建筑施工中钢结构的设计与安装.doc

1、建筑施工中钢结构的设计与安装摘 要：钢结构是建筑的重要受力部件，其设计及安装的质量会对工程工期及质量产生重大影响，加强钢结构的设计与安装施工对提高建筑项目的质量有着极为深刻的意义。文章笔者结合工程案例，就钢结构的设计要点与安装施工技术进行探讨，为科学的钢结构施工提出了建设性的建议。 关键词：建筑施工；钢结构；设计；安装 钢结构建筑凭借其强度高、施工速度快、节能环保、抗震性能好等优点，受到了越来越多建筑工程师的青睐。钢结构是钢结构建筑的主要受力部件，其设计与安装将对建筑物的安全性、稳定性与经济性产生直接的影响，为此，笔者结合工程案例，以型钢混凝土梁组合结构为例，总结钢结构的设计要点及安装施工流程

2、。 1 建筑施工中钢结构的设计要求及构造要求 1.1 型钢混凝土梁的要求 1.1.1 型钢混凝土梁中的型钢，应采用工字形轧制型钢或工字形焊接型钢。型钢的布置，宜将一侧翼缘位于受压区，一侧翼缘位于受拉区，设计中应考虑在满足保护层要求和便于施工的前提下，使型钢的上翼缘和下翼缘尽量靠近混凝土截面的近边。 1.1.2 型钢混凝土梁的截面宽度不宜小于 300 毫米；截面的高度和宽度的比例不宜大于 4。 1.1.3 型刚混凝土梁中纵向拉筋不宜超过二排，其配筋率不宜小于0.3%，直径宜取 1625 毫米。 1.1.4 弄钢混凝土梁的腹板高度超过 450 毫米时，在梁的两侧应沿高度方向设置纵向构造钢筋。纵向构

3、造钢筋的间距对于一级抗震，不宜大于 200 毫米；对于二、三级抗震，不宜大于 250 毫米；对于四级抗震和非抗震结构，不宜大于 300 毫米。 1.2 型钢混凝土柱的设计要求 1.2.1 型钢混凝土梁在支座处和上翼缘受有较大固定集中荷截处，应在型钢腹板两侧对称设置支承加劲肋。 1.2.2 型刚混凝土柱中的型钢界面可采用 h 形轧制型钢或 h 形、十字形、箱形焊接型钢。箱形焊接型钢用于型钢混凝土柱时，箱形型钢截面尺寸不宜大于型钢混凝土柱截面的一半。与型刚混凝土柱相连的框架梁可采用钢梁、钢筋混凝土梁、型钢混凝土梁。柱中型钢宜按对称配置设计。 1.2.3 型钢混凝土柱的计算长度与界面短边之比不应大于

4、 30。 1.2.4 型钢混凝土柱的轴压比：考虑地震作用组合的柱，其轴压比不宜大于下表： 表 1 型钢混凝土柱轴压比限值 结构类型 抗震等级 特一级 一级 二级 三级 框架结构 0.60 0.65 0.75 0.85 框架-剪力墙结构 框架-筒体结构 0.65 0.7 0.8 0.90 框支柱 0.55 0.6 0.7 0.80 地下结构的框架柱 0.70 0.75 0.85 0.95 1.3 型钢混凝土剪力墙 1.3.1 按一、二能抗震等级设计剪力墙截面厚度时 （1）当为有边框或翼墙时，底部加强部位的截面厚度应大于剪力墙无支长度和层高的 1/16，同时还应大于 200 毫米；其他部位必须大于

5、剪力墙无支长度或层高的 1/20，同时要超过 160 毫米。 （2）当为无力框或者翼墙的一字形剪力墙的时候，在底部加强处的截面厚度必须超过高度的 1/12，同时还应超过 200 毫米；其他部位必须超过层高的 1/15。 1.3.2 按三、四级抗震设计剪力墙截面厚度时 底部的加强处必须大于层高或者剪力墙无支长度的 1/20；其他地方不得小于层高或者剪力墙无支长度 1/25。 1.3.3 非抗震设计的混凝土剪力墙 非抗震设计的混凝土剪力墙，其截面厚度不应小于层高或剪力墙无支长度的 1/25。 1.4 节点构造 1.4.1 混凝土柱和梁的连接节点，柱内型钢应该使用贯通型。 1.4.2 一般情况下，混

6、凝土柱内型钢与钢梁或者梁内型的连接，使用刚性进行连接，同时柱内型钢翼缘与梁内型钢翼缘应该利用全熔透进行焊接连接；梁腹板和柱现场进行连接的时候，应该利用摩擦型高强度螺栓连接，连接承载力应该能满足型钢传力的要求；进行悬臂梁段翼缘与柱的焊接连接时应采用全熔秀，腹板与柱宜则采用双面角焊接链接，腹板厚度不小于 16 毫米时应利用 k 形坡口焊接连接。 1.4.3 进行节点设计的时候，将型钢混凝土梁、柱中钢筋避开型钢，如果不能避开，可使用钢筋穿孔，但应尽量避免在型钢的翼缘穿孔。如果一定要在柱内型钢腹板上预留贯穿孔，型钢腹板界面损失率应不超过腹板面积的 25%。如果出现钢筋穿孔导致型钢截面损失未能满足承载力

7、要求的情况，可以进行补强，补强时可应用型截面局部加厚的办法。 2 建筑钢结构的安装工艺 2.1 钢柱安装 在柱基临时标高支承块上进行第一节钢柱的安装，在施工前，应把挂篮和登高扶梯等相关施工设备固定好。而在下节钢柱的柱顶上进行其余钢柱的安装，施工前在钢柱的两侧设置能起到固定作用的连接板。 钢柱起吊主要有两种方法：单机吊装法和双机抬吊法。钢柱准备好后，应该首先初校钢柱的轴线、垂直度、牛腿面标高，再进行临时固定螺栓的安装，最后把吊索拆下。 2.1.1 框架钢梁安装 在吊装钢筋之前，应在柱子牛腿处对柱子及标高的距离进行检查。在吊装主梁吊装之前，应在梁上安装好扶手绳及扶手杆，等到主梁吊装准备好后，把扶手

8、绳和钢柱系紧，避免发生安全事故。 应用二点吊的方法对钢梁进行安装，通常情况下，在钢梁上冀缘处开孔，并作为吊点。用钢梁的跨度确定吊点的位置。 安装水平桁架的方法与框架梁的安装方法相似，但是应根据桁架的形状决定吊点的位置，同时为方便安装连接，应该确保起吊后平直。在进行连接螺栓的安装时，应严禁在不了解情况的条件下随意扩孔。 2.1.2 剪力墙板的安装 在钢柱和楼层框架梁两者间进行装配式剪力墙板的安装，一般情况下，安装剪力墙板的方采用以下两种： （1）首先对框架进行安装，然后再到墙板。在安装墙板时，先将墙板吊到就位部位附近，然后进行索具调换，同一时间在分离器两边下放对称索具绑扎墙板，然后再进行起吊安装

9、。这种剪力墙板的安装效率很低，临时搁置尚要采取一定的措施。 （2）先把墙板与上部框架梁组合，然后再进行安装。安装前在地面先将墙板与上部框架梁组合，然后一并安装，在定位之后再连接其他部位。这种安装方法效率高，比较科学合理。组合安装效率高，是个较合理的安装方法。 2.2 标准节框架安装方法 2.2.1 节间综合安装法 此法是在标准节框架中，首先选择一个节间做标准间。在进行 4 根钢柱的安装后立即安装次梁、框架梁以及支撑等，从下到上逐间构成空间标难间，同时还要进行固定及校对。再以此标准间为依靠，依照规定方向进行安装，使框架逐步扩大，每 2 根钢柱安装 1 个节间，直至该施工层完成。国外多采用这种方法

10、，但对现场管理的要求非常严格。 2.2.2 按构件分类大流水安装法 此法是先在标准节框架中安装钢柱，再进行框架梁的安装，然后安装其余的构件，按层进行，由下而上，最终使框架顺利完成。国内目前多数采用这种方法，主要是因为安装时现场的管理有很多不可控的因素，达不到节间综合安装法的要求。 3 结语 在确定钢结构的设计方法以及安装方法中。必须与水电暖卫、通风、土建、电梯等施工单位联合，做好统筹安排、综合分析等工作；在进行安装时，安装顺序必须要保证钢结构的安全性和稳定性。只有在保证设计及安装过程的每一环节的质量，才能真正地提高钢结构项目的施工质量。 参考文献 1 石磊.建筑工程钢结构安装技术J.技术与市场，2011（12）. 2 李恩平，王磊，孙从磊.高层建筑钢结构安装关键技术研究J.青岛理工大学学报，2009（03）.