摘要: 近些年，隨著我國經(jīng)濟和科學技術的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都已經(jīng)取得了較大的進步，就建筑行業(yè)來說，也發(fā)生了較大的變化，不再使用自重較大、柱子占建筑面積過大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，取而代之的是鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在國外的發(fā)展和使用已經(jīng)有110多年的歷史了，目前我國大多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)也廣泛使用了鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑技術已趨于成熟，質(zhì)量較穩(wěn)定。本文主要對建筑鋼結(jié)構(gòu)的設計及安裝進行了深入的探討，為以后建筑鋼結(jié)構(gòu)設計和安裝指明了正確的方向。

　　關鍵詞: 建筑;鋼結(jié)構(gòu);設計;安裝

　　Abstract: in recent years, along with our country economy and the rapid development of science and technology, all walks of life have made a great progress, the architectural industry, it has also had the bigger change, no longer use dead weight, their larger of construction area of big steel reinforced concrete structure, instead of steel structure. Steel structures in foreign development and use has a history of over 110 years, at present our country most of the building structure is also widely used steel structure, steel structure building technology has already become more and more mature, quality is stable. This paper focuses on the construction steel structure design and installation thoroughly discussed for later construction steel structure design and installation indicated the correct direction.

　　Keywords: architecture; Steel structure; Design; installation

　　1前言

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)在國內(nèi)和國外有了較長的發(fā)展歷史，這也是被建筑師很重視的建筑材料。根據(jù)建筑不同的結(jié)構(gòu)、使用功能、抗震防裂度的要求不同，堅持合理、科學、安全、經(jīng)濟為基本的設計原則，使用符合條件的建筑結(jié)構(gòu)體系。建筑結(jié)構(gòu)體系主要包含一下幾大類：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)等多種建筑結(jié)構(gòu)體系。

　　2建筑鋼結(jié)構(gòu)的設計分析

　　2.1“概念設計”理念

　　“概念設計”是鋼結(jié)構(gòu)在整個建筑設計過程中最重要的環(huán)節(jié)，具有舉足輕重的作用，而且設計的最重要階段為結(jié)構(gòu)選擇和布置階段，所以，建筑企業(yè)應該充分認識到鋼結(jié)構(gòu)設計的重要性。一個建筑物，如果沒有事先的設計等各項準備工作，建筑過程中再準確的計算、再合理、科學的配合都不能成為一個優(yōu)秀的設計工程。

　　“概念設計”指的是不經(jīng)過精確的數(shù)值計算，對有些問題很難做出準確的規(guī)范和分析時，可以依據(jù)整體結(jié)構(gòu)和分析結(jié)構(gòu)之間的力學關系、實驗現(xiàn)象、工程經(jīng)驗以及相關所學到的設計理念，從建筑結(jié)構(gòu)的整體考慮，確定結(jié)構(gòu)的整體和分體部署以及采取的相應措施。“概念設計”使用概念估算的方法，在建筑方案設計時可以快速、準確的對建筑結(jié)構(gòu)體系的運用進行合理的構(gòu)思和選擇。“概念設計”的方案一般較準確、條理清晰，減少在設計階段后期出現(xiàn)一些不必要的計算。由此看來，建筑結(jié)構(gòu)的設計者要具備較強的“概念設計”理念，應對不同的高難度的建筑形式，為今后的建筑結(jié)構(gòu)設計減小難度。

　　2.2構(gòu)件設計

　　構(gòu)件設計的一個重要問題為建筑材料的選擇，一般常用的設計材料為Q345和Q235。一般，主結(jié)構(gòu)采用同一種鋼種，這樣可以便于管理，如果為了減少成本消耗，在保證質(zhì)量的前提下，也可以適當選擇不同的鋼材進行組合使用。為了保證鋼材強度，要使用Q345鋼材，而為了穩(wěn)定控制，則需采取Q235鋼材。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋼材的產(chǎn)量連年增加，而價格卻在降低，房屋建筑使用鋼結(jié)構(gòu)越來越多，不僅在大項目中使用，在小項目建設中也選用了剛才作為建筑材料。材料多種多樣，給建筑設計師帶來了更多的設計靈感和方法。

　　2.3結(jié)構(gòu)分析

　　建筑結(jié)構(gòu)在實際設計過程中，采用線彈性分析，在條件允許的范圍內(nèi)，考慮有限元軟件、幾何非線性、鋼材的碳素性能，為建筑結(jié)構(gòu)進行準確的分析提供了可靠保證。不是所有的建筑結(jié)構(gòu)分析都用到軟件，常用的結(jié)構(gòu)可以通過調(diào)查力學教材來分析內(nèi)力和變形機理;較簡單的結(jié)構(gòu)則需要手算的方式;較復雜的結(jié)構(gòu)需要利用建筑模型進行設計分析。

　　2.4節(jié)點設計

　　鋼結(jié)構(gòu)的另一個重要設計環(huán)節(jié)為連接點的設計問題。節(jié)點分析要在結(jié)構(gòu)分析之前作出充分的考慮和確定。在鋼結(jié)構(gòu)建筑設計過程中，最常見的一種設計問題為最終的設計節(jié)點和結(jié)構(gòu)分析模型所使用的結(jié)構(gòu)體系不相同，這是一個很大的誤區(qū)，必須想盡各種辦法來避免。由于傳力特性不同，將節(jié)點分為多種形式，例如：鉸接、剛接和半剛接等。前兩種情況很容易進行分析，而且也是常被建筑設計人員所選擇使用的。

　　2.5圖紙方案制定

　　圖紙方案制定包含設計圖和施工詳圖兩方面的內(nèi)容。建筑設計圖是廠家制定施工詳圖的最主要的依據(jù)。設計圖上應該完整標注設計依據(jù)、要求、結(jié)構(gòu)放置、數(shù)據(jù)、使用材料選擇等要求，都應該一一列舉出來，以表格的形式出現(xiàn)。這樣不僅有利于施工詳圖的編制，而且更容易讓人理解設計意圖。

　　施工詳圖也可以稱為“加工圖”，設計要求要滿足各個車間進行直接制造，如果構(gòu)件設計單元的要求不一致，需要再單獨繪制一個表格，并且還要帶有詳細的材料表。

　　3建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝

　　3.1鋼柱的安裝

　　由于鋼柱是決定建筑的層高和總高度的豎向構(gòu)件，所以，在鋼柱的加工過程中要嚴格執(zhí)行國家的相關規(guī)定標準進行驗收。通常情況下，將100米的鋼柱分為8—12個構(gòu)件，在翻樣下料時首先要考慮構(gòu)件之間焊縫的收縮、變形、豎向負載引起的壓縮變形等情況。所以，鋼柱的翻樣下料不等于設計的長度，二者之間有幾毫米的差別，即使再小的差別也不能忽略。每一節(jié)鋼柱都有各自的作用，盡管存在上下兩節(jié)鋼柱的截面積相同也不能調(diào)換它們的位置。而且每一節(jié)鋼柱都要標注不同的編號，以便在使用時容易將其分開，從而保證安裝的質(zhì)量。

　　有些鋼柱結(jié)構(gòu)為方形或者矩形，對于這樣的鋼結(jié)構(gòu)其內(nèi)部要加上勁板，焊接時要嚴格遵守相關的法律規(guī)定，使用熔嘴電渣焊的方法，禁止在箱板上開孔或者采用槽塞焊方法。

　　控制鋼柱的標高有兩種方法：第一，根據(jù)相對標高制作和安裝。鋼柱的長度誤差不要超過3毫米，不需要考慮構(gòu)件之間焊縫的收縮、變形、豎向負載引起的壓縮變形等影響，而建筑物的總高度達到各節(jié)鋼柱制作在允許偏差和以及鋼柱由于負載產(chǎn)生的壓縮變形的總和即為合格。以上鋼柱高度的控制適宜用在12層以下和對層高控制不嚴格的建筑物。第二，根據(jù)設計標高制作安裝。這樣方法適宜12層以上和精度要求高的建筑物上。每一節(jié)鋼柱尺寸的總和與建筑物設計要求的尺寸保持一致。鋼柱在焊接時，由于接頭焊縫的收縮、變形、豎向負載引起的壓縮變形等產(chǎn)生的影響在計算時要算入鋼柱的加工長度中。

　　3.2框架梁的安裝

　　對于高層和超高層的建筑物的框架梁結(jié)構(gòu)要使用H型鋼材，鋼柱和框架梁之間最好使用剛性連接，為了具有較大的支撐力和減少較大變形現(xiàn)象的出現(xiàn)，因此，在鋼柱內(nèi)部和框架梁的邊緣都加入加勁肋。廠商制作框架梁時，為了使鋼柱和框架梁焊接處的節(jié)點能夠更好的連接在一起，保證層高準確性，在安裝框架梁的地方還要安裝懸臂梁。而懸臂梁上下翼的邊緣連接點則需要使用襯板全熔透焊接方法。到目前為止，襯板全熔焊接方法使用較為多見，在焊接時要先焊接框架梁的下翼緣，確定好一端點的焊縫后再焊接上翼緣，固定另一個端點。對于腹板在焊接時則要采用貼角焊接的方式和使用高強度的螺栓進行構(gòu)件之間的連接。高強度的螺栓連接對螺栓的孔的大小要求非常嚴格。就目前的技術條件來看，制孔常使用多軸數(shù)控鉆孔和模板鉆孔方法，多軸數(shù)控鉆孔比模板鉆孔精度高，所以，在使用時要優(yōu)先考慮。在使用模板鉆孔時，保證高強度螺栓的安裝孔和鋼結(jié)構(gòu)安裝孔的精度，最主要的就是選用的模板要具有準確的精度。

　　3.3樓蓋安裝

　　高層和超高層的建筑物的屋蓋平面剛度很大，是豎向鋼柱抗側(cè)力的主要結(jié)構(gòu)部件，更能使鋼柱和各個豎向結(jié)構(gòu)在變形協(xié)調(diào)上起到很好的作用。

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑物的屋蓋常使用鋼承混凝土屋蓋，其厚度在150毫米以上。現(xiàn)如今，大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)建筑物在設計鋼承混凝土屋蓋時設計人員沒有充分考慮屋蓋和鋼梁的共同作用。由于設計人員對板底呈現(xiàn)波形的計算沒有足夠的知識或者認為計算很麻煩，直接按照平板來計算，這樣會導致嚴重的后果，建筑物存在安全隱患而且使鋼梁的用鋼梁增多了。因此，我們要對鋼結(jié)構(gòu)的建筑物樓板進行細致的設計，考慮各種影響因素。

　　4結(jié)束語

　　總體說來，我國經(jīng)濟和科學技術的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都已經(jīng)取得了較大的進步，建筑行業(yè)也如此，發(fā)生了較大的變化，不再使用自重較大、柱子占建筑面積過大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，取而代之的是鋼結(jié)構(gòu)。目前，我國大多數(shù)的建筑結(jié)構(gòu)也廣泛使用了鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑技術已逐漸走向成熟，而且質(zhì)量也較穩(wěn)定。現(xiàn)如今，鋼結(jié)構(gòu)是被建筑師很重視的建筑材料。按照建筑物不同的結(jié)構(gòu)、使用功能等的要求不同，堅持合理、科學、安全、經(jīng)濟為基本的設計原則，使用符合條件的建筑結(jié)構(gòu)體系。重視鋼結(jié)構(gòu)的建筑分析和結(jié)構(gòu)安裝，才能保證建筑物的質(zhì)量。

　　【參考文獻】

　　[1]楊清華，華明偉.建筑鋼結(jié)構(gòu)設計現(xiàn)狀及存在的問題分析[J].城市建設理論研究(電子版),2011(1).

　　[2]王向晨.關于建筑鋼結(jié)構(gòu)設計安裝的幾點思考[J].黑龍江科技信息,200(12).

　　[3]柴昶,文雙玲,張圣華.建筑鋼結(jié)構(gòu)設計的相關技術標準[J].鋼結(jié)構(gòu),2006(2).

　　[4]鄭曉峰.淺談鋼結(jié)構(gòu)設計工作中應關注的問題[J].科技風,2011(6).

　　[5]曲濤.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設計的設計思路和簡單步驟[J].甘肅科技,2007(8).

　　[6]曾國祥.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設計[J].城市建設理論研究(電子版)，2011(16).