建筑钢结构论文范文
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第1篇
关键词：钢结构国外建筑
1建筑用钢占总钢产量的比重
近数十年来，前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家，其钢产量轮流位居世界第一位。因此，这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期，我国在这方面的发展则比较缓慢，水平也相对落后。近几年来，随着我国改革开放政策的实行和推进，我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间，我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年，我国钢产量首次突破亿吨大关；1998年我国钢产量已达11434万t，而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前，我国与发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距，因此，为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。
中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%～25%，而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%.在我国，钢在建筑中主要用于建筑用钢结构，钢筋混凝土用钢筋，钢绞线，钢丝，门窗等，而其中钢结构用钢只占10%左右，在我国一亿吨的钢产量中，真正用于钢结构上的也就200～300万吨。
根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据，美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是：在20世纪50、60、70、80和90年代，以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190，如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出，美国的建筑用金属年销售额增长很快，估计目前已经超过25亿美元，年加工量也已经达到200万吨以上。
2低层、多层建筑钢结构和轻钢结构
美国金属建筑的主要市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。
在美国，低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会（AISC和MBMA）联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%.
轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面，以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“H”型截面做主与梁，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场，我国企业应奋起直追，创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系，以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。
3高层及超高层钢结构
由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的都是钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑，它们是：
1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦（1969年以前一直是最高的）；
1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心（南北两座）；
1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦；
1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦（KLCC，号称目前世界最高，但美国的西尔斯大厦有异议）；
我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层，建筑高度421m，结构高度395m，也跻身于世界最高行列。如果上海浦东环球金融中心大厦（95层460m）建成，则堪称世界最高，实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m，为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑，这又是我国的一大光荣。
巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系，它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能，是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼，该建筑内部布置大开口和大空间庭院，其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析，这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼，63层、高298.74m，也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形，其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦（DIB-200），高800m，地上200层，地下7层，总建筑面积150万m2，由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层（200m）的框筒柱，1～100层设4个柱，101～150层设3个柱，151～200层设1个柱，每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统，进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦，是诺尔曼。福尔特设计的。
4大跨度钢结构
大跨度或较大跨度大都采用钢结构，当然也有用“膜”完成的，但充气膜由于一些缺点近年来很少用，张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。
大跨度钢结构多用于多功能体育场馆，会议展览中心，博览馆，候机厅，飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m（正放四角锥）。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶（Astrodome，直径196m）及新奥尔良超级穹顶（Superdome，直径207m）。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳，建筑直径229.6m，结构直径187.2m，采用三向网格，节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆（拟椭圆形平面，186m×235m），采用的是张拉整体体系的屋盖，主要由索、杆、膜组成，是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆，直径222m，是当今最大的开合钢结构屋顶，而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶（Skydome，直径203m），降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成，并不是最优方案，近年来研究较为成功的是杂交（混合）结构，即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶（TheMilleniumDome），1997年6月开始拟建，仅用一年时间施工，1998年6月举行升顶仪式，该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治，是当今世界跨度最大的屋盖，穹顶酷像飞碟，直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱（柱本身90m）通过总长度70km的钢缆绳悬挂起来的，桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m，中间设有中心索桁架和70m直径环，上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆（Teflon）的玻璃纤维布。工程总面积8万m2，总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然，从理论角度讲，跨度再大的结构也是有可能实现的，为此，日本、美国学者和研究单位都在进行研究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳，覆盖纽约市第23-59号街区，网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图，其中500m为全天候多功能体育娱乐活动厅，1000m为创造理想未来城市，体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入研究，但在桥梁方面，1000m左右跨度已经实现，世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m；最大的悬索桥为日本的名石大桥（1991m），公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥（悬索桥1377m）。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑（覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群），1976年加拿大蒙特利尔，1980年莫斯科，1984年美国洛杉矶，1988年韩国汉城（120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶），1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆（128m），1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶（186m×235m索穹顶）。2000年澳大利亚悉尼主体育场（11万人，两个220m×70m的双曲抛物面网壳）。机场和机库都属于大跨度结构，在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库（一、二期）应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库（2-153m×90m）采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架，其跨度规模之大，在国际上是数一数二的，这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高，更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前，国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面，树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。
5我国建筑钢结构的前景与差距
从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看，建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口，特别是大于50mm的厚钢板，国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大，而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板，具有以下类型：
①有高强度低预热型（以前预热75℃，现在预热50℃）的厚钢板590N/mm2级（HT590级）；
②抗地震的厚钢板，主要有低屈服比高强度钢材（HT590～HT780级）和低屈服点钢板，这种钢材日本重点生产，用于次要结构上，当地震时这种材料先屈服，保证主要结构减少地震损失；
③防火厚钢板。有400N/mm2及490N/mm2，当其在600℃时屈服强度还能达到常温下的2/3；
第2篇
关键词：钢结构国外建筑
1建筑用钢占总钢产量的比重
近数十年来，前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家，其钢产量轮流位居世界第一位。因此，这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期，我国在这方面的发展则比较缓慢，水平也相对落后。近几年来，随着我国改革开放政策的实行和推进，我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间，我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年，我国钢产量首次突破亿吨大关；1998年我国钢产量已达11434万t，而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前，我国与发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距，因此，为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用，我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。
中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%～25%，而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%.在我国，钢在建筑中主要用于建筑用钢结构，钢筋混凝土用钢筋，钢绞线，钢丝，门窗等，而其中钢结构用钢只占10%左右，在我国一亿吨的钢产量中，真正用于钢结构上的也就200～300万吨。
根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据，美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是：在20世纪50、60、70、80和90年代，以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190，如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出，美国的建筑用金属年销售额增长很快，估计目前已经超过25亿美元，年加工量也已经达到200万吨以上。
2低层、多层建筑钢结构和轻钢结构
美国金属建筑的主要市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。
在美国，低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会（AISC和MBMA）联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%.
轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面，以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“H”型截面做主与梁，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场，我国企业应奋起直追，创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系，以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。
3高层及超高层钢结构
由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的都是钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑，它们是：
1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦（1969年以前一直是最高的）；
1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心（南北两座）；
1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦；
1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦（KLCC，号称目前世界最高，但美国的西尔斯大厦有异议）；
我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层，建筑高度421m，结构高度395m，也跻身于世界最高行列。如果上海浦东环球金融中心大厦（95层460m）建成，则堪称世界最高，实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m，为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑，这又是我国的一大光荣。
巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系，它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能，是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼，该建筑内部布置大开口和大空间庭院，其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析，这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼，63层、高298.74m，也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形，其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦（DIB-200），高800m，地上200层，地下7层，总建筑面积150万m2，由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层（200m）的框筒柱，1～100层设4个柱，101～150层设3个柱，151～200层设1个柱，每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统，进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦，是诺尔曼。福尔特设计的。
4大跨度钢结构
大跨度或较大跨度大都采用钢结构，当然也有用“膜”完成的，但充气膜由于一些缺点近年来很少用，张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。
大跨度钢结构多用于多功能体育场馆，会议展览中心，博览馆，候机厅，飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m（正放四角锥）。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶（Astrodome，直径196m）及新奥尔良超级穹顶（Superdome，直径207m）。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳，建筑直径229.6m，结构直径187.2m，采用三向网格，节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆（拟椭圆形平面，186m×235m），采用的是张拉整体体系的屋盖，主要由索、杆、膜组成，是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆，直径222m，是当今最大的开合钢结构屋顶，而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶（Skydome，直径203m），降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成，并不是最优方案，近年来研究较为成功的是杂交（混合）结构，即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶（TheMilleniumDome），1997年6月开始拟建，仅用一年时间施工，1998年6月举行升顶仪式，该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治，是当今世界跨度最大的屋盖，穹顶酷像飞碟，直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱（柱本身90m）通过总长度70km的钢缆绳悬挂起来的，桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m，中间设有中心索桁架和70m直径环，上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆（Teflon）的玻璃纤维布。工程总面积8万m2，总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然，从理论角度讲，跨度再大的结构也是有可能实现的，为此，日本、美国学者和研究单位都在进行研究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳，覆盖纽约市第23-59号街区，网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图，其中500m为全天候多功能体育娱乐活动厅，1000m为创造理想未来城市，体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入研究，但在桥梁方面，1000m左右跨度已经实现，世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m；最大的悬索桥为日本的名石大桥（1991m），公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥（悬索桥1377m）。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑（覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群），1976年加拿大蒙特利尔，1980年莫斯科，1984年美国洛杉矶，1988年韩国汉城（120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶），1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆（128m），1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶（186m×235m索穹顶）。2000年澳大利亚悉尼主体育场（11万人，两个220m×70m的双曲抛物面网壳）。机场和机库都属于大跨度结构，在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库（一、二期）应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库（2-153m×90m）采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架，其跨度规模之大，在国际上是数一数二的，这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高，更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前，国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面，树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。
5我国建筑钢结构的前景与差距
从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看，建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口，特别是大于50mm的厚钢板，国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大，而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板，具有以下类型：
①有高强度低预热型（以前预热75℃，现在预热50℃）的厚钢板590N/mm2级（HT590级）；
②抗地震的厚钢板，主要有低屈服比高强度钢材（HT590～HT780级）和低屈服点钢板，这种钢材日本重点生产，用于次要结构上，当地震时这种材料先屈服，保证主要结构减少地震损失；
③防火厚钢板。有400N/mm2及490N/mm2，当其在600℃时屈服强度还能达到常温下的2/3；
第3篇
本工程由两组L型组合体块组成，建筑层数为地下2层、地上32层，建筑高度地上99.85m。本工程主体结构类型为：H型、箱型及箱型与U型组合钢柱等（见图1），使用钢材主要为Q390GJD—Z25，钢板厚度为70～95mm。
2.工程焊接难点
本工程构件结构形式比较简单，涉及的焊接接头形式主要有对接、角接和角接与对接组合接头。由于钢板厚度较大，故选材上采用低合金高强钢，其屈服强度为390MPa。针对构件类型，焊接时存在如下几方面的难点：①防止正火钢热影响区脆化。②厚板焊接变形控制。③防止母材层状撕裂。
3.厚板高强钢焊接技术
（1）高强钢焊接性分析该钢种属于高强度正火钢，具有良好的综合力学性能和加工工艺性能。其化学成分、力学性能如表1、表2所示。（2）焊接工艺技术第一，焊材的合理选择。根据国家规范GB50661—2011中对焊接材料的推荐使用标准，同时结合焊接工艺性能、焊接材料等强匹配原则，以及不同焊接工艺环境下焊材使用后对母材影响程度来进行选用（见表3）。第二，坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、难度高，若采用窄而深的小坡口进行焊接，则不仅焊缝成形系数偏小，影响一次结晶，容易产生区域偏析，而且在拘束应力大的前提下进而导致焊接热裂纹的产生；若采用大坡口进行焊接，则不仅焊接量大大增加，而且焊缝的焊接残余应力也会随之增加，这对钢结构体系初始应力的控制极其不利，同时也影响工程工期。考虑到厚板焊接接头填充量、焊接质量及焊接残余应力等方面的影响，同时，为便于CO2焊枪在焊接过程中能适当地摆动，采用坡口角度适中，且便于正常情况下焊接的窄间隙焊接（NGW）坡口（见图2）。第三，焊接组合新工艺。为了实现高质量、高效率的厚板窄间隙焊接，需解决窄而深的坡口内侧壁焊接熔合质量、焊接飞溅聚集、工艺参数稳定性及焊接操作的可靠性等问题，避免坡口内焊缝金属的一次结晶产生区域偏析，进而产生热裂纹。鉴于上述原因，提出如下焊接工艺方法：打底焊：采用改造型喷嘴的实芯CO2气体保护焊（见图3）。该方法首先可以保证窄间隙坡口环境下的顺利焊接，此外，利用GMAW的高效及熔深相对较大的优点，可提高焊接质量和效率。填充焊：采用双弧双丝自动气体保护焊接：一方面可以利用其熔嘴的优势取代了埋弧焊机头熔嘴无法进行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率较手工焊有大幅度提高，同时保证焊缝质量。盖面焊：采用双丝埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保证焊缝的表面质量。第四，焊接工艺措施。多层多道错位焊接技术：多层多道焊及合理的焊接参数可减小焊接热输入，从而有效控制焊接变形和焊接应力。在多层多道焊接技术的基础上，加入焊接接头每一道焊道错位连接，即：接头不在一个平面内，通常错位50mm以上。这种技术其显著优点就是上一层焊道对下一层进行了有效的热处理，特别适合于高强钢厚板的焊接。在应用时，可以消除焊接冶金过程中柱状晶并使晶粒细化。同时，对焊接接头的应力应变控制也相当有利，能够提高焊接接头的综合性能。道间温度控制：根据国家标准GB50661—2011要求，在焊接过程中，最低道间温度控制在不低于预热温度。道间温度应在焊缝金属或相邻的母材金属处测得，测量时间选择在电弧经过之前的焊接区域内瞬时测得。由于焊缝较长，未能焊到的地方应采取保温措施。防止温度降低过快，如果焊接区域温度过低，应重新加热。后热与消氢处理：为了加速焊接接头中氢的扩散逸出，防止焊接冷裂纹的产生，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。特别是对于氢致裂纹敏感性较强的厚板焊接接头，采用这一工艺不仅可以降低预热温度，减轻焊工劳动强度，而且还可以采用较低的焊接热输入，使焊接接头获得良好的综合力学性能。焊缝锤击消应力措施：焊缝锤击焊接过程中，在热状态下使用带有小圆弧面的锤子锤击焊缝金属，使焊缝得到延展，从而减小焊件的残余收缩应力。锤击应均匀、适度，避免因锤击过分而产生裂纹。当焊缝温度＜300℃时，锤击力不宜过大；在100℃以下时，禁止锤击。
4.结语
第4篇
1做好梁柱连接、安装工作
梁柱的连接与安装是钢结构施工中一项重要的施工项目，现如今，建筑施工中采用多跨门式钢架时使用斜梁焊接的方式或者采用中柱的方式，这样的方法进行钢结构的施工工作，常常会偏离设计图，在实际中对使用造成不便，甚至还可能引发安全事故。为此，在钢结构梁柱连接、安装施工过程中，要严格按照施工图纸进行施工，施工过程中，发现连接板的厚度需要进行更改，加厚或者是加宽的情况时，需通过焊接的方式来加宽加厚，焊接过程中要注意，按照倾斜度进行焊接，梁柱的焊接工作，对焊接的厚度与宽度要求严格，因此，负责焊接工作的施工人员要有专业的焊接技术，按照要求进行焊接，保证焊接质量达到规定的要求。
2做好柱脚制作与安装工作
在钢结构建筑施工过程中，进行吊装施工要注意的是人为因素的控制，吊装施工中，常常因为人为因素，对钢结构质量造成影响，致使钢结构发生侧向外力现象。该现象在施工当中较为常见，要避免该现象的发生，在预埋螺栓施工中，就要注意钢柱侧边螺栓位置是否准确，是否出现过度靠边的现象。预埋螺栓工作中，施工人员常常忽视预留位置，而预留一定的位置，对提高工程施工质量具有重大的意义。在钢结构施工中，采用到混凝土短柱，在设计上，注意混凝土短柱的强度，保证其强度达到相关要求之后，开展钢结构的吊装工作。施工人员在施工过程中，发现存在抗剪槽等现象时，正确的处理方法是进行柱脚承载拉力的计算，计算承载拉力大小是，承载拉力是否可满足相关要求和良好的控制受力水平。若是没有进行抗剪件的处理工作，需要计算的是吊车水平荷载、水平地震荷载，这两项均要计算，掌握荷载情况，了解柱脚承受的荷载大小，从而保证柱脚的施工质量。
3做好檩条等构件的安装工作
钢结构技术在建筑当中已得到广泛施工，钢结构施工中，安装工作直接关乎着工程质量，钢结构施工重点就是在于安装工作，安装工作中，施工人员为了加快安装速度，常常把檩条、檩托板的螺栓孔径，私自将其扩大，或者是增加长度，这样虽然便于安装，但是对钢结构的稳定性却造成不良影响，因此，为了安全起见，该方式不可采用。檩条在钢结构施工中的作用是进行屋面板的支撑，对于悬挂墙面板而言，其作为一种挂件，并作为整个刚接梁柱隅撑设置。建筑施工中，若是设置了隅撑，就可将钢架平面外的长度适当减少，可提高钢架平面外的稳定性，但是不可忽视的是，檩条、檩托板这两者，只要一者的孔径长度超过规定长度，隅撑将失去本身的作用。此时，施工人员将隅撑角钢、钢梁腹板相焊接，当钢架受到侧向力的作用时，腹板就会受到水平力的作用，致使钢梁失去稳定性。
4做好钢结构建筑施工中高强螺栓安装及其他技术控制
工作在钢结构建筑施工工作中，高强螺栓安装是重要的一项工作，进行高强螺栓的安装，需要严格按照相关程序进行，安装时，根据高强螺栓型号进行安装，将高强螺栓顺利地安装进入孔中，若是扭剪型的高强螺栓，注意安装时需要将有垫圈的倒角与螺母对应。安装螺栓主要螺栓穿入的方向，并且一定要自由进入，不可采用气割的方式来增加孔径，增加孔径应该使用刀绞的方式，孔径增加之后，采用砂轮机将孔边缘的毛刺清除。另外，高强螺栓安装还需要注意，不可在下雨天气里进行安装，安装完毕之后，做好检查工作，查看高强螺栓是否安装到位，并做好相关的记录工作。为了保证工程的施工质量，务必要按照施工图纸进行施工，施工图纸在整项工程当中，起到了指导的作用，若是施工图纸出现问题，钢结构建筑工程在施工中必然存在质量问题。为此，施工前期，进行图纸的绘制工作时，对钢结构图纸给予高度重视，图纸绘制完成之后，技术人员与施工人员等，联合进行审核，确保图纸的实用性与准确性。为了保证图纸的准确性，可以将图纸由施工单位、设计单位进行负责，这两个单位负责图纸的绘制监督工作，图纸绘制时是否满足设计要求，是否达到质量要求等，都由这两个单位负责。而图纸的审查工作，需要具有专业技术的检查人员负责，检查人员认真查看图纸，而其他的工作人员对图纸的内容要了如指掌，当发现图纸存在问题时，立马召开会议进行研讨。另外，负责钢结构建筑施工的工作人员，必须要具有一定的建筑技术，钢结构建筑与混凝土结构建筑不同，对技术要求较高，只有具有专业施工技术的施工人员来完成施工工作，才可确保工程质量。
二结束语
第5篇
1.1螺栓预埋技术钢结构建筑在施工时所使用的技术是多种多样的。螺栓预埋技术就是钢结构建筑施工技术之一。对于预理柱脚螺栓时，应该确保其预理结构的位置准确无误，以满足其施工较高精准度的要求。一旦预理位置出现偏差，就会对后续进行钢柱安装施工等引来一系列的困难，并且及其容易出现质最隐患问题，甚至导致较大的施工安全事故。因此，在进行螺栓预理作业的过程中，必须要确保实际操作中的质量问题，对其要进行严格的质量把关控制，确保数据的准确性。
1.2钢柱吊装技术在钢结构建筑施工技术中，钢柱吊装技术是一项非常重要的施工技术手段，它在钢结构建筑施工中占有非常重要的地位。钢柱是钢结构建筑中所需要的重要部件。钢柱在钢结构建筑施工过程中主要应用于高层建筑总高度以及高层建筑层高的决定性竖向构件。在对钢柱元件进行加工制造的过程中，应该严格的要求它的规格，严格的按照有关规定的标准对其进行合理有效地加工，确保钢结构建筑施工工程中的需求量。钢柱在翻样下料的操作工艺流程中，必须要充分全面地考虑到所存在的负面因素，如由于焊接缝隙而产生钢柱收缩变形的现象，另外，钢柱还可能会产生竖向荷载的现象。因此，对于钢柱的实际操作中的长度不能等同于设计当中的长度。在实际的造作中不能对其有分毫之差，一旦出现一点差错，就很可能影响到整个工程的正常运行。
2钢结构建筑在施工中的质量控制
在进行钢结构建筑的施工过程中，施工图纸在建筑施工中占有主导的作用，施工图纸是保证施工正常进行的前提，同时也是保证施工质量的前提条件。因此，必须重视钢结构在施工前图纸的绘制环节，一定要确保图纸绘制的准确性。可以采用两种方法来确保钢结构建筑图纸的准确性。一是建筑施工单位应该联合设计单位共同对图纸的绘制进行监工，以确保图纸的设计以及绘制的质量。二是在图纸审查的过程中，检查的人员应该认真仔细的对其进行详细的解读，确保其他工作人员能够对建筑图纸所表达的内容都了然于胸。另外，在钢结构建筑施工的工程中，应该确保施工人员拥有一定的建筑技术。有一个良好的施工团队，可以确保建筑的施工质量。
3结束语
第6篇
1．1玻璃钢门窗玻璃钢门窗轻质高强，其拉伸强度为350MPa以上，弯曲强度为260MPa以上，为铝合金的2倍、塑钢的4倍左右，从而弥补了塑钢门窗因强度低容易变形的弱点。玻璃钢型材的弯曲弹性模量较高、刚性好，故玻璃钢门窗适宜较大尺寸的窗或较高风压场合的门窗，且尺寸稳定、隔音性能好。玻璃钢型材的热变形温度为200℃，其线膨胀系数较低，与建筑物和玻璃相当，在冷热温差较大的环境下，不易与建筑物及玻璃之间产生缝隙，门窗的气密性能好，大大提高了门窗的密封性能。与目前市场上使用的铝合金门窗和塑钢门窗相比，优质的玻璃钢/复合材料门窗的节能效果非常好，据有关部门检测，玻璃钢门窗的保温性能优于国家标准中规定的保温性能一级指标。在建筑节能设计标准中，要求门窗材料选用低导热系数的材料，玻璃钢门窗不但密封性能良好，而且有较好的遮阳功能和良好的保温性能。玻璃钢型材对热辐射和太阳辐射具有隔断性，故玻璃钢窗体具有很好的隔热性能。玻璃钢型材耐严寒和耐高温性能好，使得玻璃钢门窗可以广泛应用于严寒和高温地区。由于玻璃钢型材内部树脂和纤维的结构特点，使得其具有微观弹性，有利于吸收声波，从而使玻璃钢窗体具有良好的隔音性能。在建筑物中，门窗、墙体、屋面、地面为建筑能耗的四大部位，其中门窗排列首位，房屋建筑的能源损失中有50%是通过门窗流失的，尤其是公共建筑的窗墙比高达70%，更加大了能源的损失。因此，门窗节能在整个节能建筑中起到至关重要的作用，减少门窗的能源损失是当前建筑节能的主要途径之一，在建筑结构中大力开发使用玻璃钢/复合材料门窗具有十分重要的意义。
1．2玻璃钢模板使用玻璃钢/复合材料制作的模板能够一次性达到通高，而且不易与混凝土相互粘结，所浇筑出的混凝土成品没有横向接缝(只是在竖向上会有一道接缝)，特别是圆柱体，浇筑出来圆度比较准确，且表面光滑平整，无气泡和皱纹，无外露纤维和毛刺现象，其密封性、表面平整度是木模和钢模所无法比拟的，而且色泽一致，垂直角度的误差也较小。采用玻璃钢制作圆柱模板只需要在接口处用角钢加螺栓予以固定，之后用钢丝缆风绳的一端拉住柱筋上端，而另一端只需固定在浇筑之后的混凝土楼板上即可，不需另外设置柱箍或是搭设支撑架。玻璃钢模板与木模、钢模相比易加工成型，可以一次性封模，不用接长，而且玻璃钢模板由于质量轻，拆装非常方便，具有便于清洁和维护等特点。因此，使用玻璃钢模板能够明显地减轻劳动强度，提高建筑施工效率，有利于降低工程造价。另外，玻璃钢模板有较强的耐磨性，所以重复利用次数也较多。
1．3玻璃钢筋混凝土是应用最广的建筑材料，通常采用钢筋来增加其强度，但钢筋存在着腐蚀问题，而建筑腐蚀是全球建筑业所面临的一个十分棘手的问题。当钢筋混凝土在具有侵蚀性的环境中工作时，钢筋在各种腐蚀性气体、添加剂和盐的作用下生锈而使钢筋本身体积膨胀，从而导致混凝土开裂，会降低混凝土的使用寿命。玻璃钢筋通常是以乙烯基树脂、聚酯树脂、酚醛树脂或环氧树脂作为基体材料，以无碱玻璃纤维作为增强材料，采用拉挤工艺成型，具有耐腐蚀性强、电磁绝缘性能优良和力学性能优良的特性。在建筑结构中使用玻璃钢筋增强材料可以提高水泥基体的抗弯、抗拉和抗冲击强度，由于玻璃钢筋的耐腐蚀性强，特别适用于需使用盐防冻的混凝土结构、近海地区的混凝土结构和地下工程。玻璃钢筋具有优良的电磁波透过性，对于某些特殊建筑设施，例如医院中的核磁共振成像室，或采用射频技术来识别预付费客户的公路收费站通道来讲，采用玻璃钢筋是最好的选择。目前，玻璃钢筋已在很多工程项目中得以应用，并有效地替代了钢筋。由于玻璃钢/复合材料筋的力学性能优良和良好的耐腐蚀能力，故具有广阔的开发应用前景。
1．4玻璃钢加固混凝土梁玻璃钢/复合材料作为一种结构加固材料，有与混凝同工作的基础，能适应各种不同的工作环境。玻璃钢的线膨胀系数与普通混凝土相近，这样就不会因温度变化而引起二者之间的粘结破坏，在对混凝土表面进行适当处理后再粘糊玻璃钢，可以保证两者之间有良好的粘结力。玻璃钢片材、板材作为加固材料具有强度高、施工方便且周期短、抗渗性好和耐腐蚀等优点。用玻璃丝布包覆加固混凝土梁，采用环氧树脂作为粘结剂，玻璃丝布与混凝土结合面之间不会发生滑移破坏，粘结面会有效地传递应力。用玻璃钢加固的梁在其初始受力阶段，玻璃丝布的包裹层数对梁的刚度及变形的影响均很小。在受拉钢筋屈服以后，外包的玻璃钢对梁的刚度的作用效果很明显，从而使梁的变形减小。由此可以看出，运用玻璃钢加固混凝土梁可明显提高混凝土梁的受力特性，延长梁的使用寿命，因而具有广泛的应用前景。近几年来，国内外的一些学者相继开展了一种新型的纤维增强复合材料加固方法———内嵌(简称NSM)加固方法的试验研究、理论分析和工程应用。与外贴玻璃钢片材相比，嵌入式加固法除了具有高强、高效、耐腐蚀等优点外，还有表面处理工作量降低等优点。因为外贴加固的表面打磨工序往往耗时较长，而嵌入式加固只需使用专用工具在混凝土表面剔槽，不需进行大面积处理，可以节省工期;玻璃钢因内置而得到较好的保护，其抗冲击性、耐久性、防火性能等得以提高，如用于桥面板负弯矩区加固具有明显的优势;玻璃钢筋或板条可以较方便地锚固于相邻的构件上。随着研究的不断深入，玻璃钢/复合材料作为一种轻质高强、高性能结构材料，在工程加固领域的应用将会越来越广泛，发展趋势良好。
1．5玻璃钢在建筑结构中的其他应用在采暖通风工程中，玻璃钢是一种很好的节能环保材料，从20世纪80年代开始已大量用于制造冷却塔、通风橱、送风管、排气管、栅板及防腐风机罩等。目前，国内研发的玻璃钢/复合材料保温管可用于输送热水及供暖，用以替代传统的金属保温管。玻璃钢可制成波纹板、带肋板、空心板或夹芯板，组成各种形状的拱、壳以及穹顶等空间结构用于工业厂房等结构中，具有易成形、施工方便、质量轻、保温性能好、色泽鲜亮和耐候性好等优点，采用轻质高强的玻璃钢组装件作为建筑材料，将大大减轻工人的劳动强度，减少劳动工时，缩短施工周期，对资源保护和能源消耗也有积极的作用。在美国复合材料制造商协会(ACMA)举办的2010年复合材料大会上，一座两层的房屋获得了大会的“展会最佳奖”，该房屋由预制的以防火玻璃钢为蒙皮的夹层结构板组成;加利福尼亚的复合Kreysler公司获奖的加利福尼亚海湾之屋是一个单体式结构，由9块定制的防火玻璃钢夹层板组成;另一个创新的Kreysler项目是在一个办公楼上采用了仿造石材的玻璃钢建筑外饰。玻璃钢文化墙因其高雅亮丽的外形和独特的艺术风格也备受推崇。另外，玻璃钢/复合材料在冷库、岗亭、仿古建筑、微波塔楼、屏蔽房、野营活动房等领域也得到了广泛应用，并已发挥了重要的作用。
2玻璃钢在建筑结构中的应用前景
第7篇
目前，美国多个州的法律已经规定政府投资项目必须使用BIM技术。而在2010年，日本国土交通省也宣布全国各级政府投资工程将全面推行BIM技术。英国在2011年要求政府工程必须在5年内普及BIM技术。新加坡建设局计划采用BIM技术的业者至2015年将达到80％。韩国则要求500亿韩元以上的建筑项目至2015年必须采用BIM技术进行管理，并在2016年实现BIM技术在全部公共设施项目中的普及[2]。而澳大利亚buildingSMART组织受澳大利亚DIISRTE（DepartmentofIndustry,Innovation,Science,ResearchandTertiaryEducation,工业、创新、科学、研究和高等教育部）委托于2012年的《国家BIM行动方案》（NationalBuildingInformationModelingInitiative）也建议至2016年7月1日，政府建筑采购全部使用基于开放标准的协同信息交换BIM技术。因此，BIM技术不仅是一次建筑设计方法的集成化技术革命，也是一轮建筑师设计思路的整体性颠覆：二维几何绘图表现开始转向了三维全信息构件信息模型集成；离散独立设计逐步走向了协同全过程整体设计。而根据美国斯坦福大学CIFE中心（CenterforIntegratedFacilityEngineering，集成设施工程中心)针对32个项目的深入数字统计研究表明：使用BIM技术可避免40％的预算外更改，节省80％的造价估算耗时，压低10％的成本价格，压缩7％的项目工期[3]。通过使用BIM技术还可以提高造价估算精确度，减少差错以及能源、资源消耗，并具有以下三点优势：1）关联协同的模型信息。BIM技术通过拓扑关系和三维几何建构关联协同的模型信息，全程整合设计信息与施工信息、管理信息：如构件名称、材料特性、结构类别、形体关系；施工工序、成本进度、土方计算、人力控制；工程安全、材料耐久性能、维护成本等。2）识别更新的模型构件。在设计的全生命周期中，BIM技术支撑的信息模型对象是可识别更新的，系统统计分析模型构件信息，并生成关联的文档图形和虚拟形体。同一构件模型能够自动识别，在不同阶段的构件对象修改都可同步整体更新。3）演化拓展的模型整体。BIM技术建立的模型整体概括了演化拓展的建筑全生命周期，设计中模型某个对象出现变更，与之关联的模型构件都会自动得到拓展，二维图纸与三维形体以及四维管理信息进行同步演化。
2当前工业建筑钢结构改造的客观局限性
钢结构建筑属于较为绿色环保的一类建筑，其迎合了可持续的建筑发展需要，已被广泛应用于工业厂房改造建设中。同时，在应力幅度内的钢结构具有良好弹性、韧性，具有较好的抗震性能。综合而言，其发展前景乐观，但由于材料、结构以及施工、设备特性，其长足发展受到一些客观条件的限制。1）工业建筑改造成本高。由于工业建筑改造带来建筑使用功能的变异，设计建造时的设计理论方法与改造后的功能有所不符，结构要求、空间使用要求、规范强制性条文要求也存在较大差异。所以，相对于新建建筑，工业建筑改造在设计初期必须对建造时的设计方案以及工业建筑现状进行全面了解，延续地域文脉，如图1所示。同时所需钢材量大价高，导致整个改造工程需要耗费大量人力物力，成本相对较高。2）施工精确度要求高。工业建筑由于其使用功能要求，空间较为开敞，结构跨度相对较大，但外表皮围护结构不太受重视且较为脆弱。因此，在进行钢结构改造过程中普遍要对原有工业建筑外表皮进行处理，必需对保留的工业遗产进行创新性的改造设计，赋予其全新的功能，使其融入现代城市生活，实现复兴与再生[4]。施工精确度必须较高才能达到预期改造效果，稍有不慎就会破坏原本希望保持的工业建筑风貌。3）钢结构设计难度较大。结构造型设计相较于传统梁板柱建筑较为复杂且成本较高。设计者必须对各种钢结构构架形式，材料受力性能，以及结构荷载进行合理分析计算以获取最优方案，其设计、施工以及维护难度相对较大。
3应用计算机模拟“BIM”技术进行工业建筑钢结构改造项目优势
通过“甩图板”，我国建筑设计行业进行了第一次技术革命，计算机技术开始全面应用于原本依靠手绘的建筑设计领域，然而传统设计软件是针对于传统设计的计算机信息平台，其功能也大多只是为了支撑传统设计流程，如图2所示，容易形成信息孤岛和断层。而应用计算机模拟“BIM”技术的第二次技术革命将二维平台转化为三维、四维、乃至五维应用，在工业建筑钢结构改造项目中具有传统技术无可比拟的优势。
3.1高效性——协调最优改造方案，显著提升工程改造效率在工业建筑改造的钢结构设计前期方案和初步设计阶段，运用BIM技术可以协调建筑师、结构以及设备等各专业工程师，并在BIM模型中进行各专业冲突以及碰撞检验，灵活提供可实现的备选方案[5]。同时向工程甲方以及施工方提供3D模型，以便直观对比得出最优化方案，进而可大幅度加快改造进度。
3.2经济性——控制工程造价，扩展钢结构工业建筑改造工程应用前景“BIM”平台建立了与成本相关数据的时间、空间、工序的5D维度关系，优化人力资源配比，可将工作分解后利用项目调度系统优化钢结构安装方案，统筹完善工业建筑改造的成本控制，如图3所示进行协作。在清晰表达造价关系的同时提供精确的成本信息，使实际成本数据得到高效处理分析，从而有效地控制钢结构工业建筑改造成本较高这一实践短板，扩展应用前景。
3.3便捷性——同步更改二维图纸，降低结构二次设计难度利用BIM模型,三维建筑构件及方案的更改都可以在二维设计图纸中进行同步更新。模型可自动生成同步的各层平面结构图与剖面图，快速完善导出2D结构条件图，制作钢结构的装配节点详图[6]。各视图下的修改内容（构件大小、位置）在关联的配筋、大样图中自动更新，大大降低了设计变更以及细节更改带来的结构二次设计难度。
3.4直观性——参数化搭建装配，可视化模拟四维模型BIM依托三维参数化软件CATIA及相关二次开发技术,可以模拟建立与工程相应的节点系统，自动批量地进行钢结构节点模型的创建，进而将钢结构构件与节点模型结合，搭建完整钢结构BIM模型，实现四维立体可视化，如图4所示。
3.5安全性——全生命周期监控，增加工业厂房改造工程安全性能基于“BIM”平台的建筑工程模拟，可以借助计算机整合各项工程数据，预测监控整个工业建筑钢结构改造项目全生命周期的建筑具体情况[7]，并在早期设计阶段发现后期真正施工阶段以及实际使用时所会出现的各种问题，提前整合并处理后期隐患，减少不必要的能源损失和资源耗费，提高施工、实际使用以及后期维护的工程安全。
4结束语
第8篇
关键词：钢结构
建筑比较
轻钢结构建筑的主要材料是钢结构框架辅以彩色金属压型钢板，由于其框架结构以门式刚架为主，因此，其建筑表现是以门式刚架为基础进行衍化。从总体上说，轻钢结构建筑以简捷明快的特点得到各界认可。按的情况，国内外企业所承建的建筑在建筑表现上其差距主要有以下三个方面：
（一）建筑设计理念上的差距
从本质上讲，轻钢结构的建筑设计仍然执行现行的各种建筑规范，与混凝土建筑没有本质的区别。但其建筑理念由于使用材料的特殊性，确有与混凝土不同的地方，进而使其建筑表现出多种差别。
1、建筑结构设计一体化
混凝土建筑的设计都是按着先建筑设计后结构设计的理念进行设计，而轻钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件，得以使设计程序实现建筑结构一体化设计，即建筑设计完成与结构设计同时完成。目前，国外轻钢结构企业都是遵循这样一条理念，而国内的大多数企业仍执行混凝土建设设计的原则。建筑设计按混凝土建筑的设计方式进行设计，在结构设计的时候一方面很难完整地表现其建筑风格，另一方面也破坏了轻钢结构建筑特有的建筑特色。比如，轻钢结构可以实现大跨度，而混凝土结构很难实现。由于建筑设计工程师不了解这一情况，因此，其设计的建筑可能都是小跨度的建筑，这就有可能失去建设具有恢弘气势的大跨度建筑的机会。这主要由于目前国内众多设计院没有先进的设计软件的原因造成的。今后随着各种先进的钢结构设计软件的普及，这一会得到圆满的解决。
2、围护系统与主体结构设计一体化
在这方面我国企业的基本做法是，主体结构的设计、维护系统的设计分开来进行，而国外普遍的做法是统一进行设计，甚至有些企业仍然执行建筑模数制以保证建筑整体安装的精确度。比如，在两个立柱之间安装内墙板，按前者的做法，内墙板从左柱开始排板是高肋，到右柱都是高肋。实际上这表明按前者的做法不能保证安装的精确度，而后者能保证安装的精确度。
3、配件系统与整体建筑系统设计一体化
国外企业设计的建筑在安装时，基本保证安装结束的时候，地面上没有多余的配件，建筑上也没有缺少的配件。而国内多数企业的情况却是或者少配件，或者多配件。这是因为配件系统的设计与整个建筑系统的设计不统一的结果。而建筑表现也因此受到。当然，这里也有一个配件标准化的问题。
（二）建筑表现形式的差距
轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征，即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面，我们都不同程度的存在差距。
1、建筑规模：国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上，表现得相当出色，特别是一脊双玻或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑，具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品，出自国内企业之手的，目前还不多见。
2、金属压型钢板的线条：线条是表现轻钢结构建筑的风格最独特的特征，这种匀称的线条，或横或纵，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，与传统的混凝土建筑相比较形成极大的反差，体现了强烈的的气息。但国内企业建筑往往在不经意间破坏了这种线条，而使得建筑物整体形象呆板、呆滞。
墙面采光窗的不合理设置，是破坏这种线条的主要原因。如前所述，国内设计多是采用先建筑设计结构设计的方式。建筑设计时，为了考虑建筑采光，在墙面设置了大量的采光窗。这种采光窗虽然满足了采光的需要，但在建筑上却破坏了墙面的线条造型。其实，轻钢结构建筑，由于可以大量使用屋面采光板采光，从而减少墙面开窗的数量，这样就可以非常有效地既保证建筑采光又不破坏墙板的线条。
另外，墙板的线条在板型方面，我们也有差距，这也是线条造型的又一个重要因素。
3、建筑色彩：多种色彩的金属压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩，特别是大胆使用跳跃性色彩和冷色调，可以给人一种明显区别于传统建筑的耳目一新的感觉。色彩的表现包括两个部分，一部分是屋面、墙面板的色彩表现，另一部分是收边泛水等饰件的色彩表现。国内多选择白色、兰色、红色，很少选择褐色黑色、以及多种色彩组合。这既有群体审美意识的趋向，也有国内自己生产的板材色彩单调的问题，还有设计工程师建筑审美问题，更有业主主观武断的问题。
4、建筑变化：国外企业设计的规模较小的建筑在追求建筑风格方面，多借鉴小规模混凝土建筑的建筑风格，包括混凝土建筑的装修装饰表现。虽然规模小，但多富变化，使得小规模建筑表现出灵动的建筑风格。而国内企业，基本是方形建筑，确实缺少变化。
（三）建筑装饰表现的差距
轻钢结构建筑由于使用材料的原因，其装饰效果远比混凝土建筑丰富，这也是轻钢结构建筑更具表现力的主要原因之一轻钢结构建筑的装饰物一般具有双重功能的特点，既有使用功能，又有装饰功能。比如外天沟，它既是天沟有组织排水的功能，又是建筑屋檐重要的装饰物。其他如雨蓬、落水管、收边、泛水等，都是如此。
1、外天沟：国外的外天沟由于装饰功能的要求都设计有多种形式，而国内设计的基本就是一种直角形。
2、山墙檐口收边：因檐口收边必须与天沟一致，所以情况与外天沟相同。
3、落水管（含落水斗）：国外企业设计的落水管都是用较薄的彩板压型而成，表面有2－5毫米高的肋，断面呈方椭圆形，这种肋条既提高落水管的强度，又起到装饰效果的作用。多种色彩选择的细小肋条与墙板比相映成趣，尤其是雨蓬处的两个转弯的落水管优美的弧形变化，堪称轻钢结构建筑一道亮丽的风景线。而国内的落水管多数是PVC落水管，也有一部分采用方形彩板落水管，装饰效果不强。
4、门窗洞口收边：这是表现轻钢结构建筑装饰效果非常重要的因素，也是建筑表现差距较大之一。许多国内企业已经看到这一问题存在，正在不断地改进。这种差距表现在两个方面，一是加工工艺方面，一是收边造型方面。加工工艺方面，国外企业在收边的外侧，都做约5毫米的130度回转卷边，既提高收边的强度，使得收边安装后平挺，又使收边外侧彩板断口得以掩饰。而国内企业基本没有这道工序，所以，收边安装后既不平挺（收边起波浪），也不美观。在收边造型方面，国外各大企业都有各具特色的漂亮的收边造型，比如ABC（上海美建）、（巴特勒）METALLIC（马泰力克）、ZAMIL（科威特匝米尔）等，都有与别人不同的美观的收边造型，而国内企业基本是一种简单的槽形边，显得很单调。当然，收边的选择也有色彩的问题。
5、门窗：门窗既有重要的功能，也是重要装饰物。国外企业门窗是统一设计、标准样式、专业配套因此，门窗与整体建筑是统一的，不会出现因安装门窗而破坏建筑收边、结构的情况。而我们的情况却存在大量问题。门的问题：轻钢结构建筑门的方式主要有卷帘门、推拉门和平开门。国内企业门都是由门的制造商提供，由于没有统一设计、标准样式和专业配套，所以，往往在安装门的过程中，较大地破坏原建筑门洞口收边或结构，损坏整体建筑效果。窗的问题：目前国内设计的窗多为推拉窗。在窗的方面有三个问题：
一个是窗过大破坏了墙面的线条：
第9篇
关键词：钢结构；钢结构特点；发展趋势
钢结构工程同其他结构工程相比，具有材料强度高、抗震性能好、工业化生产程度高、密闭性能好、安全更可靠的特点，决定了过去在一些高度或跨度较大的结构，荷载或吊车起重量很大的结构、有较大振动的结构、高温车间的结构、密封要求很高的结构、要求能活动或经常装拆的结构、桥梁结构中应用比较广。随着改革开放和经济发展，钢结构工程正从跨度大、多层或高层、耐热性等要求高的工业建筑足见向民用建筑发展。
1从我国钢材生产上看，越来越给钢结构建筑发展创造了非常好的物质基础。随着我国经济的发展，随着老钢厂的不断更新，新钢厂不断崛起，越来越多的钢铁基地为了适应市场的需要，成品钢材的品种越来越齐全，热轧H型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高，为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长，产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧H型钢等一批新型钢已开始在工程中应用，为钢结构发展创造了条件。
2从设计、施工、钢结构工业化生产看，越来越多的标志性钢结构建筑，已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工，还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高，一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟，专业性、技术性、规模化更加完善。
随着钢结构建筑的遍地开花，我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑，如：世界第三高度421米的上海金茂大厦，具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，跨度550米的上海卢浦大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心，首钢钢结构厂房建筑群等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。
3从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅起步很晚，只是改革开放后，从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis，并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房；1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅（二层），建在同济新村中；90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。
4钢结构作为绿色环保产品，与传统的混凝土结构相比较，具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构，更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策，其综合经济效益越来越为各方投资者所认同，客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性，引起了政府的高度重视和推广，并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。
5钢结构的发展趋势表明，我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。这存在的巨大市场潜力和发展前景及趋势，主要来源于：
（1）我国自1996年开始钢产量超过一亿吨，居世界首位。1998年投产的轧制H型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。
（2）高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用，都为发展钢结构工程创造了良好的技术条件。
（3）1997年11月建设部的《中国建筑技术政策》中，明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求，使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策。将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。
（4）钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院、研究所，年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂，有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业，上千家中小企业相互补充、协调发展，逐步形成较规范的竞争市场。
6发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料，它属绿色环保性建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。
随着钢结构建筑的发展，钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来，钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。
第10篇
高层建筑钢筋结构设计必须遵循相应的原则：安全可靠性，持久耐用性以及经济适用性。下面将从梁柱主筋受力处钢筋设计，墙梁节点钢筋设计和主梁节点和次梁节点的设计三个方面介绍高层建筑钢筋结构设计。
1、梁柱主筋受力处钢筋设计
高层建筑的钢筋结构中，由于框架柱和框架梁在主筋受力处会产生矛盾，因此在设计中必须考虑框架柱和框架梁的受力问题，坚持“强剪弱弯、强柱弱梁”的设计原则，也就是说，在设计过程中必须保证框架柱受力主筋的位置，避免框架梁截面宽度与框架柱的边长等长或者是框架梁一边与框架柱想重合。为保证上述过程，采取的对策主筋从框架柱内侧通过，框架梁靠近柱侧增加四根钢筋作为架立，用于保证框架梁截面宽度的长度。效果分析：通过以上方法设计梁柱主筋受力处钢筋设计，可以保证柱主筋受力位置的确定，并得到设计师的认可，并在施工中得到广泛应用。
2、墙梁节点钢筋设计
对于框架-剪力墙结构来说，由于主次框架梁都直接放在筒墙体暗梁或过梁的核心处，易出现：如果框架梁截面、暗梁以及过梁具有相同的截面高度，会使框架梁与核心筒的暗梁或过梁在主筋方面产生矛盾。为了避免此种情况的产生，一般采用的设计原则是：依据框架梁在固定端处的弯矩方式，框架梁在支座处应采用上拉动铁处，挤压下铁位置，同时在暗梁或过梁的位置扭动，但要保证暗梁与连梁在箍筋处的完整。如图所示为为固接框架梁弯矩的示意图，可以使大家更好的了解什么是弯矩结构。具体措施为：在过梁的下铁处设置两排少于六根主筋的布置，框架梁下铁则布置在两排少于六根主筋的位置中间，并依照接头全部处于支座周围，并以比例50％错开；框架梁上铁应直接放置在过梁上铁位置，用于保证锚固长度的设计要求；将过、暗梁截面减少5cm，框架梁的上铁直接放置在过梁位置，来保证钢筋保护层的深度。效果分析为：为预防过梁箍筋收到破坏，采取的调整框架梁下铁受力主筋位置的方法已经得到认可；在锚固长度的设计要求下，将过、暗梁截面减少5cm，框架梁的上铁直接放置在过梁位置，来保证钢筋保护层的深度，也得到很多的应用。
3、主梁节点和次梁节点的设计
高层建筑钢筋结构的框架剪力墙设计中，重点是主梁节点和次梁节点的设计，特别是主梁节点的设计已经成为当今剪力墙设计的焦点。传统的设计是：次梁上铁设置在主梁钢筋之上，而板筋却设置在次梁主筋上，这容易导致位置设置出错，便不能满足钢筋保护层厚度的需求，从而严重影响其抗震能力。因此设计的关键是：位于主梁上方的次梁应在延伸到悬挑梁处的主梁的上侧，因而在设计时应保证悬挑梁的尺寸，不能过小。框架梁与劲性柱在主筋上关于锚固长度关系。
二、高层建筑钢筋施工技术
在高层建筑钢筋施工中，首先要做的是统一测量的仪器以及钢尺的量具。我们知道建造高层大楼设计很多的测量仪器，包括：土建方面的测量仪器和钢尺、钢结结构方面的测量仪器和钢尺等，如果不统一这次仪器和钢尺，会严重影响建造的过程以及传递，因而必须采取国家统一的计量单位和标准。其次，应对轴线、标高和地脚螺栓进行定位。一般来说，轴线的定位是依据场地的宽度，在建筑物外部或内部进行确定的。设置控制桩，用于确定经纬仪和激光仪的位置，通常以满足通视、可视为基准。钢柱长度一般采用2-3层为一节，来满足起重量以及运输。每一节的定位柱子到下一节的定位轴线，应从地面引致高空。地螺栓则是用在第一节钢柱时，用于控制平面大小和标高所采用临时措施。再次是钢柱制作与安装。钢柱作为高层建筑中主要的竖向结构部件，在制作过程必须现行规范其验收的标准。钢柱柱脚的环板定位及附件安装为：首先做好防腐或除锈的工作，根据现场吊装要求及运输，确定钢筋长度（一般低于12cm），控制焊接尺寸以及防变形和保持对称，用于实现焊接后的平直，附件安装时应符合需求。最后是钢梁柱的制作与安装。钢梁柱在高层建筑中一般采用的是H型结构，这需要较好的任性和连通性。一般在制造过程中，在框架梁所设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘采用剖口熔透焊缝方式与钢柱相连。在安装时，应先焊接下翼缘，再焊上翼缘，腹板利用高强度螺栓进行连接。
三、结束语
第11篇
轻型钢结构主要应用在不需要承受大载荷的建筑中，目前轻型钢结构已经在工业建筑设计得到了应用，这是由其本身诸多的优势性决定的，例如抗风性、抗震性、保温性、耐久性、健康性、隔音性以及环保性等等。轻型钢结构在应用点较为突出，其特点主要表现在三方面：首先，轻型钢结构具有自重轻的特点。自重轻是支撑轻型钢结构得以广泛应用的重要因素。轻型钢结构之所以自重轻是因为该结构在制作中采用的是轻型焊接的H型钢，其具有较高的截面利用系数，在一定程度上可以节省钢材。其次，轻型钢结构工业化程度高。轻型钢结构整体构造比较简单，并且在制作中所使用的材料也较为单一，因此与其他结构相比更容易实现自动化与标准化生产。不论是从生产角度来说还是从安装使用的角度来说，利用轻型钢结构所建造的建筑一般都具有较高的工业化程度，符合工业建筑要求。最后，轻型钢结构在建筑现场施工速度快，所使用的工期较短，所以在工业建筑中应用该结构可以有效降低施工成本以及生产成本，并且轻型钢结构本身质地较强，对技术要求标准也不是很高，因此在工业建筑中应用较为便捷经济。
2工业建筑轻型钢结构设计的要点分析
2.1适用性
轻钢结构工业建筑的适用性是指在室内物理环境上满足职业规范和生产人员的劳动安全的要求，在空间上要满足生产工艺的需求。在实际的工程设计中，室内物理环境设计往往被人们忽略，它的质量没有得到充分的保证。相反空间设计得到了设计人员的重视。空间设计一般体现在声环境、热环境、光环境等几个方面。
2.1.1声环境
工业建筑中取消钢结构建筑室内噪声的来源主要为三类：振动噪声、雨水撞击声及空气噪声。由于噪音的来源不同，采取的阻断方式也就不同。对于振动噪声，一般采取的办法是采取阻断振源。主要是两种方法：（1）设备自身采取一定的措施，减少震动。（2）在主体钢结构与振源间设隔振沟，可以大幅度提高隔震效果。对于雨水撞击声，一般采用采用具一定的有隔断声音性能的材料来达到减少雨水噪音的目的。为了减少空气带来的噪声，轻钢结构建筑一般采用的是50mm厚的岩棉夹芯板。采用岩棉夹芯板可隔声降噪，使厂房外的噪音达到30分贝以内。
2.1.2热环境
热环境是指由太阳辐射、气温、周围物体表面温度、相对湿度与气流速度等物理因素组成的作用于人、影响人的冷热感和健康的环境。轻钢结构工业建筑主要是通过采用通风和保温隔热来调节室内的热量。在靠屋脊的位置安装通风器可以起到通风效果，采用特殊的隔热材料可以满足要保温隔热的要求。
2.1.3光环境
轻钢结构工业建筑对于室内的采光要求较高，一方面可以节约室内照明，一方面可以保证生产的安全。采光材料的选择应与采光要求和其他围护构件的耐久年限相适应，常用的采光材料为玻璃纤维聚酯（FRP）采光板和聚碳酸酯（PC）采光板。
2.2安全性
轻钢结构工业建筑安全一般指的是防腐、防火、抗风、抗震、防爆及防雷等，文章主要结合结构专业的经验，对轻钢结构工业建筑防火设计进行简要的分析。安全设计是轻型钢结构工业建筑设计中较为重要的设计内容。工业建筑的火灾危险性等级是根据产品的性质特点、原料在整体中所占面积比例和生产工艺及其原料来确定的。而工业建筑的耐火等级还需要结合实际工程的规模来确定。通常，戊类厂（库）、多（单）层厂房在设计中采用轻钢结构时是可以不做防火保护的，这可节约工程造价。对于那些需要做防火处理的结构构件，可以在其表面刷薄涂型防火涂料，以达到防火隔热目的。另外，在建筑中所采用的防火涂料的各项性能指标都需要满足《钢结构防火涂料应用技术规范CECS24：90》中的相关要求。其施工技术也需要严格按照相关规范实施，并且所有钢构构件的耐火极限都需要满足《建筑设计防火规范GB50016-2006》的要求。在设计中，可以根据轻钢结构工业建筑的规模大小，来确定防火等级，采用相关的防火措施。规模较大的轻型钢结构厂房一般为综合性厂房，需按照相关规范分成多个防火分区，采取有效的防火隔断措施。
2.3经济性
采用合理的建筑方案的是控制轻钢结构工业建筑造价的最有效手段。这需要设计师不断的优化方案，使其满足轻型钢结构的生产特点和企业的要求。优化方案设计就包括项目的选址、规划总图位置、划分防火分区、选择建筑材料、确定建筑耐火等级和耐久年限、控制单体规模和设计建筑造型等方面。除了需要满足结构上多方案的比较、得出最优的柱距和断面之外，还需要结合建筑美观、保温隔热等要求选择强度较高的夹心板。为了降低用钢量，结构设计人员需配合建筑、电、水、工艺、暖通等专业的要求适当增加吊挂荷载（尽可能均布）。在结构设计中减少异型构件引起的造价增加，尽可能的采用定型的产品。尽可能的使用建筑模数，以压型钢板等构件的模数尺寸基准设计的结构，材料损耗最少。总之，在满足规范要求的前提下，需要满足建筑功能的和业主的相关要求，在此基础上，尽可能采用最经济、可行的方案来构造材料。
2.4美观与立面
轻钢结构工业建筑的特点是形体简洁、规格统一、体量较大、构建的类型较少，因此轻钢结构应该根据其自身的特点，尽可能的采用较少的构架。它对避雷针、点支玻璃雨棚、企业名称等可起到画龙点睛的作用；对外墙板，如弧形彩钢板、大型氟碳涂层水平安装夹芯平板、高（低）波压型彩钢板、小型彩钢竖直安装平板等材质的变化、光影效果和线条对比也会形成韵律感。
3工业建筑设计中轻型钢结构的设计方法
3.1工业建筑设计中轻型钢结构屋面设计方法
在轻型钢结构屋面设计中，首先是建筑材料与坡度选择，现今我国工业建筑轻型钢结构中的屋面材料主要有太空钢板以及压型钢板等，目前我国工业建筑中应用较为广泛的是金属压型复合保温板、夹心板以及金属压型板，这三种材料各有其不同之处，它们之间的用途也存在一定的差异性。就一般工业建筑而言，建筑屋面坡度越大，那么对屋面排水则越有利，然而若坡度过大也存在一定的弊端，坡度过大会提升排水速度，易产生溅水现象。相应的若坡度过小，排水速度也会相应变小，水流速度过于缓慢易造成积水状况，因此在轻型钢结构设计中一定要合理控制屋面坡度。另外，轻型钢结构屋面材料也是影响工业建筑整体质量的关键因素，在屋面材料选择中相关工作人员应明确工业建筑对材料的实际需求，以此为基础选择价格适中且质量较好的屋面材料，为后期工业建筑奠定基础。本还应该对金属压型钢板屋面构造设计进行合理把控，金属压型钢板屋面构造设计中主要包含板型选择、屋面开洞方式、采光带设置以及压型金属板选择等等，一般情况下大多采用轻型钢结构的工业建筑，为使建筑具备良好的采光与通风效果，会在屋面上部位置合理设置通风孔与采光带。
3.2工业建筑设计中轻型钢结构墙体设计方法
工业建筑中的墙置一般可分为两种，分别是外墙和内墙，根据其不同的受力特点可以将工业建筑墙体分为自承重式轻型墙体以及非承重式轻型墙体，通常情况下我国工业建筑墙体设计中所运用的墙体材料大多数以轻质材料为主，例如彩涂金属压型板夹心板、彩涂金属压型板以及PC板等等，在应用中设计人员应根据建筑要求、设计标准及不同板型材料的优缺点进行合理选择墙体材料。金属压型板墙面系统构造设计的重点在于压型板具体的长度选择以及钢板墙面系统细部构造设计，在墙体金属板选择过程中应全面考虑板块单位面积的覆盖率以及板块承载力水平，在使用中应尽可能的减少或者不出现压型板长向搭接，这样在很大程度上可以节约施工材料。另外在夹心板墙板构造设计中需要对夹心板的节点做法以及及结构布置进行综合考虑，从而科学选择板块的放置方式，在设计中要懂得把握重点，需要对墙体的转角处、窗洞口以及踢脚处进行重点设计，以此来提高轻型钢结构墙体设计整体水平。
3.3工业建筑设计中轻型钢结构加层构造设计方法
轻型钢结构加层设计与建筑中的普通加层存在一定的区别，其不仅具有普通加层的功能，同时还兼具了轻型钢结构本身的特点，在轻型钢结构加层构造设计过程中要考虑轻型钢结构加层的个性特点。轻型钢结构加强的主要方式是在原有建筑主体结构上进行直接性加高，在原有建筑结构的基础上得到加固以及优化主体结构的目的。当然要实现此目的需要一个经济完整并且合理的设计方案，所以做好轻型钢结构加层构造设计十分重要。由于轻型钢结构的刚度比较小、重量轻，因此在加层构造设计中应科学设置足够的横向与纵向支撑，以此来保证轻型钢结构原有的刚度与稳定性。与此同时，在加层构造设计中还要充分考虑轻型钢结构加层构造的地震效应，使板块刚度均匀分布在结构之中。
4轻型钢结构维护结构的细部构造措施
现以某沿路厂房车间为例，介绍轻型钢结构维护结构的细部构造措施。此车间东临次干道，在建筑方案创作中，立面设计成为建筑外观的主要因素。在主体构思中主要借助于护体系的设计而体现。车间立面主要是通过四角柱的T字造型、压型钢板表面的凹凸变化、梯形窗、以及色彩的变化(选择了象牙白、瓷兰色、将军红等较为醒H的颜色应用于墙而)等形成建筑外观的韵律，彰显出工业建筑的卓越品质，并产生较好的效果。
4.1墙体护构造
墙体护表面凹凸变化明显，这在护构造上就提出了与常见厂房不同的构造措施。瓷兰色压型钢板墙体突出象牙白墙体200mm，该处的解决办法是通过在墙内檩条边缘增加附加构件与压型钢板形成特别的连接构造形式，同时做好凹凸部位压型钢板折件的收边处理。
4.2墙面转角处构造
立面墙面转角处采用专门的包角折件进行包边处理，力求达到比例协调、防止渗漏、经济性等设计要求。设计师根据立面高度、压型钢板板型为包角折件设计了合适的收边形式及尺寸，避免收边过大或过小。而且还预留出多的延展宽度，确保折件收边在遭遇环境的冷、热变化时不遭受破坏。
4.2.1窗上、下口
本工程窗口凹凸部分的设计采用两个截面相同的檩条并列焊接在一起，再配合彩钢板板折件包边，从而达到较好的凹凸效果。其他部位的窗上口与墙体的连接处设计了独特的彩钢板折件，并用防水自攻螺丝钉与墙板固定，在窗框处采用密封胶密封，防水效果良好。窗下口与墙体的连接和窗户上口的连接相似，在有些部位也需根据立面效果设计彩钢板折件。
4.2.2窗侧口
窗口与侧墙体的连接和窗户上下口的连接相似，此处不重复表达。
4.2.3檐口构造
檐口的主要作用是汇聚并排出屋面雨水，檐口的构造措施应满足相关要求。本工程采用了女儿墙内置钢天沟的做法，此处处理的重点是钢天沟与屋面板及女儿墙内墙板的连接构造。钢天沟与内墙板之间采用铆钉连接，连接处需加设通常的密封条，为了防止雨水溢出，预制天沟侧板与内墙板搭接要较长一些；在屋面板与钢天沟的连接处应设置与屋面板型号相适应的堵头封填，需将屋面板伸入天沟内不得小于100mm，并在屋面板上面安装滴水挡板。
5结束语
第12篇
【关键词】 刚结构;稳定性;设计
工业建筑钢结构的稳定问题在设计中,设计人员应该注重结构构件的稳定性能,以免在设计过程中发生不必要的失稳损失;其次,随着新型结构的出现,设计人员对其性能认识的不足,从而导致构件的失稳,就这个问题阐述了新型结构现存的问题,并且针对问题论述了产生的原因。
1建筑钢结构的稳定性设计
钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中,由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定,保证工程质量及使用安全,有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。
1.1钢结构稳定性的概念。钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏,但是强度与稳定的概念并不相同、钢结构的强度是一个应力问题,指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度、钢材以其屈服点作为极限强度、而稳定是一个变形问题,构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的,关键是找出这一不稳定的平衡状态,避免变形急剧增长而发生失稳破坏。
1.2钢结构稳定性设计要点。在符合钢结构设计的一般原则前提下,要保证钢结构的稳定性还需满足以下条件:
1.2.1钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑,目前钢结构大多是按照平面体系进行设计,如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳,要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致,如增加必要的支撑构件等。
1.2.2实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的,只进行框架柱的稳定计算、由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的,因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。
2建筑钢结构设计
2.1基本原则。建筑钢结构的设计必须符合一定的原则,确保所设计的结构合理,安全可靠。①所做结构设计应符合建筑物的使用要求,有足够的强度、刚度和稳定性,有良好的耐久性;②所设计结构应尽可能节约钢材,减轻钢结构重量;尽可能缩短制造、安装时间,应便于运输、便于维护,减少成本;③尽量注意美观,对于外露结构有一定建筑美学要求。
2.2设计过程。
2.2.1收集资料:钢结构设计过程的前期准备工作首要的就是要收集相关资料,包括各种环境资料、相关规范和标准等、目前我国实行的是《钢结构设计规范》GB50017-2003其次,还需要了解结构设计的习惯做法,根据以往的设计经验找出最优设计方案。
2.2.2确定结构体系、柱网:钢结构体系的确定主要考虑两个方面:横向结构系统和纵向结构系统。横向系统需要综合考虑建筑使用要求、刚度要求、结构受力情况、材料选用等具体情况来确定;纵向系统一般由相关构件如柱及其支撑、压架、车梁及制动梁或桁架、墙梁等组成、柱网则需要依据建筑使用要求、经济柱距及跨度、建筑美观等方面要求来设计、其它方面的考虑还包括造价、跨度、制作安装难度等。
3建筑钢结构的优势与不足
3.1钢结构的材料优势。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的,和混凝土等其它材料的结构相比,钢结构具有诸多优势:首先,钢材的强度高,塑性和韧性好、强度高使其适用于跨度大或荷载很大的构件和结构,而塑性和韧性好对动力荷载的适应性较强,不会轻易因超载而突然断裂、钢结构还具有良好的吸能能力和延性,这赋予了钢结构优越的抗震性能。其次,钢材内部组织接近于匀质和各向同性,在一定的应力幅度内钢材的反应几乎是完全弹性的,加之冶炼和轧制过程中材质波动的范围小,因此,钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合,有助于提供设计施工的精确性。
3.2钢结构在建筑上的应用优势。钢结构所具备的上述特点使其在建筑应用上具有砖混结构、混凝土结构所没有的独特优势。首先,钢结构自重轻,且延性好,因此所建建筑的抗震性能优良,因其总质量小,地震力效应相应也小,而其良好的延性也能对地震效应起到缓冲作用、混凝土施工时管道般需要在梁底通过,这样会占用较大空间,使楼层净高减少、而使用钢结构可在梁腹板处开孔走管道,因此建造相同的楼层高度,采用钢结构可达到提高层间净高的效果。此外,与传统结构需要“肥梁胖柱”才能建造较大开间相比,由于钢结构轻质高强,因此可以简中实现大跨与复杂几何结构,创造开放式住宅。
3.3钢结构的不足。钢结构因其优势而得到广泛应用,近年来产生的钢结构住宅也促进了住宅产业化的发展进程,尤其钢结构使用过程的环保性还符合社会可持续发展的需要,带来了良好的综合效益、但钢材也存在其固有不足、比如钢材的耐腐蚀性和耐火性较差,因此钢结构使用时需要进行较严格的防护,其防护时费用高于钢筋混凝土结构、钢材虽有一定的耐热性,但在温度达150℃以上时,钢结构需要加隔热层加以保护、钢材不耐火,重要的结构必须注意采取防火措施、钢材的强度高,所做构件多数壁薄且截面较小,受压时为了在强度与稳定之间取得最优,往往满足了稳定的要求,而使得强度不能充分发挥等。
4建筑钢结构设计中应注意的问题
4.1钢结构住宅的设计。钢结构住宅有低层和多层之分、低层一般用于别墅,而多层用于公寓、根据抗震规范GB50011对12层以下和以上房屋的不同要求,建造钢结构住宅一般不宜超过12层。钢结构住宅抗震性能受结构布置规则性影响、因此,其平面布置应力求规则、对称、不规则布置在地震时容易遭到损坏。
4.3钢结构稳定性设计的经验。
4.3.1借助于计算机技术和相关软件的发展,目前钢结构设计中结构和构件的平面内强度及整体稳定计算可由计算机辅助完成,而由设计者对结构和构件的平面外强度及稳定计算,进行分析、计算和设计、为了提高效率和提供方便,在设计时可将整个结构按标高进行分解,简化成不同水平荷载作用下的多个布置形式的结构体系来进行强度和稳定的计算。
4.3.2受弯钢构件的板件局部稳定可以通过几种方式实现:①限制板件宽厚比,使之达到屈曲的极限承载能力,不在构件整体失效前屈曲;②允许板件在构件整体失效前屈曲,然后利用其屈曲后强度达到构件的承载能力;③对梁设置横向或纵向加劲肋,以解决不考虑屈曲后强度的梁的局部稳定问题。
4.3.3轴心受压构件和压弯构件局部稳定也可通过两种方式实现,分别是控制翼缘板自由外伸宽度与其厚度之比和控制腹板计算高度与其厚度之比,如果受压构件为圆管截面,则应控制外径与壁厚之比。
钢结构自重轻、强度高、工业化程度高等优点,在建筑工程中得到了广泛的应用,同时钢结构建筑还符合国家的可持续发展战略、发展钢结构建筑对提高城市建设水平有很大作用、在钢结构设计中要充分考虑材料的优缺点,综合考虑各方面的因素加强对结构的整体稳定、局部稳定以及平面外稳定的设计,克服结构设计缺陷,避免出现失稳事故,加快钢结构应用领域的发展。
参考文献
第13篇
【关键字】超高层建筑，钢结构，吊装施工，关键技术，安全管理
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
一．前言
加强超高层建筑钢结构施工中吊装工程的安全管理工作，有助于提高工程的施工进度和建筑质量，在实际施工过程中建立安全施工的监督管理机制，能够提高施工质量，在超高层建筑施工过程中建立一套完善的安全管理体系是十分复杂和必要的，应该针对建筑物的实际情况，建立切实可行的系统的有效的科学的管理模式。
二．工程概况
深圳市某超高层工程由地下室、裙楼、二座呈镜像对称分布的塔楼组成。建设用地面积14788.29 m2，总建筑面积157425.87 m2，其中地下建筑面积约30158m2，裙房约20234 m2，住宅约100696 m2，幼儿园约1600 m2。建筑基底面积8750.65 m2，容积率8.55，建筑密度59.17％，建筑高度：149.95m。本工程为超高层高尚住宅楼，建筑设计使用年限为100年，建筑防火分类：一类，建筑耐火等级：一级，抗震设防烈度：7度，人防工程等级：六级。结构类型：核心筒－框支剪力墙结构；建筑层数：地上48层，地下4层，裙房2层，19～20层、35～36层设有避难间。其中：①地下室：共四层，结构层高为3.9m、3.9m、3.9m、5.85m，地下四层至地下二层主要用途为车库与各设备用房，人防地下室设在地下四层，人防面积2542 m2；地下一层为商业用房。②裙房（2层），建筑层高分别为6.0m、4.8m，主要用途为商业用房。③塔楼（50层），转换层在3层、建筑层高为3层8.1m；3层以上（4～50）为住宅，建筑层高为2.9m。
本工程钢结构构件的分布情况为：在主塔楼-2至3层顶框支柱KZZ1a、KZZ1～KZZ5，设计采用型钢混凝土柱，转换层采用劲钢梁。劲钢柱56根，劲钢梁31根；型式为两个焊接H型钢交叉而成，壁厚25mm；总用钢量1200吨，由此可见，本工程钢结构吊装工程量是相当大的。另外，由于本工程是旧村改造工程，拆迁面积有限，造成现场施工用地紧张，工期紧凑，因此，钢结构吊装施工是本工程的一大重点和难点。
三．超高层建筑钢结构吊装施工前准备
为了使吊装施工快速、安全的开展，在吊装之前必须做好以下几个方面的准备：
1．检查设计图纸并对图纸进行学习、审核和会审，对图纸中的不详、有疑问的地方及时地向甲方交谈，并对其交谈结果进行确认。
2．组织施工人员熟悉设计图纸与安装规范要求，掌握安装工程验收标准，并备齐相关施工质量检查、验收规范及质量表格。
3．钢构件的加工制作质量以及型号必须符合规范与设计的规定，并有出厂技术文件和合格证明。
4．施工现场必须满足其施工的要求，路面无障碍、地面结实、标高与轴线符合要求。
5．必要的工器具必须准备好，如吊索具、扳乎、垫木、装机械、扭矩扳乎、焊机、乎持电动砂轮、电钻、撬棍、焊钳等。
6．焊条、螺栓、涂料等连接材料必须有相关质量的证明，并符合有关国家标准的规定以及设计的要求。
7．对施工机械进行组装、调试，使其有良好性能。
四．超高层建筑钢结构吊装施工关键技术
1．吊装顺序
不同的建筑工程有着不同的吊装顺序，就本工程而言，其吊装顺序没有明确的规定，则按照实际情况决定。
2．钢梁吊装
本工程钢梁安装经调整后必须满足下列技术要求:钢梁水平偏差为L/1000,目不应大于10. 0mm;钢柱的垂直度偏差为H/1000,目不应大于10.0mm;钢柱间距偏差为士4mm。吊装梁的吊索夹角一般不得大于60度，钢梁的吊点设置在梁的二等分点处，在吊点处的吊耳设置在钢梁上翼缘上，待钢梁吊装就位完成之后割除。钢梁拼装:钢梁在吊装前以地面作为工作平台进行涂装、拼装，用螺栓按要求紧固。钢梁绑扎:钢梁按合理的绑扎点进行两点绑扎。钢梁起吊:在钢梁两端分别绑扎一根缆风绳随钢梁起吊，起吊时保持钢梁两端平衡，钢梁超过钢柱柱顶200mm以上才能徐徐下降，与柱了对位，起吊时要注意风力对起吊的影响。
3．钢柱吊装
在进行钢柱安装定位时，应该注意在每一节钢柱安装完工后对其进行测量调整，在本工程中，要求如下:十字中心线偏差毛小于等于1mm;柱顶标高偏差为3mm;垂直度偏差h/1000,且不应大于10. 0mm。钢柱安装过程中偏差控制要点:地下室钢柱主要包括Z1钢竹柱、Z2箱形柱、Z3日字巨柱。安装时全部采用100t履带吊吊装就位，其最大吊装分段为Z3-3(分段3)钢柱，重量为32. 8t 钢柱安装后，应对柱顶作一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定是否对后一节钢柱的高度进行调整。标高偏差值为3mm，只记录不调整，超过3mm需进行调整。
本工程钢柱安装过程中结构稳定控制措施：
（一）采用揽风绳临时固定。
（二）采用码板进行加强。
（三）采用临时支撑进行固定。钢柱安装过程中垂直度校正措施校正的方法是:大多采用螺旋千斤顶作微调来完成垂直度的校正，校正过程中应边调整边测量，每次调整幅度不宜过大。吊点设置在预先焊好的连接耳板处。为防止吊耳起吊时的变形，采用专用吊装卡具，采用单机回转法起吊。采用4根钢兹绳起吊，起吊时，不得使柱端在地面上有拖拉现象。
五．超高层建筑吊装施工安全管理分析
1．在对超高建筑物钢结构工程的安全管理过程中，应该对楼板混凝土建筑、栓钉熔焊、压型钢板铺设、焊接结构、测量校正、吊装、构件验收和构件制造等环节进行安全管理。在超高层建筑物之中的吊装工程之中，完善安全管理体系是一项具体而负责的工作，应该对在施工过程之中出现的矛盾进行及时的解决、如果没有对过程进行及时有效的控制，不仅会使工程的工期受到损害，同时会使建筑物的质量受到一定程度的影响。
2．对施工过程的管理可以分为安全文明施工、施工工期控制、材料质量控制、焊接质量控制、精度控制、构件安装、吊装前的准备、构件进场验收、构件制造等。在施工的过程中使用整体调整和单柱校正相结合的方式，使超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术与安全管理水平得到有效的提高。
3．在对钢结构进行安全管理的过程中，应该将制造的规范、工艺和工程试验有效的结合起来，最终在实验的过程之中，覆盖所有的接头要求和接头形式，针对在超高层建筑物之中的形式要求和规范要求，进行灵活的选择。与此同时，对于那些富有经验的承包商，应该对其以往的焊接工艺进行评价，在制造钢柱的过程中，应该采取切实可行的工程措施和工艺措施，最终促进施工过程的顺利进行，并使其施工质量得到进一步的提高。
4．在进行吊装的过程之中，安全施工是十分重要的环节，在进行钢结构施工的过程中，因为其具有悬空作业和高空作业的特点，因此，十分容易产生在高空中坠下零件的现象，很容易造成严重的安全事故，为了减少这种安全隐患的产生，应该在施工的现场设立完善的监督安全小组，在每个安装过程中设置专门的人员进行管理，对员工进行在职培训，使员工的安全教育水平得到提高，不断完善员工的安全施工意识，在员工之中树立起“安全第一”的思想。
5．在管理的过程之中，将安全管理知识落实到生产之中。在建立完善的安全管理的基础之上，着重对薄弱部分加强保护，通过安全网的增设和树立安全护栏，使施工现场的文明程度和安全程度得到提高，最终提高超高层建筑之中的安全管理机制。
六．结束语
超高层建筑钢结构吊装施工关键技术对于钢结构吊装施工的质量具有重要的意义，同时加强钢结构吊装施工技术的安全管理对于确保工程安全具有重要的作用。
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第14篇
论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。
一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98。
1、钢材的国产化
国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求，制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》( YB4104-2000)，比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-94) 又前进了一步，其性能指标优于国外同类产品。
2、钢结构设计国产化
截止2003年3月，我国已建和在建的高层建筑钢结构有60 余幢，按其结构类型划分，钢框架-RC核心筒占4314%，SRC框架-RC核心筒占1617%，二者合计6011%；钢框架-支撑体系占1813%；巨型框架占813%；纯钢框架占617%，筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明，目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。
鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究，所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。
国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定，在一般情况下，应遵守规范的规定，否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大，具有可操作性。
钢结构设计分两个阶段，即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式，无构件图、节点图和钢材表等，对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此，建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题，国内应多做一些理论和试验研究工作，比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低，在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面，国际上研究和应用较多，国内应加快进行此方面的研究。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。
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经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、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。
三、钢结构制作与安装
1、钢柱的安装
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8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，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二种方式：
(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，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，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。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用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。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。
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，先一端点焊定位，再焊另一端。
第15篇
【关键词】建筑钢结构；应用；发展；经济效益；结构材料造型
【 abstract 】 with China's economic development, construction steel structure also got more and more good development, especially in China's rapid economic development in recent years, for construction steel structure, it is the best period of development. Construction steel structure because of its light weight, high strength, building space and shape can be flexible layout and good economy has been more and more get the favour of people and attention, plus its and to the country is advocating low carbon the concept of environmental protection and energy saving, therefore, the application field of construction steel structure more and more widely.
【 key words 】 construction steel structure; Application; Development; Economic benefit; Structure material modelling
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
一．建筑钢结构发展的基础
钢的产量与钢的质量是保证建筑钢结构发展的基础。在我国，一九九六年以后，钢的产量便已达到世界的首位，到一九九八年以后，我国的钢的总产量已达到世界的13%左右，同时，建筑钢材料也到得到充分的材料补给。随着钢铁企业生产水平的提高，以及对于新技术的引进，国内的钢结构建筑中，对于钢材的要求越来越高，因为生产出来的钢，其性能必须跟随人们的需求而不断提高。国产钢材中，有种H型钢，它的年产量非常庞大，其规格也已达到七十多种，大大满足了我国的建管钢结构的基本需求。国产的钢材料，其主要性能基本已经达到建筑钢结构的要求，它已达到国外钢产品先进的水平。由此可见，我国的钢材，不管是在数量上、品种上，或者是材质上，都已经被建筑钢结构发展提供有利的基础。
二．综合的经济效益
（一）建筑钢结构优点
1质量轻，强度高
对钢材来说，其强度与其他材料的强度比起来要大得多，如果承载的负荷与承载条件相一致，钢结构的质量与其他材料比起来要轻得多，其截面也小，因此，使用建筑钢结构对建筑物进行施工，能够有效减少成本费用，同时还能减少建筑物使用面积的浪费，是减少工程造价的一个好方法。
2.好的塑性与韧性
钢材在其变形的同时，能够吸收更大的能量，其塑性非常好，这也使得钢结构不容易发生脆性的破坏。另外，钢材料的韧性也相当不错，它能够加强对震动的适应性，是非常有效的抗震材料。正因为这些优点，钢材料才被人们如此热爱，它能够有效加强建筑物的安全与可靠性，成为人们心中最理想的建筑材料。
3.施工周期短
钢结构大多由不同型材所组成，所有构件都经过专业的制造过程所加工，能够用一些相应的机械将其进行连接，也可对其进行拆卸，灵活性非常高。其构件的使用也非常灵活，这些构件都还在工厂加工的时候，现场便可以在同一时间内对构件进行安装，不同工种之间联系不大，相互之间的影响也非常小，无论在哪种气候条件下，都可以进行施工，并且施工速度也非常快。正是由于这些优点，施工周期才可能得到很大程度上的缩减，不仅可以将投资借贷的利息有效地减少，同时还能使该建筑物提前投入到生产中去，对无疑是对经济效益的显著提高。
4.形式灵活
钢结构适用的建筑物结构非常多，不管是高层次的建筑结构还是大跨度的建筑结构，亦或是轻造型的建筑结构，只要梁高一致，它都能够将建筑物完美地布置出来，是个非常具有灵活性的建筑材料。
5.低碳环保
建筑钢结构，其构件一般都是在相关的工厂内完成制作，然后运送至现场进行组装而成。相对于混凝土结构施工而言，钢结构的施工过程基本上没有建筑垃圾产生，噪音污染也非常微小甚至可以忽略不计，同时它还具有重复利用、便于回收、便于拆卸等优点，这些都完全符合国家对建筑环保节能的要求及理念。
（二）结构材料的评价
虽然说，我国已经于十几年前就有了发展钢结构的能力与条件，但是，到目前为止，我国的能力还是非常有限的，与发达国家相比，其中的差距还是非常之大的。那么，到底是什么原因，导致这一问题的呢？其主要原因就是人们对于几十年来形成的用钢观念，还有一个将要原因，便是受过去技术的影响。对于为主，或者是设计人员来说，钢结构的造价要比混凝土结构的造价高得多，因此，要尽可能多地减少对钢材料的使用。许多管理部门等都会将建筑物的胜负量对该工程进行优劣的评价，因此，许多设计人员以及业主都不愿意使用钢建筑结构，这就充分表现了他们对钢结构的认识不足，对钢结构的新技术，以及新的特点所知甚少，从而，很大程度地影响了相关设计人员的设计效率，从而大大限制了钢结构的发展。
经过多年的实践，用事实可以证明，从表面的工程造价来决定是否要选用钢结构，这种决定是非常片面的，在对材料的选择上，除了要考虑直接成本以外，还应从建筑的使用面积，以及结构质量等方面进行考虑，虽然在钢结构的使用上成本使用较高，但是其震害却减少了许多，地基的造价也降低了不少，还能从缩短的施工周期中节约出大量的成本，并提前投产，从而得到更多的收入，这些都能够有效地提高建筑企业的经济效益。
（三）结构造价与直接投资
以某高层建筑物的上部分为例子，经过研究与观察，如果对上部结构建设使用钢结构，那么该建筑的造价则会高出使用钢筋混凝土为建筑材料的造价，其高出倍数为两倍，那么，再深入地对内在造价进行分析，讲稿地基费用，装修、设备、设计等等一些费用后，该建筑物上部结构的造价仅占有了总投资的7.5%到10.5之间，因此，从更深层次的问题中来看，采用钢结构可以有效地新减少工程的造价。
以钢结构中，最难以被破坏的建筑便是轻型房，因为它的受力结构非常合理，工业化水平非常高，施工的速度也非常地快，造价又要比钢筋混凝土低有优势，因此，钢结构的发展前景非常大，甚至它的优势是其他结构所无法比拟的。
（四）施工工期
钢结构的构件一般都是在专门的加工厂被制造出来的，它不仅可以利用机械进行施工，同时还能有效避免对于天气的影响，这就大大保证了工程的施工的质量，由专门人员将制造好的构件运送至施工现场，直接用高强物质进行连接，施工现场的工作量立即被减少了，特别是在现场进行湿作业施工，每一个分项都能分开来单独施工，彼此互不影响，这么一来，大部分的分项都可以同时进行，能够非常有效地将施工周期缩短，效率高的能将施工周期红缩少近一半，绝对能够得到好的经济效益。
在工程的施工过程中，时间是一个非常重要的因素，时间其实也是成本，在时间的减少能够非常有效地增加该企业的经济效益，越早完工，建筑物越早能够赢利，而在施工时的借贷利息也可以得到有效的控制，可见，在时间上，对于成本的控制非常重要，想要有效地减少成本，必须要在时间上下功夫，从时间所能得到的成本回报甚至会远远高于对钢结构的使用所花费的成本。
相关设计人员应将目光放远，把问题看得更深入，更透彻，才能用最高效的方法得到最快最大的回报。
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