人员才能有的放矢的采取相关策略,来实现对建筑钢结构设计的有效控制,进而保障建筑工程的整体质量与安全。

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