1、高层建筑钢结构设计中应注意的问题分析摘要：我国的许多现代建筑是以混凝土为主要的结构，但是随着新材料的不断问世，钢结构得到了广泛的应用，并且因为其强度高、自重轻、施工快、承载力强等优点，使其在高层建筑中得到了较广泛的应用。钢结构在我国虽然起步较晚，但也得到了迅速的发展。本文分析了钢结构高层建筑在设计和施工中存在的一些问题，并根据实际的情况提出了一些解决的方法和建议。 关键词：钢结构；高层建筑；设计与施工；存在问题；解决措施 中图分类号：TU391 文献标识码： A 引言 当前，在建筑工程中钢结构得到了越来越广泛的应用，相对于钢筋混凝土，它具有工期较短及稳定性能更强的优势，对于建筑物本身的安全稳定
2、性能及行业的利益发展都具有重要的影响意义。 一、高层建筑结构设计特点 1、结构内力与变形 随着建筑高度的不断增加，水平荷载作用下的结构侧向变形会迅速增大，结构顶点侧移与建筑物高度的四次方成正比。结构侧移在高层建筑中的重要性来源于：高层建筑的使用功能和安全与结构侧移的大小紧密相关；过大的侧向变形会使高层建筑的隔墙、围护墙以及饰面材料开裂或损坏。在高层建筑结构设计中，既要要求结构具有足够的强度，还要要求结构的抗推刚度足够强大，使在水平荷载作用下的侧移保持在可控的范围之内。 2、高层建筑结构的刚性与柔性 高层建筑需要抵御竖向及水平荷载作用，抗侧力成为高层建筑设计的主要问题。这也涉及到高层建筑结构的刚
3、性和柔性问题。在以往的经验中，在地震中，往往普通的刚性建筑的抗震能力高于柔性建筑。但是也不能断定结构越刚越好，刚度应适当，不益过刚，做到既经济又安全。3、结构变形的限值 高层建筑结构的水平位移会随着建筑物的高度的增加而增加，为了防止这种过大的位移影响主要结构、填充墙面和装修的质量以及保证建筑物中的居民感受到舒适感，就必须将位移控制在相当的范围之内。在地震中，建筑物的破坏程度，主要取决于结构变形的大小，因此结构的侧移是关系到建筑物破坏程度的决定因素。只有做好建筑物的结构变形在可控的范围之内，才能预防地震的不断侵袭。 二、钢结构建筑在设计上存在的问题 1、设计人员整体素质不高 钢结构高层建筑设计人
4、员整体素质偏低，对具体的细节不够注意，认为只要满足相应的功能要求和技术要求即可，没有对设计方案的优化、经济上的合理做出认真的考虑。并且在相关设计模型和设计理念等方面，也都需要提高。 2、施工图在设计时不够严谨、随意性大 在采用套图设计时，图样不够精细，有时会出现漏项和错误，不够精准因而不能满足相应的投标、采购和施工的要求。设计的变更审核不过关，导致出现漏、错、缺等设计矛盾，没有形成完善的体系。 3、对一些复杂环节考虑不周 钢结构构件中的梁梁节点、梁柱节点、柱柱节点、柱头、柱脚等节点结构较为复杂，往往对其设计没有引起足够的重视，容易出现一些问题。还有可能在进行相关设计时没有考虑特殊风力作用的影响
5、，这样就可能造成在大风天气影响整体结构的稳定性。 4、未考虑受自然条件的影响 钢结构构件长期暴露在露天的情况下，会受到风雨等自然条件的影响，这样就会造成钢构件的老化生锈，不仅会影响建筑物的外在美观，还会导致其自身承重能力下降，造成质量隐患。如果在设计时没有全面考虑到实际的环境对钢结构受腐蚀的影响，那么可能会对钢结构的安全质量构成隐患。 三、钢结构建筑在设计上问题的改进措施 1、加强对设计人员的技术培训和素质培训 要对相应的设计人员展开专业的技术培训和综合素质培训，使他们不仅具有较高的业务水平，还应具有较好的责任心。相关设计人员要对工程的难度有合理的预测，对一些关键的环节和重要的步骤，要做到心中
6、有数，做好钢结构的各个节点的优化工作，保证设计的系统和完整。 2、完善施工图在设计上的审核制度 要严格按照相应的规章制度来进行设计图纸的会签和审核制度，保证预埋件、管线布置、预留孔的合理和系统。同时，对图纸做好详细的检查工作，尽量减少之后的施工环节中的设计变更。 3、重视钢结构节点的设计 钢结构系统中的节点的设计具有很重要的作用，要对其有足够的重视，在设计过程中要保证其可靠安全，并且最大可能的采用可靠、稳定、简便的施工工艺，应尽量采用高强螺栓连接和栓焊混合连接，减少甚至避免钢结构节点的焊缝连接方法。 4、做好防腐设计 在考虑钢结构的防腐设计时，要综合考虑当地大气环境的腐蚀环境、现场的湿度和温度
7、、防腐的年限、装饰的相关要求、钢结构所处的具体位置等各种条件，根据具体情况选用最佳的方案。 三、钢结构应用于高层建筑的优势特征 1、稳定性及抗震性能较强 钢结构在高层建筑中的应用，比钢筋混凝土结构具备更强的稳定性能，它能够承受更大的压力负重，同时能够抵抗住更强劲的地震灾害，有效的提升建筑物整体的安全性能。钢结构之所以会有这种优势，是由于在一样负荷量的情况下，其横截面面积要明显的没有其他结构大，一样的道理，在横截面面积相等的情况下，钢结构的负重能力最强。在以往的建筑工程中，往往所选择的是钢筋混凝土这种结构，在建筑物投入使用之后就会慢慢的体现出各种问题，其根本原因就是这种结构抗震性能较弱。而钢结构
8、的使用能够有效的增强建筑工程的抗震功能，让建筑物在投入使用之后能够抵抗住更强的地震灾害，并且就算是建筑物本身被破坏，钢结构的较大延性也能最大限度的保持原结构框架的完整性，这样一来在灾后的修建就变得更加方便。 2、合理规划建筑结构，确保空间利用的高效性 通常情况下，建筑工程在施工的过程中，会选择很多的施工材料去撑起整个结构框架，导致建筑空间占用，可利用空间变小。假如想要对建筑结构实现合理的规划，提高空间的利用效率就要利用很厚的楼板，导致建筑本身的美观性降低。而钢结构的应用恰好能够解决这一问题，能够实现对建筑结构的合理规划，同时确保建筑空间的高效应用。这是由于钢结构本身强度性能较强，当施工的过程中
9、，能够将建筑布局在一个水平面上完成合理的间隔。并且钢结构在建筑施工过程中的应用，所需要占用的面积较小，从而实现建筑空间的高效利用，这种建筑施工效果是钢筋混凝土等材料无法实现的。 3、所需花费的费用少，施工便利性提高 钢结构在建筑中应用的时候，由于其本身质量较轻的特点，施工开展就更加便利，并且能够省去一部分材料输送等成本。这对于建筑成本控制工作的开展是十分有利的。并且，在建筑施工的过程中，整个钢结构所需要花费的时间是相对较短的，这样以来就有效缩短了施工工期，同时相同的工程只需要更少的人力就能够完成，这样一来能够帮助企业节约更多的人力成本，能够为建筑工程创造更多的经济利益。更为重要的是钢结构在施工
10、的过程中，外界因素所造成的影响费用较小，从而确保工程的顺利开展。 4、能够反复应用，满足生态保护的理念 在高层建筑中，钢结构的应用，能够为企业创造更丰厚的利润，并且更为重要的一点是钢结构能够反复利用，符合生态保护的生产理念。在施工过程中，钢结构不会产生大量的灰尘以及垃圾废物，且在建筑拆除之后还能够再次的应用，这对于节约型社会的建设具有重要的推动意义。 结束语 钢结构因为其施工过程便利，稳定性能较高，抗震功能强大等优势，在当前的高层建筑工程中得到了越来越多的应用。钢结构的应用，能够有效提升建筑物本身的安全性能，增强建筑施工质量，对于建筑行业的发展具有重要的推动作用。 参考文献 1陆总兵，陆健.钢结构高层住宅设计与施工中问题的探讨A.第四届全国钢结构工程技术交流会论文集C.2012：407-409. 2张建强，斯群.建筑钢结构的施工技术与质量管理J.城市建筑，2012（10X）：40-41. 3薛发.建筑钢结构工程设计中的几个问题J.现代物流报，2013年 7 月 21 日，第 C03 版.
