張俊杰

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院 太原 030024)

前言

隨著綠色建筑理念的提出，鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸在建筑市場中嶄露頭角，我國越來越多的高層建筑、輕鋼別墅等民用建筑紛紛開始使用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建進行工程建設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)具備施工周期短、施工污染小、施工材料可回收利用等優(yōu)點。為了保障鋼結(jié)構(gòu)能夠安全運用到工程建設(shè)中來，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、搭建技術(shù)、焊接技術(shù)等內(nèi)容進行分析，希望能夠有效提升我國鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)水平。

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)概述

建筑鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板和熱軋型鋼為主組成的一種鋼板骨架結(jié)構(gòu)。建筑鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過工程的焊接加工、鉚釘處理等操作，逐漸形成了建筑鋼結(jié)構(gòu)框架體系。這種新的框架體系與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)相比，具備很高的強度和韌性以及硬度，能滿足建設(shè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的使用標準。目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)模式被廣泛應(yīng)用于圖書館、高層建筑等。由于我國鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展還處于初級階段，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與安裝技術(shù)還有待不斷創(chuàng)新，才能更好的推動建筑市場經(jīng)濟的發(fā)展。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 設(shè)計原則

為了保障建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的安裝穩(wěn)定性和安全性，設(shè)計人員需要按照國家制定出的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原則來開展延誤，有助于提高鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)在進行設(shè)計時，需要深入了解建筑物的最大強度和耐久性，才能合理控制鋼材的重量，保證建筑物的穩(wěn)定性。目前，建筑鋼結(jié)構(gòu)分為橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)。其中，橫向結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量會直接影響整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。而縱向結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量會受到諸多因素的影響。因此，在從事鋼結(jié)構(gòu)建筑物設(shè)計的時候，需要重視建筑物設(shè)計的質(zhì)量，保證建筑物的設(shè)計具備美觀性，才能合理配置鋼材用量。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計

由于鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度與鋼結(jié)構(gòu)的最大承載力和剛度存在密切關(guān)系。在設(shè)計過程中需要結(jié)合工程實際情況考慮鋼結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的變形以及內(nèi)力截面受力大小，避免鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)和截面變形等問題。目前，設(shè)計單位經(jīng)常采用平面體系進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。為了增加鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性，還應(yīng)使用結(jié)構(gòu)整體部署設(shè)計來進行。尤其是進行單層框架或者多層框架設(shè)計時，只需根據(jù)框架柱平面的長度系數(shù)進行計算，就可以知道鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計是否具備很好的穩(wěn)定性。注意，設(shè)計結(jié)構(gòu)中一定要保證鋼街頭傳遞彎曲的時候具備很好的剛度和柔性，保證鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的偏心距離最小。在固定鉸支座時，還應(yīng)該保證簡支梁的抗彎強度，避免梁繞縱軸出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)的位置設(shè)計

建筑鋼結(jié)構(gòu)的位置設(shè)計也影響著整個建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。首先需要考慮鋼結(jié)構(gòu)的受力點，并合理規(guī)劃鋼結(jié)構(gòu)的位置，才能保證鋼結(jié)構(gòu)自身具備很好的平衡性能。其次需要借助計算機技術(shù)進行鋼結(jié)構(gòu)的最大承載力和剪力的模擬分析，驗證鋼結(jié)構(gòu)是否具備很好的平穩(wěn)性。一旦發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)位置的選擇導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性交差，需考慮鋼結(jié)構(gòu)的選材型號。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點是否到位也會影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以設(shè)計人員需要做好鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的有效預(yù)測，避免鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點與設(shè)計節(jié)點存在差異性。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點還可以按照接力、傳力等形式分為剛接、半鋼接、鉸接三種類型。但是，通常情況下鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點連接是根據(jù)轉(zhuǎn)動剛性來實現(xiàn)的。而對于辦剛性節(jié)點的應(yīng)用，還有待深入研究。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)分析

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的搭建

由于鋼結(jié)構(gòu)具備很好的穩(wěn)定性，一般情況下，鋼構(gòu)件制作完畢后，只需要經(jīng)過質(zhì)量檢驗就可以進行安裝施工。鋼結(jié)構(gòu)的安裝流程為：測量、搭建就位準備、鋼柱吊裝、校正并臨時固定、柱最后固定、鋼梁吊裝等。需要穩(wěn)定的框架單元如果無法穩(wěn)固，需要使用纜風(fēng)繩進行固定，避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象。一旦鋼構(gòu)建的柱子和梁完成安裝后，需要即刻做好鋼柱垂直度的調(diào)整，并做好柱腳的封閉和二次灌漿。在工程實際搭建中，框架梁會采用工字或者H型鋼架組喲喂整個建筑工程的框架梁進行搭建，保證連接的鋼材有著最好的剛性。鋼框架梁的上下部位有著兩翼，主要用于區(qū)分鋼梁和鋼柱的連接點及其連接位置，起著橫加勒力的保護作用。而對于螺栓來說，一旦經(jīng)過質(zhì)量驗收合格，就需要立刻進行安裝。另外，澆筑混凝土之前，還需要使用應(yīng)用定型卡盤將螺栓的位置卡住，并使用鋼板孔對螺栓位置進行固定，使用塑料薄膜做好有效防護后涂刷一層防滑油，才能避免螺栓生銹。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的焊接

當鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建搭建完成后，還需要做好每個連接點的焊接工作。焊接技術(shù)選擇錯誤會直接降低鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛性，導(dǎo)致整個鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性下降。為此，選擇最優(yōu)的焊接技術(shù)至關(guān)重要。焊接人員在確定最終焊接技術(shù)前，還需要進行焊接試驗，結(jié)合焊接過程中出現(xiàn)的問題對焊接工藝進行優(yōu)化和改善，才能不斷提升焊接技術(shù)的專業(yè)性，提升焊接質(zhì)量。在正式焊接之前，還需要對鋼結(jié)構(gòu)的表面進行清潔處理，保證整個平面干凈整潔。而在焊接的過程中，需要保證氧氣的純度，才能將切割技術(shù)的最大優(yōu)勢發(fā)揮出來，確保焊接的過程中不會發(fā)生形變。而對于重要的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說，在進行焊接之前還應(yīng)該對焊接的部位進行預(yù)熱，當焊接完成后需要進行適當?shù)睦鋮s處理，才能有效避免焊接過程中出現(xiàn)冷裂紋。焊接工作的質(zhì)量與焊接人員的技術(shù)能力直接有著直接影響關(guān)系，焊工的技術(shù)水平往往決定著焊接縫的質(zhì)量。為此，需要加強焊接工程的施工管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理。

3.3 鋼柱結(jié)構(gòu)的安裝

鋼柱結(jié)構(gòu)完成焊接后，還需要嚴格遵守安裝順序和吊裝處理，以便快速完成鋼結(jié)構(gòu)框架體系的構(gòu)建。首先在正式吊裝前需要對鋼柱進行耳板焊接處理，并及時綁扎固定鋼柱的爬梯。其次，清理鋼柱內(nèi)的雜物，在吊裝過程中，需要保證吊點的對稱性以及鋼柱結(jié)構(gòu)吊裝處于垂直狀態(tài)。在相對標高的位置對鋼柱結(jié)構(gòu)樓層的標高進行管理，保證鋼柱結(jié)構(gòu)喬裝錢的標高處于可控制狀態(tài)。之后，做好上下鋼柱連接的校正，及時割掉連接板，打磨表面后做好防銹處理，避免切割過程中損傷到母材。當框架結(jié)構(gòu)的主梁和鋼柱結(jié)構(gòu)完成吊裝后，需要對螺栓進行有效連接處理。最后需要對鋼柱重澆灌混凝土，以便穩(wěn)定鋼柱的穩(wěn)定性。螺栓安裝的注意事項，第一個螺栓在第一次連接時，一定要擰緊。當?shù)诙€螺栓連接后并擰緊時，還需再次對第一個螺栓進行檢查，是否出現(xiàn)松動現(xiàn)象。如果出現(xiàn)松動問題，需再次擰緊。保證兩個螺栓的松緊度處于高度一致狀態(tài)。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計及安裝技術(shù)對于整個建筑工程來說，至關(guān)重要。在進行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要重視每一項設(shè)計及安裝內(nèi)容，對設(shè)計、安裝過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題制定出合理的控制措施建議，才能保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高建筑工程的質(zhì)量。