1、对建筑刚结构设计安装简述摘要：我国经济的快速发展，推动了我国城市建筑建设的迅速增长，目前，很多高层建筑都是采用钢结构建造。钢结构建筑在国外已有 110多年的历史，具有自重轻、施工速度快、便于塑造美观造型等特点，在高层建筑当中的运用十分广泛。 关键词：建筑 钢结构建筑 钢结构工程设计安装 1. 前言 21 世纪的人们对建筑的安全舒适度要求越来越高，钢结构建筑凭借其施工速度快、利用空间大、经济适用的特点，倍受人们喜欢和关注，还具有安全、耐久、节能的特点。对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求，建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度，以安全、合理、可靠为设计原则，选择相应的结构体系，一般情况下分
2、为六种：剪力墙结构体系；框架结构体系；框架-剪力墙结构体系；框-筒结构体系；筒中筒结构体系；束筒结构体系。 2. 建筑钢结构的特点 2.1 材质比较均匀 钢材的材质是与力学假定条件的计算比较符合的；因为钢材的内部结构是接近于各向同性的，其材质情况的波动范围也比较小，因此，只要保持在一定应力的幅度内，都能有较好的弹性。由于其实际的受力状态与工程力学计算的结果是较为接近的，所以材质方面较好。 2.2 强度高，自重轻 钢材的强度比较高。钢材结构与钢筋混凝土结构相比，钢结构建筑的竖向构件截面面积小，这就一定程度的增加了建筑的使用面积。同时，钢结构建筑的自身重量也比较轻，因上部结构自重轻，降低了建筑的地
3、震反应力，尤其适合高烈度地区的高层建筑。 2.3 塑性和韧性好 在力的作用下，钢材一般情况下是不会产生脆性破坏，而是会根据受力产生应力重分布效应，体现在结构上就是有了较好的塑性和韧性。总体来说，钢结构良好的塑性和韧性使结构有较好的适应荷载的能力，特别是在强震作用下，钢结构的塑性和韧性都利于结构保持较好的整体性，更利于结构抗震需要。 3. 钢结构设计分析 3.1 构件设计 构件的设计首先要注重材料的选择，比较常用的是 Q235B 和 Q345B，在构件设计中，现行规范使用的是弹塑性的方法来验算截面，这和结构内力计算的弹性方法并不相匹配。 3. 2 节点设计 连接节点的设计是钢结构设计中的主要内容
4、之一，在结构分析之前，就应该充分的思考与确定节点的形式，施工中经常会出现的情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式并不完全一致，这一点是必须要避免的。按传力特性的不同，节点大致分为刚接、铰接和半刚接。 3.3 具体设计 （1）焊接：焊缝的尺寸及形式等要按规范的规定选择。焊条的选用应该和被连接的金属材质适应，原则上是就低不就高。在焊接设计中不能任意加大焊缝，焊缝构造应尽量简单明了，要减少焊接造成的应力集中，其他详细内容可查关于焊缝构造方面的规定。 （2）螺栓连接：铆接形式现在在建筑工程中很少采用，普通螺栓抗剪性能差，可以在次要结构部位使用，高强螺栓使用范围越来越广泛，常用 8.8s 和
5、10.9s 两个强度等级。根据受力特点可分为承压型和摩擦型，两者的计算方法不同，高强螺栓最小规格为 M12，常用 M16M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计使用中应该十分慎重。 （3）节点设计：节点设计必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等，还应该尽可能的方便工人进行现场定位与临时固定，另外，还应该考虑制造厂的工艺水平，例如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。 4. 制作与安装 4.1 钢柱的制作与安装 钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造过程中必须满足现行规范的验收标准。100m 高的超高层钢柱一般分为 812 节构件，钢柱
6、在翻样下料制作过程中应该充分考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米偏差也不能忽略不计。要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。矩形或方形及圆形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。 钢柱标高的控制一般有两种方式： （1）按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过 3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和才算合格。 （2）按设计标高制作安装。这种精度要求较高的层高，应该按照土建的标高安装第一节钢柱底面标
7、高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。不管采用何种安装方式，都应该在翻样下料制作过程中充分表达出来，并且还应符合设计要求的总高度。 4.2 框架梁的制作与安装 高层、超高层框架梁一般采用的都是 H 型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。框架梁应按设计编号正确就位。 框架梁的翻样下料长度不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点
8、焊定位，再焊另一端。腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承压型高强螺栓。采用高强螺栓群连接时，一定要特别注意孔位的精度。 5. 楼盖的安装 高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用。一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖，厚度不小于 120mm。 6. 建筑钢结构安装过程中的质量控制要点 6.1 钢结构件制作过程中重点工序的控制 钢结构工程的施工通常要经过工厂制作和现场安装两个阶段。要严格按照图纸和国家相关标准的要求，控制好加工构件的外观尺寸和焊接质
9、量以及重要部位的精确特别是要保证摩擦面的抗滑移系数和牛腿部位的质量。在加工过程中要严格执行工艺纪律和检验制度，一旦发现问题要及时整改，确保每个构件符合图纸和标准要求，为下一步安装打下良好的基础。 6.2 建筑钢结构紧固件连接的质量控制 首先要保证连接件本身的质量符合相关国家标准，并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、检查高强螺栓出厂证明、批号，对不同批号的高强螺栓抽做轴力试验，符合要求才能使用； 对于通过高强螺栓进行连接的钢结构，制作时首先应注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护，防止污染、锈蚀，保证抗滑移系数；高强螺栓安装要求自由穿入，不得敲打和扩孔。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。 7. 结语 钢结构的设计安装施工质量直接影响着整个工程的质量，所以技术人员在钢结构安装施工过程中一定要从钢材木身质量、构件制作、焊接处理、构件装配、涂装处理等多个方面入手，保证每一环节都符合施工要求，从而提高整个钢结构的设计安装施工质量。 参考文献： 1刘彬.高层建筑钢结构的安装探讨J.民营科技，2013 2马鸣远，丁雪刚.建筑钢结构设计与安装工艺初探J.民营科技，2009
