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摘要:随着现代化建筑行业的快速发展,钢结构在建筑物中的应用也越来越广泛,钢结构施工质量直接与设计、施工相关。只有科学合理的钡结构设计.才能保证钢结构施工的质量。本文对钢结构设计施工中的问题进行了探讨。
关键词:钢结构;设计;施工;问题
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、钢结构设计施工中的常见问题
1、缺乏结构的整体性
钢结构具有整体性特点,但是,目前很多设计人员在实践工作中并没有注意钢结构的整体性,对钢结构整体性的考虑不够全面,在设计时,更加注重追求钢结构的外形美观,而忽视钢结构在建筑物中的重要作用和支撑.这种不科学的设计理念,导致很多建筑物在使用钢结构建设时,建筑物存在一定的质量问题,严重影响建筑物的整体寿命和使用。同时钢结构如果缺乏整体性,也会影响其整体的抗震性能,如果整体性能不够好,其抗展性能也会下降,一旦抗震性能和整体结构出现问题,将会直接威胁人们的生命安全。
2、结构抗震性能不够好
钢结构设计时,整体性能方面缺乏考虑进而必定会导致其抗震性能差,這种现象必定会影响建筑物的整体质量。钢结构整体受力体系对其性能的考核不够细化,对于钢结构的受力体系在不同楼层中有着不同程度的要求,而且钢结构受力体系会随着楼层的增加而体系的不稳定性也越来越强。由于钢结构受力体系的这种特殊性,如果在设计阶段没有充分考虑结构的抗震性能和受力体系,就很容易在后期出现严重的寿命问题,在使用和施工过程中就会出现一些问题。这些都是钢结构设计施工中比较常见的一些问题,这些问题是影响钢结构在建筑中应用的关键部分,因此,设计工作人员应该要总结工作中常见的问题,分析其出现的原因,并且努力寻找解决问题的方法,进而能有效控制钢结构施工问题,通过努力控制质量问题,最终必定能提高钢结构的使用质量,实现钢结构在建筑范围内更大面积的推广。
二、钢结构设计内容
1、钢结构设计水平直接决定了建筑外观形象,也是展示设计者构思理念的创作过程,也是建筑项目的关键和核心。建筑结构设计其重点是通过精致的节点设计以及细致的施工来体现完美的建筑艺术,以一流的建设水平来完成建筑物。
2、钢结构细部设计。钢结构建筑项目通常都十分复杂,在设计中对于精致度要求很高,就要求设计者对建筑物结构细节处理恰当。细部设计直接关系到现代钢结构建筑的品质,建筑物的金属结构杆件,连接金属杆件的节点细部,通常都会暴露在外,提升了建筑物的美感。
3、钢结构防火设计。钢结构的耐火性能十分重要。当处于火灾烈焰之中时,钢结构建筑构件温度会迅速上升,同时钢材的强度会迅速的下降,进而产生很大的结构变形,导致建筑物的结构失稳。所以在钢结构建筑中梁、柱、支撑等承重构件以及组合楼盖的防火性能必须加以保障和强化。例如可以采用防火板包裹,耐热材料喷涂,复合防火等多种途径。目前在现代钢结构建筑中使用最为广泛的是喷涂防火涂料,凭借其操作性强,简便易行的特点得到了迅速的推广。
4、钢结构防腐设计。钢结构建筑中钢材通常会长时间暴露于自然环境之中,必然会遭受风雨等外界环境的侵蚀,出现生锈老化的现象,久而久之其自身承力能力会下降,同时也严重影响了建筑的美观,因此建筑防腐至关重要。新型防腐与构造的研发是解决上述问题的有效途径,然而目前的防腐材料仅仅能保证钢材20年左右的防腐期限,对于大多数设计年限为50年的建筑物来说,后期第二次防腐任务难度较高。
5、钢结构隔声设计。噪声会严重的影响到建筑的日常使用,噪声污染的防治对于建筑使用的重要性也得到了越来越多的重视。采取在建筑物外墙增设隔声材料或结构是一种简单有效的方法,例如混凝土、吸波材料、石膏板墙等都十分有效,此外隔声窗,隔音建筑材质也广泛用于建筑门窗设计中。
三、钢结构施工技术
1、地脚螺栓预埋
在地脚螺栓预埋的过程中,其位置的准确与否对钢结构整体的安装质量有很大的影响。因此,要严格控制标高基准点和基础轴线,定位轴线的偏差应该控制在±2mm之内,而标高偏差应控制在±5mm以内。利用定位钢板进行地脚螺栓的定位固定,可以保证地脚螺栓的定位准确性。在地脚螺栓预埋完成后,要对其进行复测,如果发现位置有偏差,就要对其进行重新布设。
2、吊装
吊是钢结构施工中非常重要的一道工序,其质量与速度在整个工程中起着不可忽视的作用。钢结构在进行吊装之前需要确定吊装的分区以及吊装顺序,这些则需要根据结构的平面和立面形状、结构形状、塔吊个数及位置、现场施工条件等因素进行确定。吊装的总原则为:
2.1平面内均从中心核心筒向四周的方向扩展,即指从中间的一个单元开始,首先组装成一个稳定的刚度柱网单元,然后进行吊柱,在进行吊梁,在一个柱网单元吊装并临时固定之后,再在其左右或是前后吊装两个单元,等到三个单元构件全部吊装完成之后,再进行全面精确的校正。
2.2我们以一柱三层的钢结构为例对吊装的顺序进行分析,首先需要安装4根钢柱以及下层框架梁,进行测量校正,这时的螺栓只是进行了初拧;然后在安装中层框架梁以及上层框架梁,同样在安装之后也需要进行测量校正,在测量之后进行高强螺栓的终拧;在螺栓全部拧好之后,再进行焊接,焊接之后需要进行焊接检测;在进行焊接检测确保焊接质量过后,则进行散铺上层压型钢板与栓钉的焊接、下中层压型钢板散铺与栓钉的焊接;在这些都完成之后,进行下、中、上层钢梯、平台的吊装,最后进行楼盖钢筋混凝土楼板的施工。
3、焊接
3.1焊接顺序的确定
平面内焊接顺序的确定应该从建筑平面的中心向四周扩展,而且焊接过程中需注意结构对称、节点对称以及全方位对称的顺序进行焊接。对于竖向内的焊接顺序为:上层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→压型钢板支托→焊接检验。其中柱与柱之间的焊接可以在梁焊接前进行也可以在之后进行,而且柱与柱之间的焊接应该两面等温、等速的对称且同时进行。柱与梁节头之间的焊接顺序为:H型钢的下翼缘板→H型钢的上翼缘板→梁的一个端头→梁的另一端头。
3.2焊接工艺
焊接工艺的确定是非常关键的环节,其与建筑钢结构的质量息息相关。焊接工艺的确定主要是根据钢板的厚度、结构以及施工现场的条件等进行确定。焊接工艺的确定主要是确定焊接中采用的气体以及采用的焊接方式。
3.3焊接参数的确定
在确定了焊接工艺之后,焊接质量控制部门就需要对工艺进行评定,并编制出一套切实可行的焊接方法及参数。首先,需要确定目标,并找出影响质量的原因,在系统的进行分析,找出相应的对策与措施;然后需要进行反复的试验,确定应用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数;最后通过对焊丝的伸出长度、焊缝层间清理、焊枪施焊角度进行反复的摸索总结出一套操作要领。
结束语
钢结构建筑有着很强的实用性和良好的应用效果,然而在设计和施工中的技术含量以及相关要求也相对更高。因此只有不断加强国内钢结构建筑的设计水平,增加在钢结构建筑防腐、隔音等建筑材料方面的研发力度,提升钢结构建筑施工安装水平,完善施工过程中的质量控制体系,才能推动我国钢结构建筑行业的持续稳定发展。
参考文献
[1]王亚刚.对变电站建筑框架结构及钢结构节点设计的探究[J].价值工程,2011(08)
[2]卢秋玉.对建筑钢结构设计及安装的探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(08)
[3]刘运滔.浅谈我国超高层钢结构施工技术与管理方式[J].中国科技纵横,2010,(15).
[4]孙志锋.浅论高层钢结构建筑施工及管理的相关问题[J].科技致富向导,2012,(2).
关键词:钢结构;设计;施工;问题
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、钢结构设计施工中的常见问题
1、缺乏结构的整体性
钢结构具有整体性特点,但是,目前很多设计人员在实践工作中并没有注意钢结构的整体性,对钢结构整体性的考虑不够全面,在设计时,更加注重追求钢结构的外形美观,而忽视钢结构在建筑物中的重要作用和支撑.这种不科学的设计理念,导致很多建筑物在使用钢结构建设时,建筑物存在一定的质量问题,严重影响建筑物的整体寿命和使用。同时钢结构如果缺乏整体性,也会影响其整体的抗震性能,如果整体性能不够好,其抗展性能也会下降,一旦抗震性能和整体结构出现问题,将会直接威胁人们的生命安全。
2、结构抗震性能不够好
钢结构设计时,整体性能方面缺乏考虑进而必定会导致其抗震性能差,這种现象必定会影响建筑物的整体质量。钢结构整体受力体系对其性能的考核不够细化,对于钢结构的受力体系在不同楼层中有着不同程度的要求,而且钢结构受力体系会随着楼层的增加而体系的不稳定性也越来越强。由于钢结构受力体系的这种特殊性,如果在设计阶段没有充分考虑结构的抗震性能和受力体系,就很容易在后期出现严重的寿命问题,在使用和施工过程中就会出现一些问题。这些都是钢结构设计施工中比较常见的一些问题,这些问题是影响钢结构在建筑中应用的关键部分,因此,设计工作人员应该要总结工作中常见的问题,分析其出现的原因,并且努力寻找解决问题的方法,进而能有效控制钢结构施工问题,通过努力控制质量问题,最终必定能提高钢结构的使用质量,实现钢结构在建筑范围内更大面积的推广。
二、钢结构设计内容
1、钢结构设计水平直接决定了建筑外观形象,也是展示设计者构思理念的创作过程,也是建筑项目的关键和核心。建筑结构设计其重点是通过精致的节点设计以及细致的施工来体现完美的建筑艺术,以一流的建设水平来完成建筑物。
2、钢结构细部设计。钢结构建筑项目通常都十分复杂,在设计中对于精致度要求很高,就要求设计者对建筑物结构细节处理恰当。细部设计直接关系到现代钢结构建筑的品质,建筑物的金属结构杆件,连接金属杆件的节点细部,通常都会暴露在外,提升了建筑物的美感。
3、钢结构防火设计。钢结构的耐火性能十分重要。当处于火灾烈焰之中时,钢结构建筑构件温度会迅速上升,同时钢材的强度会迅速的下降,进而产生很大的结构变形,导致建筑物的结构失稳。所以在钢结构建筑中梁、柱、支撑等承重构件以及组合楼盖的防火性能必须加以保障和强化。例如可以采用防火板包裹,耐热材料喷涂,复合防火等多种途径。目前在现代钢结构建筑中使用最为广泛的是喷涂防火涂料,凭借其操作性强,简便易行的特点得到了迅速的推广。
4、钢结构防腐设计。钢结构建筑中钢材通常会长时间暴露于自然环境之中,必然会遭受风雨等外界环境的侵蚀,出现生锈老化的现象,久而久之其自身承力能力会下降,同时也严重影响了建筑的美观,因此建筑防腐至关重要。新型防腐与构造的研发是解决上述问题的有效途径,然而目前的防腐材料仅仅能保证钢材20年左右的防腐期限,对于大多数设计年限为50年的建筑物来说,后期第二次防腐任务难度较高。
5、钢结构隔声设计。噪声会严重的影响到建筑的日常使用,噪声污染的防治对于建筑使用的重要性也得到了越来越多的重视。采取在建筑物外墙增设隔声材料或结构是一种简单有效的方法,例如混凝土、吸波材料、石膏板墙等都十分有效,此外隔声窗,隔音建筑材质也广泛用于建筑门窗设计中。
三、钢结构施工技术
1、地脚螺栓预埋
在地脚螺栓预埋的过程中,其位置的准确与否对钢结构整体的安装质量有很大的影响。因此,要严格控制标高基准点和基础轴线,定位轴线的偏差应该控制在±2mm之内,而标高偏差应控制在±5mm以内。利用定位钢板进行地脚螺栓的定位固定,可以保证地脚螺栓的定位准确性。在地脚螺栓预埋完成后,要对其进行复测,如果发现位置有偏差,就要对其进行重新布设。
2、吊装
吊是钢结构施工中非常重要的一道工序,其质量与速度在整个工程中起着不可忽视的作用。钢结构在进行吊装之前需要确定吊装的分区以及吊装顺序,这些则需要根据结构的平面和立面形状、结构形状、塔吊个数及位置、现场施工条件等因素进行确定。吊装的总原则为:
2.1平面内均从中心核心筒向四周的方向扩展,即指从中间的一个单元开始,首先组装成一个稳定的刚度柱网单元,然后进行吊柱,在进行吊梁,在一个柱网单元吊装并临时固定之后,再在其左右或是前后吊装两个单元,等到三个单元构件全部吊装完成之后,再进行全面精确的校正。
2.2我们以一柱三层的钢结构为例对吊装的顺序进行分析,首先需要安装4根钢柱以及下层框架梁,进行测量校正,这时的螺栓只是进行了初拧;然后在安装中层框架梁以及上层框架梁,同样在安装之后也需要进行测量校正,在测量之后进行高强螺栓的终拧;在螺栓全部拧好之后,再进行焊接,焊接之后需要进行焊接检测;在进行焊接检测确保焊接质量过后,则进行散铺上层压型钢板与栓钉的焊接、下中层压型钢板散铺与栓钉的焊接;在这些都完成之后,进行下、中、上层钢梯、平台的吊装,最后进行楼盖钢筋混凝土楼板的施工。
3、焊接
3.1焊接顺序的确定
平面内焊接顺序的确定应该从建筑平面的中心向四周扩展,而且焊接过程中需注意结构对称、节点对称以及全方位对称的顺序进行焊接。对于竖向内的焊接顺序为:上层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→压型钢板支托→焊接检验。其中柱与柱之间的焊接可以在梁焊接前进行也可以在之后进行,而且柱与柱之间的焊接应该两面等温、等速的对称且同时进行。柱与梁节头之间的焊接顺序为:H型钢的下翼缘板→H型钢的上翼缘板→梁的一个端头→梁的另一端头。
3.2焊接工艺
焊接工艺的确定是非常关键的环节,其与建筑钢结构的质量息息相关。焊接工艺的确定主要是根据钢板的厚度、结构以及施工现场的条件等进行确定。焊接工艺的确定主要是确定焊接中采用的气体以及采用的焊接方式。
3.3焊接参数的确定
在确定了焊接工艺之后,焊接质量控制部门就需要对工艺进行评定,并编制出一套切实可行的焊接方法及参数。首先,需要确定目标,并找出影响质量的原因,在系统的进行分析,找出相应的对策与措施;然后需要进行反复的试验,确定应用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数;最后通过对焊丝的伸出长度、焊缝层间清理、焊枪施焊角度进行反复的摸索总结出一套操作要领。
结束语
钢结构建筑有着很强的实用性和良好的应用效果,然而在设计和施工中的技术含量以及相关要求也相对更高。因此只有不断加强国内钢结构建筑的设计水平,增加在钢结构建筑防腐、隔音等建筑材料方面的研发力度,提升钢结构建筑施工安装水平,完善施工过程中的质量控制体系,才能推动我国钢结构建筑行业的持续稳定发展。
参考文献
[1]王亚刚.对变电站建筑框架结构及钢结构节点设计的探究[J].价值工程,2011(08)
[2]卢秋玉.对建筑钢结构设计及安装的探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(08)
[3]刘运滔.浅谈我国超高层钢结构施工技术与管理方式[J].中国科技纵横,2010,(15).
[4]孙志锋.浅论高层钢结构建筑施工及管理的相关问题[J].科技致富向导,2012,(2).