建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)分析

1、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)分析 【摘要】：這些年由于國家提倡環(huán)保，鋼結(jié)構(gòu)體系已成為民用住宅建筑中的一種綠色環(huán)保的新型結(jié)構(gòu)體系。本文通過對多層及高層住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)體系的含義及特點，分析鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工技術(shù)。 【關(guān)鍵詞】：鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計；施工技術(shù) 中圖分類號：tu391文獻標識碼： a 文章編號： 引言 隨著我國科技水平的不斷提高以及經(jīng)濟的的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑種類也隨之越來越廣泛的得到應用，特別是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的形式和種類，在各種會展場館、體育場館甚至是各類工業(yè)廠房都可以見到大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應用設(shè)計。國內(nèi)外大跨度建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計趨勢外形是越來越新穎，跨度是越來越大，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來越復雜。鋼結(jié)構(gòu)

2、除了對構(gòu)件的力學分析清楚以外，對零件的構(gòu)成，構(gòu)件的拼接也要有清楚地了解，尤其是目前一些大跨度的空間結(jié)構(gòu)，有時節(jié)點的設(shè)計和施工，會牽涉到整個工程的成敗。這就要求設(shè)計者對鋼材的性能，對連接件(主要是焊條和螺栓)的性能及連接的節(jié)點等都要全面的掌握。 一、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計 1、結(jié)構(gòu)布置 在進行鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置時，首先必須考慮組成整個鋼結(jié)構(gòu)體系的各種鋼結(jié)構(gòu)的特點。例如如果在輕型鋼結(jié)構(gòu)的建筑中，存在著相當大的懸掛荷載，此時可以使用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而不使用門式鋼架結(jié)構(gòu)。為了保證整個鋼架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須認真考慮整個建筑體系的特征、荷載分布、性質(zhì)等諸多因素，并進行綜合處理。 2、預估截面 當鋼結(jié)構(gòu)的形式確定之后，首先可

3、以憑借自己的經(jīng)驗估算構(gòu)件截面，對構(gòu)件截面的尺寸、形狀進行假設(shè)，普通情況下鋼梁可以使用軋制、槽鋼或者h型的鋼截面。按照荷載以及支座的狀況，截面高度一般為跨度的2%5%。在對冀梁寬度進行設(shè)計時，要嚴格按照規(guī)定對梁之間側(cè)向支撐之間的距離進行確定，盡可能不進行鋼梁的整體穩(wěn)定。確定了截面高度和翼緣寬度后，其板件厚度可按規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造規(guī)定預估。柱截面按長細比預估.通常50 3、節(jié)點設(shè)計 節(jié)點設(shè)計時，不僅要考慮節(jié)點受力合理，也要考慮節(jié)點是否便于構(gòu)件安裝，當構(gòu)件安裝困難時，仍需考慮設(shè)計變更。h型鋼框架梁相連接時，若梁的腹板考慮伸入柱兩翼緣間時，因為梁的長度比鋼柱之間的凈距還大，那么框架梁就沒法就位。屋面

4、梁或鋼柱間支撐系統(tǒng)的連接也存在同樣的問題，當斜桿和撐桿相交處的節(jié)點處理不當，撐桿就沒法安裝。常見的不合理節(jié)點如門架牛腿處的加勁板間距離過近，導致相鄰的加勁板有一側(cè)沒有施焊空間?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中的小直徑圓管柱與框架梁連接位置柱內(nèi)加勁板與管口距離較大導致無法施焊。 4、支撐設(shè)計 支撐設(shè)計是保證現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要設(shè)計，通過有效的支撐設(shè)計可以構(gòu)建合理的內(nèi)力分配體系啊，從而有效改善現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度分布狀況，鞏固其薄弱環(huán)節(jié)，從而使整個鋼結(jié)構(gòu)抵御水平荷載的能力更加強大。在進行現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)支撐體系的設(shè)計過程中，必須嚴格遵守下面的原則：實現(xiàn)縱向荷載的明確合理地進行傳遞；確保整個鋼結(jié)構(gòu)平面外穩(wěn)定，給鋼結(jié)構(gòu)以及各組

5、成構(gòu)件的整體穩(wěn)定性設(shè)計側(cè)向支點；使鋼結(jié)構(gòu)的安裝更加快捷方便；滿足現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的強度以及剛度的要求，使其具有更強的可靠性。 5、柱腳設(shè)計 柱腳有多種形式，一般考慮與基礎(chǔ)嵌固比較合適，插入式的柱腳是一種比較好的形式。無論是設(shè)計，還是施工，都很簡單。盡管有時材料會稍多一些，但如考慮加工及安裝費用的節(jié)省，另外還可以免去交叉施工時對地腳螺栓防護的煩惱。二是可以增加嵌固的能力，二次澆灌層的厚度宜100mm，便于找平。按抗震規(guī)范的要求，凡是考慮抗震設(shè)防，柱腳插入深度應是兩倍柱高。 6、焊縫設(shè)計 對焊接焊縫的尺寸及形式等，規(guī)范有強制規(guī)定，應嚴格遵守，焊條的選用應和被連接金屬材質(zhì)適應。e43對應q235，e50對

6、應q345，q235與q345連接時，應該選擇低強度的e43，而不是e50。焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應盡量與被連接構(gòu)件重心接近。其他詳細內(nèi)容可查規(guī)范關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。 三、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù) 1、鋼柱吊裝 鋼柱吊裝一般按照預先劃定的區(qū)域內(nèi)平行順序同時進行。鋼柱吊裝前，應預先在地面上把操作掛籃、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。在吊裝第一節(jié)鋼柱時，應在預埋的地腳螺栓上加設(shè)保護套，以免鋼柱就位時碰壞地腳螺栓的絲牙。鋼柱的吊點在吊耳處，根據(jù)鋼柱的重量和起重機的起重量，鋼柱的吊裝可用雙機抬吊或單機吊裝。鋼柱就位后，先調(diào)整標高，再調(diào)整位移，最后調(diào)整垂直度。 2、鋼梁吊裝 在對鋼梁吊裝前，

7、需要仔細檢查其型號、編號、幾何尺寸、承剪板位置與方向以及焊縫質(zhì)量和螺栓連接面。另外在起吊鋼梁之前，要對鋼梁身上的浮銹和污物進行清除摩擦，并將梁與柱對接的定位線標記于梁身。運用兩點綁匝吊裝法對鋼梁進行吊裝。當?shù)跹b基本就位時，仔細調(diào)整鋼梁的位置使得梁身上的定位線與鋼柱身上的定位線基本吻合，隨機進行點焊操作加固。 3、墻板安裝 外墻板全部采用工廠化加工，運輸?shù)浆F(xiàn)場吊裝，吊裝設(shè)備為塔吊。按照廠家提供圖集施工，由墻板內(nèi)側(cè)膨脹螺栓固定在樓面的通長角鋼和alc板上的專用聯(lián)結(jié)桿連接，縫隙用嵌縫砂漿和密封膠密封。于床連接處在窗四周另加角鋼。內(nèi)墻板施工工藝簡單，工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，不受天氣等情況的制約。內(nèi)墻的安

8、裝基本與外墻類似。衛(wèi)生間、廚房等部位的墻板采用特殊pvc密封膠。 4、鋼結(jié)構(gòu)焊接 當進行鋼結(jié)構(gòu)柱與梁的焊接連接時，所使用引弧板的長度應不小于3倍的焊縫厚度，且焊縫的厚度應當與引弧板厚度相當，焊接結(jié)束后需要切除引弧板時，應保留不小于5mm寬的引弧板。對于鋼結(jié)構(gòu)柱子與梁的焊接，應當先進行梁下翼緣板的焊接，之后再焊接梁的上翼緣板；先焊接構(gòu)件梁的一端，在焊縫溫度降到室溫以后焊接另一端，嚴禁兩端同時施焊。當今進行鋼構(gòu)件分段焊接時，應當在構(gòu)件的中間和四周設(shè)置（壓）鐵，之后從構(gòu)件中間開始向著兩側(cè)展開焊接，嚴格保證兩側(cè)對稱施焊，并注意先進行打底焊道焊接，之后在進行鋼構(gòu)件蓋面焊道和中間焊道的焊接。對于鋼梁頂板、

9、底板與腹板的焊接，應當選用融透角焊縫，在合攏口400mm范圍內(nèi)不可進行焊接。 5、鋼結(jié)構(gòu)的防腐 鋼結(jié)構(gòu)的防腐方法很多，包括改善鋼材材質(zhì)的防腐蝕方法、電化學防腐蝕方法，以及使用金屬或非金屬涂層的防腐蝕方法等。在鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐涂層，仍是目前鋼結(jié)構(gòu)防腐的主要措施之一。過去均為紅丹兩道打底,調(diào)和漆兩道罩面,現(xiàn)在還有這樣的寫法或者寫鋼材表面須認真除銹,均是不符合規(guī)范的要求的。規(guī)范明確規(guī)定:要注明除銹等級和涂料及涂層厚度,一般為sa2.5,推廣使用噴射除銹的方法。因為其不僅除銹徹底,而且能在鋼材表面形成微小的凸凹面,有利于涂料與鋼材的粘結(jié),大大提高防腐年限,當構(gòu)件有殘余應力時,噴射還可以消除部分殘余應力。對于埋入地下的部分應采用混凝土包裹,受侵蝕作用的柱腳不宜埋入地下。 結(jié)語 鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系在我國正處于一個起步階段，國家政策的導向，國民生活的提高對住宅提出的要求等為鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和應用提供了非常廣闊的前景，不遠的將來，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展和應用會有更新的飛躍。 參考文獻 【1】薛發(fā).鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展現(xiàn)狀與前景j.工程建設(shè)與設(shè)計，2012，03. 【2】龔政.許君.輕鋼結(jié)構(gòu)在房