淺談多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　關(guān)鍵詞：多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；理念；方法

　　一、多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

　　近年來，我國建筑行業(yè)整體發(fā)展步伐較快，已經(jīng)初步形成了具有中國特色的建筑設(shè)計(jì)理念、技術(shù)模式與監(jiān)管機(jī)制，正逐步實(shí)現(xiàn)與世界先進(jìn)建筑領(lǐng)域的接軌與融合。目前，我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)了多元化的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)不同的布局情況與功能需要，建筑工程項(xiàng)目分別采取不同的結(jié)構(gòu)模式。[1]我國現(xiàn)在主要應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)等多種形式，每一種結(jié)構(gòu)都具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。其中多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)為最近幾年才得到廣泛應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)之一，具有極大的適用性與發(fā)展空間。

　　目前，多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)是國內(nèi)外應(yīng)用和發(fā)展速度最快的輕型結(jié)構(gòu)形式之一，在住宅、辦公樓、旅館等多層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，并且逐步形成了工業(yè)化生產(chǎn)的新型模式，能夠全面滿足各國建筑行業(yè)的用量與功能需求。多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：地震作用小、自重輕、基礎(chǔ)簡單、建筑表現(xiàn)力強(qiáng)、整體效果美觀、設(shè)計(jì)理念新穎、節(jié)省鋼材等方面，完全符合現(xiàn)代建筑行業(yè)的時(shí)代發(fā)展需求，以及建筑工程項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)要求。[2]如此諸多優(yōu)越性能，使得多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景極為廣闊，很有可能成為未來建筑行業(yè)的主要建筑結(jié)構(gòu)。同時(shí)，隨著多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)研發(fā)與探索工作的不斷深入，對(duì)于荷載作用下的靜力性能研究也取得了令人滿意的成果，但是對(duì)于其動(dòng)力特性和抗震性能的研究工作仍需及一步強(qiáng)化。

　　二、多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

　　多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)，我國建筑行業(yè)正式應(yīng)用多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的時(shí)間也比較短，尚未完全掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，設(shè)計(jì)工作中的弊端與問題也就逐漸暴露出來，這些問題都是需要設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員高度重視的，并及時(shí)尋求有效、科學(xué)、合理的解決方案與具體措施。目前，在我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　�。�1）、設(shè)計(jì)理念不完善

　　在世界建筑行業(yè)發(fā)展歷程中，最初各國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普遍采用容許應(yīng)力的理念，后來又逐漸出現(xiàn)了破損階段計(jì)算的理念方法。20世紀(jì)50年代中期，美國建筑學(xué)家首先提出了極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)理念，并且取得了較為理想的實(shí)際效果，進(jìn)而在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。[3]建筑結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理念的發(fā)展與完善，在世界建筑史中占據(jù)十分重要的地位。目前，我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，普遍采用了以極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理念為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)模式。近年來，通過國內(nèi)建筑行業(yè)專家、學(xué)者，以及各高等學(xué)府建筑專業(yè)人士的不懈努力與鉆研，極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理念逐步實(shí)現(xiàn)向更完善、更科學(xué)的方向發(fā)展。[4]但是隨著建筑科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用，多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念也需要注入更多的科技元素與技術(shù)元素，否則難以實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的科學(xué)發(fā)展需求，甚至有可能阻礙我國建筑行業(yè)整體設(shè)計(jì)理念的全面發(fā)展和進(jìn)步。

　�。�2）、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)仍需加強(qiáng)

　　多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)主要由各類輕型鋼材組成，輕型鋼材的自重較小、自身強(qiáng)度性能較差，多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度主要取決于輕型鋼材的強(qiáng)度，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要加強(qiáng)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，并且力爭以科學(xué)的措施與方法提升結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員一定要注意對(duì)于結(jié)構(gòu)模式，以及材料品牌、型號(hào)的確定，以保障建筑結(jié)構(gòu)施工工作的順利進(jìn)行和完成。[5]目前，在國內(nèi)建筑材料市場中不同品牌的輕型鋼材價(jià)格會(huì)有很大的差異，這與鋼材的質(zhì)量有很大關(guān)系的。多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)是建筑物的整體框架，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)是否符合國家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將直接關(guān)系到建筑物的使用年限與抗震性能等多方面的問題，必須引起工程設(shè)計(jì)人員的高度重視。

　　（3）、缺乏對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙的全面審核

　　在國內(nèi)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，由于設(shè)計(jì)單位普遍受到任務(wù)重、人手不足、審核機(jī)制不健全等原因的影響和限制，往往缺乏對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙的全面審核，這個(gè)問題是急需得到解決與改善的，否則很有可能影響到建筑結(jié)構(gòu)的施工環(huán)節(jié)。對(duì)于多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙的全面審核是保障施工活動(dòng)順利進(jìn)行的主要依據(jù)，也是建筑工程項(xiàng)目質(zhì)量與進(jìn)度保證的先決條件之一，因此，建筑工程設(shè)計(jì)單位必須逐步重視對(duì)于設(shè)計(jì)圖紙的全面審核，以確保設(shè)計(jì)圖紙的科學(xué)性與可操作性達(dá)到實(shí)際需求，嚴(yán)格保障多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)施工工作的順利進(jìn)行。[6]多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙普遍較為復(fù)雜，其所涉及的內(nèi)容也相對(duì)較多，設(shè)計(jì)人員要在熟悉工程項(xiàng)目整體建設(shè)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙做全面的審核，并將審核結(jié)果上報(bào)相關(guān)工程技術(shù)管理部門，請(qǐng)其進(jìn)行復(fù)審，待復(fù)審也通過后，方可允許施工單位組織施工。如果多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中忽略了對(duì)于圖紙的審核，必然會(huì)影響到多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度與質(zhì)量，甚至有可能危及到整個(gè)工程建設(shè)項(xiàng)目的施工。

　�。�4）、結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)不足

　　現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作中，結(jié)構(gòu)的抗震性能是必須強(qiáng)化的設(shè)計(jì)內(nèi)容之一。目前，在國內(nèi)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的抗震性能普遍難以真正保障，這主要受到我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)理念與技術(shù)的制約。[7]輕鋼框架結(jié)構(gòu)的平動(dòng)振型情況時(shí)有發(fā)生，往往引發(fā)實(shí)際結(jié)構(gòu)的低階振型所對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)系數(shù)相差較大，這就極大的影響了結(jié)構(gòu)的抗震性能。國內(nèi)建筑工程設(shè)計(jì)單位正式著手多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年線較短，而且缺乏專業(yè)的理念與技術(shù)研究工作，最終導(dǎo)致我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作始終處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。

　　三、如何實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　目前，我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)普遍實(shí)行了較為科學(xué)的設(shè)計(jì)理念與方法，但是設(shè)計(jì)理念與方法多是照搬、照抄其他國家建筑行業(yè)的成熟經(jīng)驗(yàn)，并不能完成適應(yīng)國內(nèi)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的實(shí)際需要，在進(jìn)入工程施工階段，很多弊端和缺點(diǎn)都逐漸曝露出來，如果長期的硬性堅(jiān)持加持下去，必將不利于建筑多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的科學(xué)發(fā)展，以及整個(gè)行業(yè)的全面進(jìn)步。[8]我們必須在現(xiàn)有多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念與方法的基礎(chǔ)上，加以適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新，以滿足建筑行業(yè)的整體發(fā)展需求。實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以從以下幾方面做起：

　�。�1）、吸收和借鑒世界先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加以創(chuàng)新

　　一些發(fā)達(dá)國家對(duì)于多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的研究較為深入，在長期實(shí)踐工作中，早已形成一套完善的科學(xué)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念和方法。國內(nèi)的建筑工程設(shè)計(jì)單位要注重對(duì)國外先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的吸收和借鑒，但絕對(duì)不是全部將其拿過來，直接應(yīng)用于國內(nèi)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中。[9]同時(shí)，國內(nèi)建筑工程設(shè)計(jì)單位還要對(duì)外國的多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)做充分的分析與研究，并堅(jiān)持“去其糟粕，取其精華”的學(xué)習(xí)原則，結(jié)合國內(nèi)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)狀和建筑行業(yè)發(fā)展需求，加以適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新，逐步實(shí)現(xiàn)我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　（2）、全面提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)

　　目前，我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員普遍缺乏系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)與先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，這是難以保障實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的。我國建筑行業(yè)的發(fā)展中，應(yīng)逐步將強(qiáng)對(duì)于設(shè)計(jì)人員的在職培訓(xùn)與知識(shí)的強(qiáng)化，使國內(nèi)設(shè)計(jì)人員逐步掌握和熟悉世界先進(jìn)的多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，并且結(jié)合國內(nèi)建筑行業(yè)的現(xiàn)狀與實(shí)際情況，逐步培養(yǎng)更多符合我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高素質(zhì)設(shè)計(jì)人員，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足我國建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的時(shí)代需求。

　�。�3）、在總結(jié)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行優(yōu)化

　　我國多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作雖然起步較晚，但是在多年的多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)單位和人員在長期的工作中，也逐步積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和寶貴的教訓(xùn)。[10]建筑工程設(shè)計(jì)單位和人員的工作經(jīng)驗(yàn)是一筆寶貴的財(cái)富，是多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化發(fā)展的基石。國內(nèi)建筑工程單位要重視對(duì)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累，并且要定期組織設(shè)計(jì)人員對(duì)階段性的工作做出系統(tǒng)總結(jié)，并寫出對(duì)工作的建議和感想。建筑工程設(shè)計(jì)單位只有在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，對(duì)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念與方法進(jìn)行科學(xué)、有效、合理更新和完善，才能保證多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　總結(jié)：

　　我國建筑行業(yè)是伴隨著國內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，以及時(shí)代的進(jìn)步，而逐漸興起的一個(gè)新型行業(yè)類型。在我國建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容，直接關(guān)系到建筑工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中占有十分重要的地位和作用，但是隨著現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)理念的全面發(fā)展，多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管理工作中也逐漸應(yīng)用了一些科學(xué)化的管理理念與手段。目前，國內(nèi)對(duì)于多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的理念與方法尚處于初級(jí)階段，短時(shí)間內(nèi)還難以形成一套完善的技術(shù)與管理理念與方法。在國內(nèi)的多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)單位和人員要積極運(yùn)用科學(xué)化的設(shè)計(jì)理念和方法，才能確保多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有序進(jìn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多層輕鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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