民用高层建筑钢结构设计中的常见问题

许春龙

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714101

摘要：随着我国经济社会的不断发展，人民的生活水平不断提高。特别是在经济结构调整和发展方式转型升级的新形势下，建筑行业的发展也突飞猛进，民用高层建筑越来越多的呈现出来，受到人民群众的喜爱。我国建筑行业发展的新趋势和群众的新期盼，对高层建筑的建设设计提出了新的挑战，对钢结构设计的要求更高。本文针对民用高层建筑和民用高层建筑钢结构设计的现状，对民用高层建筑钢结构设计中的问题进行研究探索，并为加强民用高层建筑钢结构设计提出建议打下基础，希望对我国民用高层建筑领域的发展、推进新形势下经济社会民生发展和民生改善有所裨益。

關键词：民用高层建筑；钢结构设计；常见问题

随着我国经济发展水平的迅速提升，改革开放以来，我国建筑行业迅速发展，为我国建设、经济和社会发展做出很大贡献。民用高层建筑在我国起步较晚，但是奋起直追，与发达国家的差距不断缩小。民用高层建筑钢结构设计难度大、技术要求高，必须高度重视。通过研究民用高层建筑钢结构设计中的问题，采取针对性的措施，增加民用高层建筑的建筑质量和使用寿命，可以为提高建筑行业建设设计水平、改善居民生活水平，为我国建筑技术的发展提高做出很大的成绩。

1 民用高层建筑钢结构设计概述

随着我国经济水平的迅速提高，城市化进程不断加快，城市中的高层建筑逐渐增多。其中的民用高层建筑不光突出了城市的现代感，还满足了人民群众的居住等必要需求。民用高层建筑的建设，钢结构是较好的载体。在民用高层建筑中运用钢结构，不仅增加民用高层建筑的美观性，而且增加了民用高层建筑的稳定性和牢固性。同时，在民用高层建筑的建设施工中，钢结构的所用材料可以实现在施工现场的拼装和组建，大大提高了民用高层建筑的施工效率。总的说来，民用高层建筑中采用钢结构有强度高、重量轻、延性好、抗震性强、材质均匀、可靠性强等优势。与其他建筑材料相比，钢结构中钢材料的密度是最小的，既能够承受较大的重量，在跨度和载重相当的情况下，钢结构的自身重量仅仅是钢筋混凝土结构的 约三成。钢结构自重较轻也便于运输和高层建筑施工中的安装，更加适合用于民用高层建筑中。同时，钢材料的质地非常均匀，从承重和力学性能上都是比较均匀的，适合民用高层建筑的力学构造，有利于民用高层建筑的稳定与牢固。在民用高层建筑中，随着建筑物的高度 的增加，会给高层建筑的主结构产生位移影响。采用钢结构可以将位移和建筑物变形控制在合理范围以内。而且由于钢结构的良好延伸性和柔韧性，它的物理力学弹性较好，可以满足抗震设计的较高要求，抵抗一定程度内的地震反应，具有较好的抗变形能力，有利于民用高层建筑在地震等自然灾害中的坚固和防止倒塌带来的生命财产损失。

在民用高层建筑中使用钢结构，由于钢材价格比较便宜，市场竞争充分，性价比非常高，可以降低民用高层建筑的施工成本。同时，钢结构的操作技术比较成熟，比较方便操作和使用。钢结构的工业化程度比较高，可以通过专业的钢结构工厂快速制成，实现机械化大批量低成本的高效生产，能够满足现代建筑行业生产效率高、速度快的特点，较好地达到民用高层建筑的建设工期要求。钢结构的可焊性较强，塑型能力突出，可以适应民用高层建筑比较复杂的结构体系，钢结构的焊接过程简单，为民用高层建筑中的钢结构设计和施工提供一定的便利。[1]

2 民用高层建筑钢结构设计常见问题分析

针对上文笔者分析的民用高层建筑中运用钢结构设计的优势，笔者认真调研了民用高层建筑中运用钢结构设计的现状，分析民用高层建筑中运用钢结构设计的常见问题，为下一步采取针对性措施强化民用高层建筑中运用钢结构设计，提高民用高层建筑中运用钢结构设计水平，提供坚实的基础和问题导向。

1）民用高层建筑钢结构的设计工作人员的总体水平较低。

由于民用高层建筑和钢结构设计在我国发展的时间不长，实践经验不足，具有丰富民用高层建筑钢结构的设计理论基础和实践经验的设计工作人员非常缺乏，无法满足我国民用高层建筑钢结构的设计的需求。现在从事民用高层建筑钢结构的设计工作人员中，真正相关设计和工程专业的工作人员较少，受过民用高层建筑钢结构的设计相关培训的不多，他们有些没有独立进行过民用高层建筑钢结构的设计工作，缺乏实践经验，根本无法保证的民用高层建筑钢结构的设计质量。在民用高层建筑钢结构的设计工作中，对细小具体的细节问题注意不到、处理不到位，设计方案不优化，无法在设计理念、设计成本、设计严谨性和设计模型等方面满足民用高层建筑钢结构设计的需求，经常会出现一些设计漏洞，影响建设投标、材料采购和建筑施工的质量和进度。

2）民用高层建筑钢结构的设计考虑不够全面。

民用高层建筑的钢结构的设计关系到民用高层建筑的施工、维护和使用，而且关系到人民群众的生命财产安全，其重要意义不言而喻。民用高层建筑的钢结构非常复杂精细，涉及到的因素非常多，必须在设计中做到面面俱到。民用高层建筑的钢结构中的各种梁梁之间、梁柱之间、柱柱之间的节点和柱头、柱脚等节点处的结构非常复杂，容易出现设计失误，必须高度重视，防止建筑施工中的一些问题的出现。比如，在民用高层建筑的钢结构的设计中没有充分考虑高层风力的作用规律，没有充分考虑民用高层建筑防火、防震、防雷等等要求，非常容易造成在不良天气条件下民用高层建筑的整体钢结构出现无法保持稳定等情况，产生极大的安全风险。 [2]

3）民用高层建筑钢结构的设计忽视自然力量的长期影响。

民用高层建筑的使用年限非常长，暴露于各种自然条件下的时间较长，在民用高层建筑钢结构的设计中，必须重视长期的自然力量的作用。民用高层建筑钢结构长期暴露于自然环境之下，受到雨雪等自然条件的影响，容易造成钢构件生锈，使建筑物脆性增加，承重能力下降，产生非常严重的质量安全隐患。在进行民用高层建筑钢结构设计的过程中，没有经验的设计人员经常将自然力量的长期影响忽视掉，从而导致设计失误，致使在民用高层建筑的建设施工中没有采取相应的措施强化钢结构的耐自然腐蚀等性能，造成民用高层建筑钢结构寿命的减少，为民用高层建筑长久安全使用埋下了隐患。

3 结语

综上所述，民用高层建筑钢结构的使用是建筑行业的大势所趋，其与国计民生紧密相关，使我们的生活更加便捷美好。钢结构在民用高层建筑中能发辉巨大的作用，应该推广使用，研究更多的运用场景。通过分析民用高层建筑钢结构设计存在的设计工作人员的总体水平较低、民用高层建筑钢结构的设计考虑不夠全面和民用高层建筑钢结构的设计忽视自然力量的长期影响等等问题，为下一步强化民用高层建筑钢结构的使用，为民用高层建筑的更好的建设使用、为我国建筑行业的蓬勃发展，最终为我国经济社会的发展和民生改善做出贡献。

参考文献：

[1]申晓南.关于民用高层建筑钢结构设计中的常见问题研究.城市建筑，2015年第27期.

[2]童丰青.民用高层建筑钢结构设计中的常见问题分析.全文版：工程技术，2016年第6期.