建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及安裝分析研究

李俊麒 李佳臨

摘要：我國建筑行業(yè)日益發(fā)展壯大，在這樣的大背景下，有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)及安裝成為整個(gè)建筑行業(yè)乃至全社會(huì)關(guān)注的問題。在此問題上，我們應(yīng)本著對(duì)民眾生命安全及國家財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)的態(tài)度，著眼于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提升工程質(zhì)量，保證建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文基于此對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及安裝進(jìn)行分析研究，以期為各建筑單位提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；安裝

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

建筑鋼結(jié)構(gòu)體系種類繁多，例如剪力墻結(jié)構(gòu)體系，筒中筒結(jié)構(gòu)體系，框架結(jié)構(gòu)體系等。實(shí)際施工過程中可根據(jù)建筑的功能、目的、高度以及抗震要求等選擇不同結(jié)構(gòu)體系。無論選擇哪種建筑結(jié)構(gòu)體系，都須要把設(shè)計(jì)安裝工作放在第一位。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1.1 建筑鋼設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，為確保鋼結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性，需要重視設(shè)計(jì)過程中的質(zhì)量控制，嚴(yán)格遵循建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮建筑物耐久性及強(qiáng)度等問題，為了更好地控制建筑物的自重，須在保證建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，盡量減少鋼材使用量。除此之外，建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)過程中還要考慮到建筑物的外形美感。建筑鋼結(jié)構(gòu)一般情況下分為橫向和縱向兩種系統(tǒng)，其中橫向結(jié)構(gòu)主要受建筑物整體影響，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，要注意鋼材的剛度對(duì)橫向系統(tǒng)的影響；而進(jìn)行縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)則需要考慮鋼柱支撐力度、施工難度等更多因素。

1.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)布置的根據(jù)

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)是選型，可結(jié)合建筑鋼結(jié)構(gòu)的受力形式，對(duì)材料的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)。大型的鋼材質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度更大，首先是保證結(jié)構(gòu)自身的平衡，通過計(jì)算機(jī)模擬使用中的承載重力與剪力，觀察鋼結(jié)構(gòu)是否平衡穩(wěn)定，其次需要考慮鋼材型號(hào)問題。就目前來看，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的無論是理論還是技術(shù)上都比較成熟，但在設(shè)計(jì)方面來講是沒有簡單方法可行的，這就給建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作帶來更大難度。因此，在建筑鋼結(jié)構(gòu)的布置和選型上就應(yīng)該將這些因素考慮進(jìn)去。

1.3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的工程判定與結(jié)構(gòu)分析

采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、建筑設(shè)計(jì)相較于傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)分析方式更大的提高了工作效率，同時(shí)也使得數(shù)據(jù)分析更加精準(zhǔn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，施工現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，影響施工的因素也比較多，因此要想提高建筑鋼結(jié)構(gòu)的可操作性，就需要有效結(jié)合實(shí)地考察的結(jié)果和軟件分析的結(jié)果。另外，在判定工程時(shí)，可先利用計(jì)算機(jī)軟件建模，以此分析施工中的優(yōu)勢(shì)及欠缺，以便需要防治時(shí)及時(shí)采取有效措施。

1.4 建筑鋼結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的節(jié)點(diǎn)部分要注意避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)與實(shí)際節(jié)點(diǎn)不完全一致的情況。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件時(shí)，需要考慮到構(gòu)件的材料，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)軟件驗(yàn)算時(shí)需要考慮到結(jié)構(gòu)截面的優(yōu)化問題。只有綜合考慮到這兩個(gè)方面的問題才能使得建筑鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝

2.1 鋼柱的安裝

鋼柱作為建筑物的承重件，可以說鋼柱的優(yōu)劣決定了建筑物的高度，也決定著建筑物的耐用性和安全性。在安裝過程中我們必須嚴(yán)格按照規(guī)定來執(zhí)行，待驗(yàn)收合格之后方可進(jìn)行下一道工序。在控制鋼柱標(biāo)高時(shí)，其中一種方法是按照整個(gè)設(shè)計(jì)一次成型，可不考慮過程中的變形問題，只要達(dá)到設(shè)計(jì)要求就可算合格。另一種方法是使每一節(jié)鋼柱的設(shè)計(jì)均符合設(shè)計(jì)規(guī)范，需要考慮過程中的變形問題。兩種方法精度要求不同，所適用的建筑物也不相同。

2.2 鋼梁的搭建

鋼框架梁具有良好的穩(wěn)定性，可以為鋼柱的連接提供可靠保障。因此在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，鋼框架梁的搭建工作也是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)。一般情況下，鋼框架梁采用工字或是H型鋼架作為建筑工程的框架梁，且在連接時(shí)要選用連接性能較好的剛性材料。鋼框架梁有上下兩翼，起到橫加肋力的作用，區(qū)分鋼梁和鋼柱的連接點(diǎn)。在進(jìn)行鋼框架梁和鋼柱的連接時(shí)，需要區(qū)分鋼梁的編號(hào)，識(shí)別不同的連接位置。在進(jìn)行鋼框架梁的吊裝時(shí)，施工順序要遵循規(guī)定，原則上吊裝、校正、固定三個(gè)步驟要一氣呵成，不能產(chǎn)生累計(jì)偏差，還要使吊裝區(qū)域形成穩(wěn)定的剛性單元。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)的焊接

建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝工期較短，但結(jié)構(gòu)內(nèi)部形式復(fù)雜，因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的質(zhì)量有較高要求。從整體上看施工總量還是比較大的。而建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接作為安裝程序中比較重要的環(huán)節(jié)，對(duì)建筑質(zhì)量和施工安全都有重要影響。就現(xiàn)階段情形來看，基本可以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)高層空間的精確定位，將鋼結(jié)構(gòu)焊接偏差控制在9mm以內(nèi)。建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)需注意如下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，高層建筑物施工中，鋼結(jié)構(gòu)需進(jìn)行對(duì)稱性施工，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和整體上個(gè)對(duì)稱的效果。第二點(diǎn)，在對(duì)柱梁頭實(shí)施焊接時(shí)，需兩名施工人員同時(shí)相對(duì)進(jìn)行施工，不僅如此還需要在施工中保持同樣的溫度和速度。第三點(diǎn)，在焊接梁柱接頭時(shí)，首先需對(duì)H型鋼結(jié)構(gòu)的下翼緣板進(jìn)行焊接，然后對(duì)下翼緣板的柱梁接頭進(jìn)行焊接。

2.4 樓蓋安裝

高層建筑的樓板及樓蓋的平面剛度都比較大，是剪力墻或者筒體與豎向鋼柱的抗側(cè)力構(gòu)建，能協(xié)調(diào)鋼柱與豎向構(gòu)件的變形，樓板與樓蓋的安裝在鋼建筑結(jié)構(gòu)安裝中非常重要，一般采用軋制壓型鋼板加上現(xiàn)澆鋼筋混凝土的形式。而鋼結(jié)構(gòu)混凝土樓蓋設(shè)計(jì)時(shí)大都欠缺這兩個(gè)結(jié)構(gòu)與鋼梁間共同作用的考慮，這樣既增加了用鋼量，也缺乏安全性。

2.5 安全施工、文明施工

作為施工人員，在施工過程中應(yīng)當(dāng)積極主動(dòng)處理施工現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，做好安全事故的預(yù)防預(yù)案，以及安全施工的日常宣傳工作；同時(shí)要進(jìn)行事故演練，落實(shí)安全器具的配發(fā)，同時(shí)還需對(duì)施工人員進(jìn)行安全器具使用的培訓(xùn)；還要明確責(zé)任人和各部門之間的職責(zé)范圍。

3 結(jié)束語

建筑鋼結(jié)構(gòu)從第二次工業(yè)革命至現(xiàn)在已有百余年歷史，鋼結(jié)構(gòu)在各類型建筑中的使用也逐漸增多，可以說它在現(xiàn)代建筑中起著不可替代的作用。目前鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用已非常廣泛，其優(yōu)點(diǎn)也十分明顯。但許多施工單位在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝過程中仍多少存在一些問題，對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，各個(gè)施工單位在實(shí)際操作過程中需嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及法律規(guī)范，保證建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安裝質(zhì)量滿足工程質(zhì)量要求。在使用鋼建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，也要根據(jù)建筑物性質(zhì)及具體的建筑環(huán)境來做最優(yōu)選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]林鵬.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（7）：451.

[2]孫宏良.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安裝及應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2015（12）：171，174.

[3]徐孟利.工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（10）：1588-1588.