建筑钢结构设计的问题与施工技术分析

建筑钢结构设计的问题与施工技术分析

王璐

天津城建大学建筑设计研究院有限公司  天津  300392

摘要：目前，钢结构在现代工程建设中已经得到了广泛的应用，并且将其与传统的砖石结构相比较，前者具有显著的优越性。本文对建筑钢结构设计的问题与施工技术进行了分析与探讨。

关键词：建筑钢结构；设计问题；施工技术

引言

近年来，随着科学技术在建筑行业的不断应用，建筑行业得到了飞速发展，而钢结构工程“高、大、轻”的独特优势使其能够在现代高层建筑项目中应用广泛。人们对其设计与质量的要求也越来越高。

1建筑钢结构设计简单思路与设计规范

在进行钢结构的设计之前，必须要对钢结构的基本内在属性有一个清晰的认识，它是由钢结构所使用的原材料及其所经历的一系列加工过程所确定的，而外部作用则包括各种荷载和气候环境等。与其他建筑结构相比，钢结构在相同荷载作用下的截面更小、截面更薄，所以，在钢结构的设计中，稳定性是一个必须要考虑到的问题，要考虑如何避免失稳。在设计钢结构时，首先应该反复地计算并修改整体设计的极限值，比如，在设计承重结构的时候，首先就需要对承载能力极限和正常使用极限进行计算并加以验证。然后，在钢结构的施工过程中，需要对其可能的失效结果做出相应的假定，并对其采取不同的安全水平和等级，以确保在后续的细节设计中能够精确设置与设计。最后，对于钢结构而言，应该根据工程实际情况对材料、结构方案和构造措施进行合理的选择，优先使用定型的和标准化的结构与构件，选用的钢材应该具备抗拉强度、伸长率、屈服强度（或屈服点）和硫、磷含量的合格保证。

2钢结构建筑施工技术要点

2.1钢架施工技术要点

（1）钢结构施工前的各项准备工作。一是，编制施工组织设计，明确建筑结构的整体建造思路，在施工过程中选择所需要的建筑材料，并对每一个数据进行精确的计算，以免产生错误。二是，在切割前，需对钢板进行适当的表面处理，避免出现起皱、翘曲，同时应做好表面抛光，局部修边，以确保切割后的产品质量；三是，仔细核对钢板的质量、牌号、规格等数据，清理、去除钢板表面的污物，然后在厂里打底，标出切割线。

（2）在生产及安装中应注意的问题。一是，在下料前，需要对钢板进行前处理，以减小其在制造过程中产生的变形，保证板件的平直，并去除其表面的污染物，用洁净的压缩空气和毛刷清除灰尘后，再进行表面除锈；二是，钢结构拼装技术：首先，对钢件和零件的拼装技术，应确保无裂纹、无夹杂物，拼装后的钢件表面不应有明显的凹痕或损伤，划痕深度不得超过0.5mm；其次，针对钢结构焊接要求，可采用超声波探伤技术，当超声波探伤无法判断缺陷原因时，再采用X射线探伤技术，为工程的成功实施奠定基础；然后是钢构件的组装和钢结构的安装要求，焊接H型钢的翼缘板拼接缝与腹板拼接缝的间距应大于200m，安装多节柱时，每一节柱的定位轴线应从地面控制轴线直接引上，以避免更多的误差积累。在完成钢网结构和屋面工程后，应分别对其挠度值进行测量，测得的挠度值不应大于相应设计值的1.15倍，涂料、涂层厚度等均要符合设计要求，以避免腐蚀；最后，针对紧固件的联接需求，检测并验证高强螺栓联接摩擦表面的抗滑系数，并使其满足预期值。

2.2钢结构施工技术分析

为保证钢结构技术在高层建筑中的施工质量和安全，通常在高层建筑的施工中，会将钢结构的快速施工与钢的工业化程度相结合，从而使建筑钢结构施工技术在建筑行业中得到广泛应用。钢材由于其独特的传热性能，是一种导热性能优良的材料，因此，用于高层建筑的钢结构必须具备特定的导热性能。然而，在安全性方面，尽管钢材的强度很高，但在发生火灾的时候，由于钢结构的作用，很有可能会将一整栋高层都给破坏掉。所以，就需要有专业的人士，在建造高层建筑钢结构的过程中，将一系列的消防设施应用到建筑中，以确保在发生火灾的时候，高层建筑可以经受住高温的影响，从而保护高层建筑的安全。所以，专业人员必须对建筑钢结构施工技术进行全面的检测和测试，以提高建筑钢结构的施工效率。

2.3逆向施工技术分析

逆向施工技术在建筑钢结构的施工技术中主要包括：浇筑中间的支撑柱、建筑地下的连续墙、逐层施工的结构等。其原理是：首先，沿着建筑物地下室轴线或周围筑起地下连续墙及其他支护结构，与此同时，在建筑物内部的有关位置，浇筑或打入中间支承桩和柱，作为施工期间在底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。相对于顺向施工技术，逆向施工技术应用于高层建筑中具有三个较为显著的优点：一是，利用地下连续墙的布置方法，使占地面积的增大。二是，采用逆向施工的方法，按分层浇注的方式，可使基坑变形减小。三是，逆向施工技术是指在高层建筑中，对地面和地下两个部分同时施工的一种方法，这项技术可以提高工程的效率。

3建筑钢结构施工质量的控制对策

3.1优化施工技术人员管理

钢结构施工过程中，施工人员的素质直接关系到工程的整体质量。每一位施工技术人员对技术的掌握程度存在差异，在工程二次转包的情况下，会造成一些现场技术人员的知识水平偏低，给整体工程的实施带来了许多质量风险和隐患。此外，因为文化水平有限，施工技术人员在工作态上度也缺少组织性和纪律性，为工程管理带来了一定的难度。为了解决上述问题，建设单位应当建立起一套严谨、科学的管理体系，加强对施工技术人员的培训，以确保他们在施工过程中能实现标准化作业。

3.2优化焊接工艺

目前，焊接技术是钢结构连接技术的一种重要方法，为了确保建筑钢结构的施工质量，必须着手于技术方面，防止焊接过程中出现变形、加固过程中出现锈蚀等问题。一是，施工人员必须掌握良好的焊接技能；二是，在施工过程中，可以使用二氧化碳气体对焊接技术进行防护，从而避免安全隐患，提升焊接技术实施的质量和效率。但是需要注意的是，在执行过程中，所用的气体必须适量，不然很可能会产生相反的效果；三是，施工人员也可以采用埋弧自动焊的方法进行焊接，既可以优化焊接技术，提高焊接质量，也可以为以后的钢筋装配工作提供便利。

3.3施工阶段的质量管理

在项目实施前，施工技术人员应对图纸和操作方案进行认真讨论，如果存在问题，应及时修改和完善方案。同时，在钢结构施工的过程中，每一名施工技术人员都要对施工方案有一个清晰的认识，对每一个施工环节的工作都要有深入的了解，这样才能在保证质量的同时，也能确保施工进度。在工程实施过程中，因为钢材料具有一定的可塑性，故而在经过长时间的外力作用后，会发生一定的变形。因此，要做好施工后期的质量控制工作，对细节展开筛选和检查，一旦发现不够完善的地方，应及时对其进行修整，以确保结构的完整性和耐久性。

3.4革新建筑工艺

钢结构工程的建设中，必须有一套可靠的施工工艺来保证施工质量。首先介绍钢筋混凝土框架的施工工艺及锚固工艺。在高层建筑的钢梁吊装过程中，存在着一定的阻力，对于这种情况，吊装人员需要对现场的情况进行详细的调查，然后才能制定出可行的吊装方案，并对吊装器具进行充分的准备。在进行起重工作之前，要反复检测起重机器，确定无误后才能开始起重工作。施工中应注意的问题包括：加强对横梁和立柱的防护，减少撞车的发生；对钢杆螺栓进行仔细的防护，尽量避免出现磨损的情况；对整个起重过程进行严格的监控，尽量避免起重过程中的安全隐患。

4结束语

综上所述，在现代建筑工程中，钢结构是一种比较常见的结构。建筑钢结构在“高、大、轻”三方面具有独特的优势，本文探讨了建筑钢结构设计的问题与施工技术，以供参考。

参考文献

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