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關(guān)鍵詞：碳素結(jié)構(gòu)鋼 不銹鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼 新舊牌號 對照

中圖分類號：TG14 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0246-01

碳素結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼以及低合金結(jié)構(gòu)鋼為工程常用鋼，占世界鋼產(chǎn)量的80%以上[1]。近年來，隨著中國鋼材市場與世界的接軌，結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）不斷進(jìn)行修訂、頒布和實(shí)施，鋼種牌號也相繼更新，形成了一套全新的牌號系統(tǒng)。由于歷史的沿襲，很多企業(yè)的工程技術(shù)人員在工作中仍然習(xí)慣使用舊牌號，這無形中給鋼材采購、設(shè)計以及生產(chǎn)加工帶來相當(dāng)程度的不便。現(xiàn)將常用碳素結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼以及低合金結(jié)構(gòu)鋼（GB）新舊牌號列表對照，以供相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員參考使用。

1 碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB）新舊牌號對照

碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB）新舊牌號對照見（表1），相關(guān)技術(shù)條件可參看GB/T 700-1988《碳素結(jié)構(gòu)鋼》[2]。

2 不銹鋼（GB）新舊牌號對照

不銹鋼（GB）新舊牌號對照見表2，相關(guān)技術(shù)條件可參看GB/T 1220-2007《不銹鋼棒》[3]。

3 低合金結(jié)構(gòu)鋼（GB）新舊牌號對照

低合金結(jié)構(gòu)鋼（GB）新舊牌號對照見表3，相關(guān)技術(shù)條件可參看GB/T 1591 -1994《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》[4]。

最后，值得注意是，上述對照的某些新舊牌號并非完全等同，例如A3鋼與Q235A級鋼在形變性能、沖擊韌性以及焊接性等方面存在一定差異[5]。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)在詳細(xì)考察和了解的基礎(chǔ)進(jìn)行對照使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 《我國碳素結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展與展望（上）[J].欒燕.《冶金標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量》，2009（5）.

[2] GB/T 700-1988，《碳素結(jié)構(gòu)鋼》[S].

[3] GB/T 1220-2007，《不銹鋼棒》[S].

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    構(gòu),如壓力容器、船舶、橋梁等,由于低溫脆性造成的脆斷事故時有發(fā)生,造成巨大損失[1]。

    2.低溫冷脆特點(diǎn)及其影響因素

    當(dāng)溫度降低到某一程度時,金屬材料的沖擊吸收能量明顯下降并引起脆性破壞的現(xiàn)象稱為冷脆。

    金屬的低溫脆斷具有以下特點(diǎn)[2]:

    (1)斷裂時所承受的工作應(yīng)力低。

    (2)脆性斷裂時,裂紋的擴(kuò)展速度極快,且脆斷之前無任何預(yù)兆。

    (3)材料脆斷溫度通常接近材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。,脆性斷裂機(jī)理。

    (4)脆斷常起源于構(gòu)件自身存在缺陷處。

    (5)脆性斷裂的宏觀斷口平齊,斷面收縮率小,外觀上無明顯的宏觀變形特征。

    影響金屬冷脆的主要因素有以下幾個方面。

    (1)晶粒度 當(dāng)晶粒尺寸大于冷機(jī)晶粒尺寸時,結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生脆性斷裂。因此,晶粒細(xì)化有助于提高材料抗低溫脆斷的能力。

    (2)晶粒結(jié)構(gòu) 體心立方晶格金屬及其合金或某些密排六方晶格金屬及其合金,特別是工程上常用的中、低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼有明顯的冷脆現(xiàn)象,而面心立方金屬及其合金一般沒有低溫脆性現(xiàn)象。,脆性斷裂機(jī)理。

    (3)形變速率 提高形變速率使材料脆性增大韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。一般中、低強(qiáng)度鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度對形變速率比較敏感,而高強(qiáng)度鋼、超高強(qiáng)度鋼則較小。

    (4)板厚 板厚的增加,脆性轉(zhuǎn)變溫度提高[3]。

    (5)鋼的化學(xué)成分及組織當(dāng)C<0.25%熱軋?zhí)间摏_擊脆性轉(zhuǎn)變溫度TC的經(jīng)驗(yàn)方程[4]:

    (1)

    式中Nf為固溶的自由氮量(%);P為珠光體的百分比;Si為硅的重量百分比;d為晶粒尺寸(mm)。

    3.低溫脆性斷裂的過程及機(jī)理

    鋼具有強(qiáng)度高、塑性和韌性好等特點(diǎn),這些特點(diǎn)保證了鋼結(jié)構(gòu)具有較好的工作可靠性。但是在低溫的條件下,鋼的塑性和韌性降低,提高了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆斷的可能性。,脆性斷裂機(jī)理。

    3.1低溫脆性斷裂的過程

    鋼的脆性斷裂過程大致分為三個階段[5]:

    (1)裂紋產(chǎn)生前的準(zhǔn)備階段——主要為鋼晶格內(nèi)部的初始塑性變形;

    (2)裂紋的產(chǎn)生——通常為鋼晶格間損傷的宏觀集中表現(xiàn);

    (3)裂紋向整個構(gòu)件界面的橫向發(fā)展。

    3.2材料脆性斷裂理論

    自二十世紀(jì)20年代開始,世界上很多學(xué)者致力于脆性破壞領(lǐng)域的研究,形成了很多理論流派。,脆性斷裂機(jī)理。

    (1)經(jīng)典力學(xué)理論 該理論是建立在塑性剪切和脆性斷裂的基礎(chǔ)上,能解釋幾乎所有與脆性斷裂現(xiàn)象有關(guān)的影響因素;主要通過試驗(yàn)研究金屬等多晶體材料在不同應(yīng)變狀態(tài)下的破壞。

    (2)脆性斷裂的位錯理論 晶體原無裂紋,在應(yīng)力作用下,材料發(fā)生解理斷裂的理論,即位錯理論。位錯理論解釋了脆性裂紋的成核和長大問題。

    (3)能量理論 該理論從能量儲存和釋放的觀點(diǎn)來解釋脆性破壞。不考慮裂紋的產(chǎn)生,而是在構(gòu)件含有裂紋的前提下研究其發(fā)展,并認(rèn)為裂紋的發(fā)展是由儲存在其周圍的勢能促成的。雖然在金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計中不容許裂紋的存在,但是能量理論及其最活躍的分支——線性破壞力學(xué),能成功地解決脆性破壞的有關(guān)問題,并在工程中應(yīng)用。

    4. 低溫脆性斷裂的實(shí)驗(yàn)手段極其評定指標(biāo)

    世界各國對結(jié)構(gòu)材料的低溫脆性問題長期以來做了大量的研究工作,提出了不少低溫脆性評定指標(biāo)和試驗(yàn)方法。

    4.1低溫拉伸試驗(yàn)

    低溫拉伸試驗(yàn)需要一個低溫環(huán)境,且在低溫下材料的性能發(fā)生變化.因此,與常溫拉伸試驗(yàn)相比,除需要設(shè)計低溫箱外,其它儀器、設(shè)備及參數(shù)也需要重新設(shè)計選擇[6]。

    由于斷面收縮率和延伸率對試樣溫度不敏感,國內(nèi)外學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為光滑試樣低溫拉伸的延性指標(biāo)不能用于反映低溫韌性 [7]。

    4.2低溫沖擊實(shí)驗(yàn)

    沖擊實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法有很多,在低溫時常使用夏比缺口沖擊(Charpy notch impact)試驗(yàn),特別是系列溫度沖擊實(shí)驗(yàn)來評定材料的低溫脆性。

    4.3韌脆轉(zhuǎn)變溫度

    確定材料韌脆轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)準(zhǔn)較多,常用的有能量準(zhǔn)則法、斷口形貌準(zhǔn)則法、側(cè)膨脹值法等。,脆性斷裂機(jī)理。

    (1) 能量準(zhǔn)則法(ETT)

    以某一  固定能量來確定韌脆轉(zhuǎn)變溫度,在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間規(guī)定百分?jǐn)?shù)(n)所對應(yīng)的溫度,用ETTn表示。一般取最大沖擊值的一半所對應(yīng)的溫度,或取最大沖擊功與最小沖擊功的平均值所對應(yīng)的沖擊溫度為韌脆冷脆轉(zhuǎn)變溫度,即ETT50。 (2) 斷口形貌準(zhǔn)則法(FATT) 一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后,對斷口進(jìn)行評定,

    在脆性斷面(放射區(qū))率一溫度曲線中規(guī)定脆性斷面率(n)所對應(yīng)的溫度,稱為斷口面積轉(zhuǎn)化溫度,用FATTn表示。一般以沖擊試樣斷口上出現(xiàn)50%纖維狀斷口時的溫度FATT50作為冷脆轉(zhuǎn)變溫度。此種方法的誤差較大,FATT主要反映沖擊斷裂時裂紋擴(kuò)展過程中的斷口形貌在韌脆程度上的差別。缺口試樣沖擊值包括裂紋萌生功、裂紋擴(kuò)展功;沖擊值對缺口尖銳度敏感,而FATT對缺口尖銳度并不敏感[9]。FATT不能對裂紋擴(kuò)展抗力以定量的評價,不同材料,當(dāng)FATT溫度相同時,裂紋擴(kuò)展功可能相差很大。

    (3)側(cè)膨脹值法(LETT)在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺與下平臺區(qū)間某規(guī)定側(cè)膨脹值所對應(yīng)的溫度,用LETT表示。,脆性斷裂機(jī)理。

    4.4 評定鋼材止裂韌性

    日本焊接工程協(xié)會提出用Charpy-V實(shí)驗(yàn)來評定鋼材止裂韌性問題。依據(jù)彈性斷裂力學(xué)而采用的斷裂力學(xué)實(shí)驗(yàn);用于評定材料斷裂韌性的指標(biāo)有JIC、COD、KIc。J積分試驗(yàn)法測得的材料的延性斷裂韌度,裂紋張開位移(COD)實(shí)驗(yàn)測得的δC,可以用于材料韌性的相對評價。

    平面應(yīng)變條件的斷裂韌性指標(biāo)KIc,可以直接用于設(shè)計計算。如果金屬材料中存在一定形狀、尺寸的缺陷,在外加應(yīng)力作用下其應(yīng)力場強(qiáng)度因子KI低于材料的KIc值,則是安全的。金屬板材表面裂紋斷裂韌度KIe值,則反映了金屬板材在線彈性平面應(yīng)變狀態(tài)下阻止表面裂紋啟裂的能力。

    參考文獻(xiàn):

    [1](蘇)柯舍列夫著;吳孝隆譯,工業(yè)金屬材料低溫機(jī)械性能手冊

    [2]涂銘旌低溫脆斷規(guī)律及機(jī)理

    [3]王曉麗淺談焊接因素對低合金結(jié)構(gòu)鋼冷脆性的影響

    [4]日本鋼鐵協(xié)會,日本金屬學(xué)會《鋼の強(qiáng)韌化》

    [5]王元清鋼結(jié)構(gòu)在低溫下脆性破壞的研究

    [6]張德勇、李光明DL-1低溫拉伸試驗(yàn)裝置的設(shè)計

    [7]戒忠良、朱棟梁:低溫脆性指標(biāo)評定,1979.3

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；土木工程

1土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1 強(qiáng)度一般來說，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受或者容納作用效應(yīng)的能力是由材料的強(qiáng)度來決定的。可以利用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)來確定結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件性能，這些標(biāo)準(zhǔn)中列出了鋼結(jié)構(gòu)可使用的材料，比如建筑結(jié)構(gòu)鋼要滿足CSA標(biāo)準(zhǔn)ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。不過并不是全部的鋼種都有所有的強(qiáng)度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，那么對鋼種類型和強(qiáng)度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結(jié)構(gòu)可以減少物料消耗、減輕結(jié)構(gòu)自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結(jié)構(gòu)成本。

1.2 剛度振動、變形等適用性參數(shù)由構(gòu)件的剛度來決定，進(jìn)而由結(jié)構(gòu)體系的剛度來決定。結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際剛度又由其構(gòu)件和連接件的分布來決定。不過簡單說來，構(gòu)件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強(qiáng)度在20-40Gpa范圍內(nèi)的混凝土其彈性模量通常在20-28GPa范圍內(nèi)；即使對于高強(qiáng)度混凝土來說，其彈性模量也不過在40-45GPa之間，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結(jié)構(gòu)的剛性有著顯著的優(yōu)勢。

1.3 延性延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是抗震設(shè)計中比較重要的特性參數(shù)，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結(jié)構(gòu)框架經(jīng)歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結(jié)構(gòu)可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內(nèi)在的延性并不一定都會轉(zhuǎn)化為建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)在延性，因此要充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計策略和可靠、穩(wěn)定的滯消機(jī)制。

1.4 韌性衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標(biāo)就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩(wěn)定裂紋的擴(kuò)展。韌性通常表示鋼結(jié)構(gòu)在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業(yè)變形，是鋼結(jié)構(gòu)一個很重要的特點(diǎn)。正是因?yàn)殇摌?gòu)件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。鋼結(jié)構(gòu)足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結(jié)構(gòu)來說更要具備此特性。鋼結(jié)構(gòu)的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區(qū)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)，首先要考慮韌性。相對來說，低碳鈮鋼比高碳鋼成分鋼更能改善韌性。

1.5 整體由上可知，無論是從剛度、強(qiáng)度還是在延性方面，鋼結(jié)構(gòu)都要優(yōu)于鋼筋混凝土，并且鋼結(jié)構(gòu)可以比較容易建構(gòu)出有異國風(fēng)情的建筑形式，通常鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以提供最佳的設(shè)計靈活性以及最大的空間利用率。鋼結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點(diǎn)就是：它還是一個理想的懸臂施工體系。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用空腹鋼鐵托架以及構(gòu)件腹板開孔，可以為管道以及其它供電線路提供通道，不僅降低了樓層的高度，而且增加了審美吸引力。鋼架像在鋼結(jié)構(gòu)中一樣，被用來擴(kuò)展現(xiàn)有的混凝土建筑結(jié)構(gòu)或者增加樓層。在進(jìn)行施工時，裝配鋼結(jié)構(gòu)的施工人員要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于混凝土建筑結(jié)構(gòu)所需要的人數(shù)；與混凝土建筑相比，鋼結(jié)構(gòu)的安裝以及制作質(zhì)量都要更加的可靠和簡便。并且在修改時，鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)更加容易，成本更低，特別是要附加支撐系統(tǒng)時，鋼結(jié)構(gòu)可以更加快施工進(jìn)度。

2鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

當(dāng)然，每種材料都不是完美的，所以鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和施工也存在著一定的缺點(diǎn)，其主要表現(xiàn)為以下幾個方而：

2.1 材料缺點(diǎn)盡管鋼結(jié)構(gòu)的剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土，但是對于一個給定的負(fù)載，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面剛度則要小于與其對比的混凝土結(jié)構(gòu)，這主要是因?yàn)殇摰膹?qiáng)度優(yōu)勢導(dǎo)致其構(gòu)件的尺寸相對較小。因此要提高這些構(gòu)件的穩(wěn)定性，就要增加型鋼的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的剛度。

2.2 市場環(huán)境

2.2.1 設(shè)計力量較薄弱在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時要注意結(jié)構(gòu)的功能要求是不是屬于鋼結(jié)構(gòu)合理的應(yīng)用范圍。通常在設(shè)計較高承載力需要使用鋼結(jié)構(gòu)時，要考慮用不適合繼續(xù)承載的巨大變形為結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)為準(zhǔn)則。鋼結(jié)構(gòu)有很多節(jié)點(diǎn)，要對每個螺絲、墊板以及焊縫進(jìn)行精確的計算，而且每個專業(yè)要一次性到位，所以鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要比混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計更復(fù)雜，并且圖紙也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2.2 鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)未形成體系只有在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下才可以體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。并且目前鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、價格標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都沒有統(tǒng)一，國家標(biāo)準(zhǔn)以及監(jiān)管機(jī)制方面也都有一定的欠缺，因此很多設(shè)計師以及開發(fā)商都相對比較茫然。

2.2.3 價格問題由于鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)未形成體系，因此鋼結(jié)構(gòu)的價格比較高。雖然鋼產(chǎn)量近年有大幅度的提高，但是人均產(chǎn)量仍然相對較低，鋼材仍是我國國民經(jīng)濟(jì)中比較貴重的材料，而混凝土的價格優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。

2.2.4 鋼結(jié)構(gòu)的使用年限混凝土結(jié)構(gòu)號稱永不損壞，但是鋼結(jié)構(gòu)一般的使用壽命只有五十年，如果鋼結(jié)構(gòu)用在住宅建筑中，那么人們想到自己花費(fèi)終身積蓄而購買的房子只能住五十年，會讓很多人喪失購買的欲望。不過隨著保險業(yè)的發(fā)展，住宅壽命問題應(yīng)該相對容易解決。

3鋼結(jié)構(gòu)施工安裝要點(diǎn)

整體來說鋼結(jié)構(gòu)的施工流程比較復(fù)雜，并且建筑的要求不同，在細(xì)節(jié)上也有很大的差異性。此處列舉三點(diǎn)進(jìn)行簡單說明。

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關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引言

在我國超高建筑中鋼結(jié)構(gòu)體系建設(shè)應(yīng)用廣泛。鋼結(jié)構(gòu)的施工從設(shè)計、材料采購、構(gòu)件加工、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場施工管理等是都表現(xiàn)出很強(qiáng)的綜合性，也是一個企業(yè)施工技術(shù)水平和管理水平的重要體現(xiàn)。由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環(huán)境污染少等優(yōu)勢特點(diǎn)，所以能在我國的建筑業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用；但使同時具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點(diǎn)，只有對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防腐，才能延長其使用的時間。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

1.螺栓預(yù)埋技術(shù)

預(yù)埋柱腳螺栓的位置要求比較嚴(yán)格，必須非常準(zhǔn)確，否則不僅會增加鋼柱安裝的難度，也會對安裝質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。因此應(yīng)該嚴(yán)格控制預(yù)埋螺栓位置，在施工的過程中，應(yīng)該對基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，埋設(shè)后進(jìn)行兩次復(fù)測，第一次要在埋設(shè)定位后進(jìn)行測量，第二次要在基礎(chǔ)混凝土澆筑并等其變得堅(jiān)固后進(jìn)行相關(guān)的復(fù)測。如果在復(fù)測過程中，發(fā)現(xiàn)位移超出范圍的問題，則必須進(jìn)行重新埋設(shè)。其標(biāo)高偏差應(yīng)該盡量控制在±5mm 以內(nèi)，定位軸線的偏差盡量控制在±2mm 以內(nèi)。

2.吊裝技術(shù)

(1)鋼柱吊裝技術(shù)

鋼柱是高層建筑層高和總高度的主要豎向構(gòu)件的重要的決定因素，因此，在加工制造中，必須按照現(xiàn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。鋼柱在放樣下料制作的過程中，應(yīng)該充分考慮到焊縫的收縮變形以及豎向荷載作用下引起的壓縮變形等各種因素，所以鋼柱的放樣下料長度要與設(shè)計長度區(qū)別開來，不能因?yàn)樾〔畹纳倬筒恢匾暬蛘吆雎圆挥?。即使上下兩?jié)鋼柱截面完全相等時也不能隨便進(jìn)行互換，同時要求對每節(jié)鋼柱應(yīng)編號做好記錄加以區(qū)別，以保證正確的安裝。

(2)鋼梁吊裝技術(shù)

鋼梁在進(jìn)行吊裝前，應(yīng)在柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子之間的距離，主梁吊裝前，應(yīng)在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位完成后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點(diǎn)。吊點(diǎn)位置取決于鋼梁的跨度。為了提高吊裝的速度，對重量較小的次梁或者其他的小梁，盡量多利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。有時將梁、柱在地面組裝成排架進(jìn)行整體吊裝，這樣不僅有利于提高吊裝的速度，還有利于減少高空作業(yè)，保證工程的質(zhì)量。

3.鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接技術(shù)

（1）采用高強(qiáng)螺栓連接方式時，應(yīng)確?？孜坏木_度。目前，制孔一般采用模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔，但后者的精度高于前者，在施工時應(yīng)優(yōu)先考慮采用后者。

（2）每個螺栓一端不得墊2 個以上墊片。高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿人，不得敲打和強(qiáng)行穿入螺栓。當(dāng)螺孔出現(xiàn)局部偏差時，只允許使用絞刀進(jìn)行修整。嚴(yán)禁用氣割擴(kuò)孔，若使用氣割擴(kuò)孔，則應(yīng)按重大質(zhì)量事故處理。

（3）絞孔修整前應(yīng)保證其四周的螺栓全部擰緊，使板疊密貼后再進(jìn)行。修整時應(yīng)防止鐵屑落人疊縫中。絞孔完成后用砂輪除去螺栓孔周的毛刺，同時掃清鐵屑。

（4）高強(qiáng)度螺栓的安裝在節(jié)點(diǎn)全部處理好后進(jìn)行，應(yīng)按同一方向插入螺栓孔內(nèi)。對于箱形截面部件的接合部，全部從內(nèi)向外插人螺栓，在外側(cè)進(jìn)行緊固。如操作不便，可將螺栓從反方向插人。

（5）鋼梁安裝過程中，板疊接觸面間應(yīng)平整，接觸面必須大于75%，邊緣縫隙不得大于0.8mm。高強(qiáng)螺栓不得作為臨時安裝螺栓。

（6）螺栓擰緊應(yīng)按一個方向施擰，擰緊順序應(yīng)由中心按輻射方向逐層向外擴(kuò)展。當(dāng)天安裝的應(yīng)終擰完畢，且終擰完畢后應(yīng)逐個檢查。對欠擰、超擰的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)擰或更換。螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2 個螺距。

（7）對于大型節(jié)點(diǎn)可分為初擰、復(fù)擰和終擰。初擰時，軸力一般宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%~80%，最低不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)軸力的30%;復(fù)擰時，在初擰的基礎(chǔ)上，扭矩值等于初擰扭矩值;終擰時，順序是先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，對每個節(jié)點(diǎn)處的高強(qiáng)螺栓須按由中央向四周的順序進(jìn)行終擰。

4.焊接施工技術(shù)

焊接在鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中的應(yīng)用必不可少，一般鋼結(jié)構(gòu)高層建筑我們采用的焊接方法有CO2氣體保護(hù)焊、電渣焊和自動埋弧焊等。下面就幾種不同的焊接方法分別敘述其施工工藝的要點(diǎn)。

(1)CO2氣體保護(hù)焊操作工藝

施工操作中要注意的有：焊接參數(shù)的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據(jù)工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置的選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便于控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的細(xì)絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊.

(2)電渣焊的操作工藝

電渣焊是一種自動焊，用戶高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在豎直位置上的對接焊接。在進(jìn)行操作時首先要選擇焊接的電流和電壓，根據(jù)計算公式選擇計算出的電流，電壓與熔縫的熔寬成正比，起弧階段電壓會高一點(diǎn)，在焊透的情況下，電壓盡可能底，焊接過程隨時注意調(diào)整電壓；其次要適當(dāng)掌握好焊接的速度（1.5~3m/h 范圍內(nèi)），送絲速度在200~300m/h 的范圍以內(nèi)，造渣過程中最好選擇200m/h；還有就是要隨時檢查焊件的熾熱狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，當(dāng)翼緣板較薄時，相應(yīng)的焊接部位要安裝水冷卻裝置。

(3)自動埋弧焊操作工藝

在施工操作中要注意的有：首先是焊絲的選擇，可參照《鋼結(jié)構(gòu)高層建筑設(shè)計與施工規(guī)程》進(jìn)行選擇；其次是焊絲的數(shù)目，可選擇雙絲焊，可一次得到大量的熔敷金屬，焊接變形小同時也能提高焊接速度；其次對于無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對于較厚鋼板可采用多層焊，在塔接接頭和T

形接頭中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

三、結(jié)束語

隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)難度會越來越大，隨之而來安裝精度要求也越來越高，質(zhì)量問題也會愈來愈受關(guān)注。施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場適用條件，嚴(yán)格吊裝順序，并在吊裝后嚴(yán)格進(jìn)行初校、復(fù)校，以保證吊裝精度；探索焊接變形規(guī)律，優(yōu)化焊接順序，嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，切實(shí)有效地進(jìn)行施工管理。既要做好質(zhì)量預(yù)控工作，也要重視過程控制和成果校核。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計

近年來，我國的建筑工程建設(shè)事業(yè)也在快速的發(fā)展著，同時由于近些年我國彩色剛的產(chǎn)量的增加，輕型鋼逐漸在建筑工程中的應(yīng)用越來越普遍，已經(jīng)成為現(xiàn)代大跨度廠房的首選了。輕型鋼門式鋼架結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中是普遍存在的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)設(shè)計具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，是其他一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所無法比擬的。但是這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計在某些地區(qū)目前還不是很成熟，在建筑工程中的應(yīng)用不是很好。因此，為了更大范圍的發(fā)揮這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢，確保這種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，我們就需要對該種鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析，克服在輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，掌握其設(shè)計技術(shù)，使輕型鋼門式結(jié)構(gòu)設(shè)計得到更大的發(fā)展。

1 輕鋼結(jié)構(gòu)典型優(yōu)勢

輕鋼結(jié)構(gòu)屬輕型鋼結(jié)構(gòu)的一種類型，其結(jié)構(gòu)體系，簡言之，是由剛架為承重結(jié)構(gòu)，配套輕型屋蓋和墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)，以及相應(yīng)的支撐系統(tǒng)所組成的結(jié)構(gòu)體系。輕鋼結(jié)構(gòu)和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)。

1.1 自重輕

輕鋼框架結(jié)構(gòu)重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達(dá)到很大，鋼材可根據(jù)不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結(jié)構(gòu)要提高很多。這種截面模數(shù)大，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和優(yōu)越的使用性能，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。輕鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比，自重約為后者的一半。在工程設(shè)計中可以根據(jù)實(shí)際情況達(dá)到個性化的要求。

1.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，抗震性能突出

輕鋼框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發(fā)揮鋼材強(qiáng)度高、延性好、塑性變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲、震動的能力得以強(qiáng)化。一般而言，其抗震能力是磚混結(jié)構(gòu)的2倍以上，在高烈度的地震災(zāi)害后，用于修復(fù)的費(fèi)用減少。而且適合建造在各種地質(zhì)條件的地基上，提高了結(jié)構(gòu)的安全可靠性。

1.3 施工速度快

一般情況下，輕鋼框架結(jié)構(gòu)建筑的施工由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，構(gòu)件加工制作工業(yè)化，另外加上現(xiàn)場安裝施工的過程中不受氣候影響，簡單快捷，時間相對鋼混結(jié)構(gòu)住宅縮短工時1/3～1/2，加快了資金周轉(zhuǎn)，大大提高了投資回報速度。

2 輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)化設(shè)計

2.1 剛架最優(yōu)柱距的確定

剛架的柱距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關(guān)。隨著剛架柱距的增大，剛架用鋼量是逐步下降的，但當(dāng)柱距增大到一定的數(shù)值后，剛架的用鋼量隨著柱距的增大其下降的幅度較為平緩，而其他如檁條、墻梁的用鋼量隨著柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨著柱距的增大先下降后上升。大量計算數(shù)據(jù)表明：一般情況下，門式剛架的最優(yōu)柱距為6―9 m，柱距不宜超過9m，超過9m屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加太多，綜合造價并不經(jīng)濟(jì)。因此，從綜合分析的角度看，確定合理的柱距才能既節(jié)省鋼材，又使設(shè)計真正做到定型化、專門化、標(biāo)準(zhǔn)化以及輕型化，從而推動門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)體系在我國的發(fā)展。

2.2 合理跨度的確定

在設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)具體房屋的高度來確定合理的跨度，總體來說，當(dāng)荷載和柱高一定時，我們在設(shè)計中就應(yīng)適當(dāng)加大房屋的跨度，這樣一來，剛架的用鋼量整體增加不明顯，但卻很大程度上節(jié)省了空間。通過大量計算得出：當(dāng)檐口高度為7 m、柱距8.5 m，荷載情況完全一致的情況下，跨度在18―48 m之間的剛架單位用鋼量為18～35 kg/m2，當(dāng)檐口高度為12 m時（其他情況相同），跨度在18―48 m之間的剛架單位用鋼量（Q235一B）為25―40 kg/m2，因此，在工藝要求允許的情況下，設(shè)計人員選擇方案時應(yīng)選擇較為經(jīng)濟(jì)合理的跨度，不宜盲目追求大跨度。

2.3 截面優(yōu)化設(shè)計

實(shí)現(xiàn)截面優(yōu)化的方法主要有兩種：

2.3.1 窮舉法。首先仔細(xì)計算和比較各種合理的構(gòu)件截面形式，并在滿足具體設(shè)計要求的情況下，以用鋼量最少或造價最低作為控制條件，得到滿意的截面尺寸。門式剛架常采用變化構(gòu)件的截面來適應(yīng)彎矩的變化以達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。除腹板的高度變化外，厚度也可根據(jù)需要變化，上、下翼緣可以用不同截面，相鄰單元的翼緣也可采用不同的截面形式。因此，影響整個剛架用鋼量的因素有上、下翼緣寬度、厚度，腹板的厚度，構(gòu)件大頭、小頭的高度，而且這些因素之間也互相影響，互相不獨(dú)立。工程設(shè)計從形式上來說，是一種非常嚴(yán)格的力學(xué)和數(shù)學(xué)方法的精確運(yùn)算過程。

2.3.2 用最優(yōu)化理論。首先可以把問題歸納為一個單目標(biāo)的問題，用鋼量最少或造價最低最為優(yōu)化的具體目標(biāo)函數(shù)，應(yīng)力、位移等可以作為約束條件，最后用我們的數(shù)學(xué)方法得到最滿意的解。

事實(shí)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計中起重要作用的并不是那些運(yùn)算方法和數(shù)學(xué)處理，而是一系列難以用精確的計算解決的、具有主觀色彩的決策問題。所以，完全用最優(yōu)化理論來解決截面優(yōu)化設(shè)計有很大的復(fù)雜性。當(dāng)設(shè)計人員決定了結(jié)構(gòu)形式后，截面優(yōu)化比較簡單易行的方法是按照構(gòu)件的內(nèi)力來調(diào)整截面尺寸，經(jīng)過試算來確定重量最小的截面。這種方法不但計算次數(shù)少，而且可以人工干預(yù)截面優(yōu)化范圍，快速的得到比較理想的截面尺寸。

2.4 柱腳設(shè)計

輕鋼結(jié)構(gòu)柱腳形式有兩種：即鉸接柱腳和剛接柱腳。對于鉸接柱腳，基礎(chǔ)僅受軸心荷載作用，設(shè)計相對比較簡單。但部分輕鋼節(jié)結(jié)構(gòu)廠房都有吊車，依據(jù)《輕鋼結(jié)構(gòu)剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：用于工業(yè)廠房且有5 t以上的橋式吊車時，宜將柱腳設(shè)計成剛接；《技術(shù)措施結(jié)構(gòu)2003）規(guī)定：當(dāng)設(shè)有橋式和梁式吊車時，輕鋼結(jié)構(gòu)剛架柱宜采用等截面構(gòu)件，柱腳應(yīng)設(shè)計成剛接。因此5 t以上的橋式和梁式吊車的門剛結(jié)構(gòu)柱腳應(yīng)設(shè)計成剛接；3 t及以下懸掛式吊車和無吊車的門剛結(jié)構(gòu)，柱腳才可以設(shè)計成鉸接。有較大吊車的房屋，柱頂位移較大，柱腳采用剛接，使得每榀剛架形成超靜定結(jié)構(gòu)，不但能減小柱頂位移而且具有更大的安全儲備。對于高寬比和風(fēng)荷載較大的無吊車門剛結(jié)構(gòu)，柱腳也宜設(shè)計成剛接。

同時當(dāng)柱底板與混凝土基礎(chǔ)間的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力時柱腳還應(yīng)設(shè)置抗剪鍵，抗剪鍵的設(shè)置需要計算。在基礎(chǔ)施工時應(yīng)留置鍵槽，鍵槽每側(cè)寬出抗剪鍵不小于30 mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱腳底板和基礎(chǔ)頂面之間留有一定空間，柱腳鉸接時不宜大于50 mm，柱腳剛接時不宜大于100 mm。

3 結(jié)束語

輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計對于建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計來說具有十分重要的作用，對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展也是具有重大意義的，因此我們應(yīng)該加強(qiáng)對于輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的探討。由于我國在建筑行業(yè)，特別是在輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑方面的發(fā)展還不是很好，在施工設(shè)計中還存在著很多的問題，因此，應(yīng)該在輕鋼廠房的設(shè)計方面多做研究。并且由于我國的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的需求量不斷增加，做好輕鋼結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計就會更加的重要。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鄒劍強(qiáng)；付桂宏；徐克利.設(shè)有100/20t吊車的重型鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建筑結(jié)構(gòu)2009，（04）.

[4]徐可心；楊金澄.淺談輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)廠房的設(shè)計吉林省土木建筑學(xué)會[J].2011年學(xué)術(shù)年會論文集，2011，（12）.

篇6

關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1 鋼結(jié)構(gòu)概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廠房在我國建筑行業(yè)中也隨之迅速的發(fā)展,在鋼筋混凝土建筑之后,鋼結(jié)構(gòu)廠房是最具革命性的建筑新發(fā)展和新應(yīng)用之一。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面:一、鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度大相同跨度的廠房鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)更輕，從而減輕結(jié)構(gòu)的自重。二、鋼結(jié)構(gòu)開間和跨度可以做的更大，內(nèi)部分割更靈活。三、因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的自重輕（部分樓面采用鋼格柵、屋面墻面可以采用夾芯彩鋼板），地震作用力比混凝土結(jié)構(gòu)要小，從而也減小了基礎(chǔ)設(shè)計的內(nèi)力，降低基礎(chǔ)造價。四、鋼結(jié)構(gòu)材料的延性好，地震作用下能吸收更多的地震能量，地震來臨的時候有相對較多的時間逃生。五、鋼結(jié)構(gòu)施工速度快，對于一些資金緊張（比如建設(shè)需要大量的銀行貸款，或者急需早日投產(chǎn)的項(xiàng)目）的企業(yè)來說，這些往往是決定性的因素。

2 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 收集資料

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的前期資料準(zhǔn)備工作首先就是要收集環(huán)境資料,包括:使用年限內(nèi)的基本風(fēng)速、風(fēng)壓和雪壓;當(dāng)?shù)氐耐寥李悇e;大氣中是否含腐蝕性成分;當(dāng)?shù)氐卣鸹玖叶燃敖ㄖ锟拐鹪O(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計基本地震加速度值等等。其次,必須收集規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),目前我國現(xiàn)時實(shí)行的主要設(shè)計規(guī)范是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003。再次,要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的習(xí)慣做法,例如:坡口焊與刨平頂緊的使用,插入式柱腳和錨栓式柱腳的使用,建筑墻體采用開敞還是封閉等。

2.2 確定結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)

鋼結(jié)構(gòu)體系主要由橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成。橫向系統(tǒng)的具體情況根據(jù)工藝要求、廠房剛度要求、結(jié)構(gòu)受力情況、材料選用情況等確定。縱向系統(tǒng)一般由柱及其支撐、托架、吊車梁及制動梁或桁架、墻梁等組成。

柱網(wǎng)的確定一般依據(jù)工藝要求、經(jīng)濟(jì)柱距及跨度、建筑美觀等方面。造價主要包括基礎(chǔ)費(fèi)用,鋼材用量、制作安裝難度及進(jìn)度等?？缍鹊拇_定一般根據(jù)工藝的要求。廠房的劃分由起重量Q確定,當(dāng)Q≤20t為輕型廠房;當(dāng)30t≤Q≤75t為中型廠房;當(dāng)100t≤Q≤250t為重型廠房;當(dāng)Q>250t為特重型廠房。根據(jù)多年設(shè)計經(jīng)驗(yàn)總結(jié),經(jīng)濟(jì)柱距為:重型廠房地基差時宜采用24m,中型廠房地基差時采用18m、15m,輕型廠房采用12m;地基較好時廠房一般宜采用12m、18m柱距。經(jīng)濟(jì)柱距的確定還應(yīng)考慮吊車軌面標(biāo)高等因素。

2.3 設(shè)計荷載及荷載效應(yīng)的計算

結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的荷載包括:風(fēng)載,地震荷載,活荷載,吊車荷載。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時,應(yīng)考慮荷載組合。荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項(xiàng)系數(shù)、荷載組合值系數(shù)、動力荷載的動力系數(shù)等應(yīng)采用現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009中的規(guī)定。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0應(yīng)采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068中的規(guī)定。

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017中的規(guī)定,說明如何計算吊車荷載:作用于每個輪壓處的水平力標(biāo)準(zhǔn)值:Hk=αPkmax;Pkmax:吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值;α:系數(shù),一般軟鉤吊車α=0.1,抓斗或磁盤吊車α=0.15,硬鉤吊車α=0.2。

2.4 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

鋼結(jié)構(gòu)的主材是根據(jù)不同鋼型號的物理性能確定的,如:屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。高強(qiáng)螺栓是根據(jù)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、承剪切能力、抗滑移能力和扭矩值來確定的。

3 鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計中應(yīng)注意的問題

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕及防腐

造成鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的原因很多。首先是環(huán)境因素,鋼結(jié)構(gòu)長期暴露在相對濕度比較大的環(huán)境中,就會產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象,而且環(huán)境中的酸、鹽等化學(xué)物質(zhì)也會使鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕加速;其次是由于設(shè)計的不合理,例如:鋼架和墻體之間應(yīng)該保留足夠的空間,便于維護(hù);還有施工時控制不良,主要是由于涂料質(zhì)量控制及施工過程涂膜厚度的檢查不嚴(yán)格造成腐蝕問題出現(xiàn)。

鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕生銹降低鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載能力,減少鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命,一旦由于腐蝕造成鋼結(jié)構(gòu)變形、斷裂、垮塌就會造成難以挽回的損失,并且鋼結(jié)構(gòu)腐蝕影響建筑物的美觀。因此,當(dāng)務(wù)之急是做好防腐工作。選擇防腐涂料要考慮涂料的防腐年限、保光保色性、是否便于維修等。防腐蝕年限小于5年為短期防腐蝕、5年至15年為中等防腐蝕、大于15年為長效防腐蝕。室外鋼結(jié)構(gòu)宜采用環(huán)氧富鋅底漆兩度、環(huán)氧云鐵中間漆兩度、聚氨酯面漆兩度,總漆膜厚度不小于150μm的長效防腐涂料。室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)宜采用鐵紅醇酸底漆一度、云鐵醇酸防銹漆一度、醇酸面漆兩度,總漆膜厚度160μm。

3.2 鋼材及連接材料的選擇

鋼結(jié)構(gòu)既承受靜力荷載又承受動力荷載,必須根據(jù)其所受的荷載情況選用適當(dāng)?shù)匿摬?直接承受動力荷載的鋼材應(yīng)具有較高的質(zhì)量,需要驗(yàn)算疲勞的鋼材對綜合性能要求更高。承重結(jié)構(gòu)的鋼材根據(jù)規(guī)范宜采用Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼。承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)保證在抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度含量等方面必須符合規(guī)定,。對受拉和受彎的鋼材應(yīng)選用較高質(zhì)量的,防止鋼材產(chǎn)生斷裂。焊接結(jié)構(gòu)鋼材的質(zhì)量要求應(yīng)高于同樣情況的非焊接結(jié)構(gòu)鋼材,應(yīng)保證含碳、硫、磷的量符合規(guī)定。鋼中硫含量過高會造成鋼材的熱脆現(xiàn)象，而磷含量過高會造成鋼材的冷脆現(xiàn)象，對經(jīng)常處于或可能處于較低溫度下工作的鋼結(jié)構(gòu),尤其是焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用化學(xué)成分和力學(xué)性能質(zhì)量較好的鋼材。鋼材質(zhì)量等級:Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼可分有A、B、C、D、E五級。下表描述了焊接結(jié)構(gòu)和非焊接結(jié)構(gòu)在不同的工作溫度下所使用的不同的鋼材質(zhì)量等級。

如表1所示。

表1

3.3 鋼材焊接裂縫

焊縫裂紋出現(xiàn)的原因:(1)廠家的焊接質(zhì)量較差,同時運(yùn)輸過程中的振動使原始的裂縫加大甚至開裂。為了保證安全,質(zhì)檢人員應(yīng)該重視這些焊縫、加強(qiáng)對焊縫的檢驗(yàn)力度,保持大板梁等長度較大鋼結(jié)構(gòu)在吊裝運(yùn)輸過程中受力均勻、不發(fā)生大的變形,以避免裂縫的出現(xiàn)。(2)焊接時焊劑焊條潮濕、焊接坡口沒有清理,在氣體保護(hù)焊時,有油污、氣體保護(hù)不當(dāng)進(jìn)入空氣,導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生,可能引起裂縫。因此在焊接前,要將焊接部位徹底清理干凈,在鋼結(jié)構(gòu)制作過程中要按照焊接相關(guān)規(guī)程對鋼材進(jìn)行保管存放,對于存在氣孔的部位要引起高度的注意,防止焊接裂縫產(chǎn)生。

4 結(jié)語

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【關(guān)鍵詞】房建；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

近年來，我國房建工程總量增多，隨之而來的是鋼結(jié)構(gòu)使用的增多與范圍的變廣。鋼結(jié)構(gòu)雖然在我國房建施工中占有了很大的份額，但是在實(shí)際的施工過程中還是不可避免的暴露出一些問題。這些問題如果不能及時獲得解決，就會對整個施工過程造成影響，嚴(yán)重的還會影響人民的生產(chǎn)與生活。因此，我們一定要注意選擇質(zhì)量優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)材料，恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，將發(fā)生施工事故的風(fēng)險降到最低。

1 我國房建中鋼結(jié)構(gòu)類型的基本類型

1.1 低合金高輕度結(jié)構(gòu)鋼

鋼結(jié)構(gòu)有很多種，但是在我國目前的房屋建筑中，主要由以下兩種鋼結(jié)構(gòu)的類型。一是碳素結(jié)構(gòu)鋼，二是低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼有較高含量的金屬元素，是低合金鋼中的一種。從整體上來看，碳素結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度要要低于低合金高輕度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強(qiáng)度鋼也因此具有了較大的剛度以及將強(qiáng)的穩(wěn)定性以及較好的承載力。也因此而往往掛鉤在高負(fù)荷和跨度結(jié)構(gòu)中并有更良好的表現(xiàn)。

1.2 碳素鋼結(jié)構(gòu)

作為我國最常用的工程用鋼，碳素結(jié)構(gòu)在我國鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中十分廣泛。我國針對碳素鋼結(jié)構(gòu)有專門的規(guī)定。用“Q”來代表屈服點(diǎn)，用數(shù)值來表示屈服點(diǎn)的數(shù)值。同時還有重量等級符號以及托養(yǎng)方法作為輔助的標(biāo)準(zhǔn)。在我國現(xiàn)行的規(guī)定中，總共分成了五類鋼結(jié)構(gòu)：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。Q235的碳素鋼結(jié)構(gòu)通常用于建筑工程的焊接結(jié)構(gòu)中。質(zhì)量等級則主要由結(jié)構(gòu)中硫磷雜質(zhì)的含量多少來劃分，并按照從多到少用A＼BC＼D＼E來表示。在進(jìn)行鋼材的選擇的時候，應(yīng)當(dāng)將剛才的性能特點(diǎn)以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等納入到考慮的范圍之內(nèi)。同時結(jié)合施工的需要以及對于鋼結(jié)構(gòu)的要求來進(jìn)行選擇，務(wù)必選出最適合當(dāng)前施工狀態(tài)的鋼材。同時，在進(jìn)行選擇的時候還應(yīng)當(dāng)考慮到焊接情況以及施工外界環(huán)境對于鋼材的影像以及特殊要求，將這些內(nèi)容綜合考慮選擇最合適的鋼材。尤其是對于沸騰鋼的選擇，應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)外界環(huán)境低于-20℃時不應(yīng)當(dāng)采用此種鋼材。

2 鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

在承載力大、跨度較大的工程中常常使用鋼結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)較為均勻，質(zhì)量也很穩(wěn)定，與其他材料相比更具有可靠性能。與此同時還具有體積小質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)，極大地方便了鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中的運(yùn)輸與存放，節(jié)省了大量的人力物力。另外，其具有的較強(qiáng)的高輕度、可塑性能以及韌性都拓寬了他的適用范圍，使得鋼結(jié)構(gòu)能夠更加廣泛的應(yīng)用于各種建筑工程中。還有，鋼結(jié)構(gòu)正在走工業(yè)和預(yù)案的道路，由工業(yè)統(tǒng)一制造安裝，省去了大量的人力操作，縮短了成型時間，也保證了鋼結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。但是，鋼結(jié)構(gòu)也有一定的缺點(diǎn)，與一些耐火材料相比它的著火點(diǎn)較高，防火性差；與一些防腐材料相比，它比較易腐蝕。

3 鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工的主要技術(shù)

施工質(zhì)量的好壞很大程度上是由鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)需按取得成功與否決定的。在選取施工技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合房建工程的實(shí)際情況和對于鋼結(jié)構(gòu)的具體要求選擇適當(dāng)?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)施工技術(shù)。反之，如果選擇的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)不恰當(dāng)，就會對工程的造成嚴(yán)重的影響，嚴(yán)重的還會危及到施工人員以及住戶的生命安全。因此，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)選擇的過程中，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定的要求，也只有這樣才能夠提高鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用效果，進(jìn)而保證整個工程的整體質(zhì)量。

3.1 螺栓的預(yù)埋和安裝

鋼結(jié)構(gòu)的定位主要依靠地腳螺栓的精度實(shí)現(xiàn)的。地腳螺栓位置的精確與否，直接關(guān)系到了鋼結(jié)構(gòu)能否精準(zhǔn)定位。地腳螺栓的基礎(chǔ)軸線的唯一應(yīng)當(dāng)不超過2mm的范圍。標(biāo)高的偏差則不應(yīng)超過5mm。在完成對于遞交螺栓的預(yù)埋工作后應(yīng)當(dāng)緊接著進(jìn)行兩次復(fù)測，已確認(rèn)螺絲的位置是否在誤差允許的范圍內(nèi)。另外，在安裝螺栓的時候一定要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，要將螺絲沿著一定的絲放，注意掌握力度不能夠生硬地穿過，應(yīng)當(dāng)在保證點(diǎn)圈的抑制性以及具體朝向準(zhǔn)確無誤的基礎(chǔ)上傳入，還要擰三次來確保螺栓已經(jīng)緊固。

3.2 吊裝

吊裝有兩個層面：一是鋼柱吊裝，二是鋼梁吊裝。在鋼柱吊裝的過程中既應(yīng)當(dāng)建立在保護(hù)住腳螺栓的基礎(chǔ)上，又應(yīng)當(dāng)確保鋼柱不與其他物件碰撞。而對于鋼梁的吊裝應(yīng)當(dāng)在吊裝之前就制定好詳細(xì)的方案，并考慮鋼梁的體積較大，與鋼柱相比也較為脆弱，更要注意吊裝過程中的保護(hù)措施。

3.3 焊接

鋼焊接的效果好壞，影響因素有很多。擁有上崗證的焊工才能夠嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，沿著正確的程序施工作業(yè)。由于鋼結(jié)構(gòu)的焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中十分關(guān)鍵的部分，因此我們都應(yīng)當(dāng)對該步驟提起足夠的重視。除了在施工現(xiàn)場配備專業(yè)的焊接設(shè)備之外，還要精心選擇質(zhì)量較好的焊條，并檢查、清理焊縫，以減少外界環(huán)境對于焊接的影響。同時，在進(jìn)行焊接之前一定要有一個詳細(xì)的規(guī)劃，然后嚴(yán)格地按照規(guī)定進(jìn)行操作，還要設(shè)立檢查機(jī)制，對于焊接處進(jìn)行二次確認(rèn)，保證焊接的質(zhì)量。

3.4 整體提升大型鋼屋蓋

近階段，袁立偉帕斯卡液壓原理的危機(jī)液壓整體提升技術(shù)被我國鋼結(jié)構(gòu)建筑引入。該技術(shù)能夠按照作業(yè)點(diǎn)的要求，通過對微機(jī)進(jìn)行智能控制來實(shí)現(xiàn)整體提升鋼屋頂?shù)牟襟E，大大減少了人力與物力，縮短了鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所需的時間。

4 結(jié)束語

雖然鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在近些年來發(fā)展迅速，取得了一定的成就，但是，在實(shí)際的施工過程總還是不可避免的暴露出了一些問題。這些問題如果不能及時解決，將會直接影響到了整個工程的質(zhì)量好壞，嚴(yán)重的還會影響人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，需要對鋼結(jié)構(gòu)的材料以及鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)行選擇，以保證選用的鋼結(jié)構(gòu)符合施工的要求，更好地發(fā)揮應(yīng)有的作用。同時，要注意鋼結(jié)構(gòu)施工中的各項(xiàng)要求，并嚴(yán)格執(zhí)行。也只有這樣，才能夠保證施工的質(zhì)量，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 施工 技術(shù)分析

鋼結(jié)構(gòu)是指以鋼材為材料做成受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，因其具有承載力強(qiáng)、自重輕、強(qiáng)度高、施工快、抗震強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，在高、大、輕3個方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在高層建筑中應(yīng)用廣泛，如上海金茂大廈、深圳賽格大廈、大連世貿(mào)中心等就是采用高層鋼結(jié)構(gòu)的工程。煉鋼技術(shù)和成型制造工藝的發(fā)展，給鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用帶來新的活力，同時推動了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)的不斷進(jìn)步及完善。在此，本文主要談?wù)劯邔咏ㄖ摻Y(jié)構(gòu)施工技術(shù)。

1鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢有：自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，可跨越度大，用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的1/2；抗展性好；鋼材的塑性和韌性好，即鋼結(jié)構(gòu)不會因?yàn)榕既怀d或局部超載而突然斷裂破壞，且對動力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)；設(shè)計風(fēng)格靈活、豐富，在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大50%；鋼結(jié)構(gòu)多采用螺栓連接，結(jié)構(gòu)輕，施工簡便，施工安裝周期短；可以有效保護(hù)環(huán)境，即鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪音小、粉塵少，對土地資源破壞小，產(chǎn)生的固體垃圾量小，廢鋼資源回收價值高；綜合造價低；鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化制作程度高，便于機(jī)械制造，集約化生產(chǎn)，精度高，安裝方便，質(zhì)量易于保證。

2材料選擇要點(diǎn)

目前，我國建筑鋼材一般只用兩種，即碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，其相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)為《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700―88）和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T1591―94）。以前常說的三號鋼和 16Mn 鋼就分別屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。鋼材應(yīng)有抗拉，屈服強(qiáng)度和硫、磷含量和碳含量的合格保證。所使用的鋼材應(yīng)具有鋼材的質(zhì)量保證書，其品種、規(guī)格、性能要符合國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，化學(xué)成分也要符合相關(guān)要求。鋼材表面質(zhì)量在符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)上，還應(yīng)符合以下規(guī)定：當(dāng)鋼材表面有銹蝕、麻點(diǎn)等缺陷時，缺陷深度不能大于該鋼材厚度負(fù)偏差值的1/2；連接材料中的焊條焊劑要有產(chǎn)品質(zhì)量證書，并符合國家要求，藥皮不能脫落，焊芯不能生銹，焊劑不能受潮。保護(hù)氣體的純度要滿足施工工藝要求，在使用二氧化碳做保護(hù)氣體時，二氧化碳純度不能低于99.5% ，其含水量要小于0.05% 。⑥涂裝材料要有出廠證明書和說明書，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求，涂料色彩按照設(shè)計要求正確使用，必要時可以作樣板。防火涂料技術(shù)性能要滿足施工需求，并通過國家正規(guī)檢測機(jī)構(gòu)的檢測符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。⑧防火涂料在使用時要檢驗(yàn)粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。壓型金屬板板材的規(guī)格，品種，材質(zhì)要符合設(shè)計和國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制

3.1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)通常都采用混凝土立柱，基礎(chǔ)的混凝土鋼筋、模板的施工與其他工程的施工方法相同而基礎(chǔ)立柱中預(yù)埋的螺栓是更是質(zhì)量控制的重中之重，每個螺栓及每組螺栓之間的高度間距的偏差，直接影響著工程的整體質(zhì)量。具體如下：取鋼柱底板大小的鋼板三塊（其中兩塊厚 20mm ，一塊 8 ～20mm 均可），2mm 厚的兩塊銅板按照鋼柱底板螺栓孔位置、大小開孔，將三塊鋼板組裝在一起，把一組螺栓插入螺孔，用 Φ14～Φ16 的鋼筋將螺栓焊接為一體，上下各一道并可以重復(fù)多次使用。螺栓間間距及高低必須在規(guī)定的偏差范圍之內(nèi)。在混凝土澆筑前，用經(jīng)緯儀將螺栓組進(jìn)行精確的定位.再用 Φ14～Φ16 的鋼筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓鋼筋端頭頂正模板上，上下各一道，這樣每組螺栓之間的間距、高低可以控制并不被損壞。做好施工交接。土建工程結(jié)束后.將螺栓組間的（軸線間距）、高低，每一個柱身澆筑的高度用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量，驗(yàn)收后，組織相關(guān)安裝人員進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收后要求鋼結(jié)構(gòu)安裝人員進(jìn)行復(fù)測。

3.2 鋼構(gòu)件的加工現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)工廠化的生產(chǎn)，鋼構(gòu)件的進(jìn)場質(zhì)量驗(yàn)收就顯得至關(guān)重要，構(gòu)件進(jìn)場除了核查數(shù)量，并進(jìn)行表面檢查外，還需要檢查以下資料：①鋼材材質(zhì)的檢驗(yàn)單，②鋼材的材質(zhì)證明（復(fù)印件須蓋生產(chǎn)單位公章，并且說明原件存放地）；③無損檢測報告和探傷檢測報告。在安裝柱，梁時，主要檢查柱底版下的墊鐵是否穩(wěn)定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、側(cè)自彎曲、螺栓的擰緊程度以及摩擦面清理驗(yàn)收合格后，方可起吊施工。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝完，并進(jìn)行驗(yàn)收合格之后，要求施工單位將柱底板和基礎(chǔ)頂面的空間用膨脹混凝土進(jìn)行二次澆筑。鋼結(jié)構(gòu)工程螺栓的連接通常使用高強(qiáng)螺栓和普通螺栓這兩種，普通螺栓連接，每個螺栓一端不能墊 2 個以上墊片，螺栓擰緊后外露螺紋不能少于 2 個螺距；高強(qiáng)螺栓使用前需要檢查螺栓的合格證和復(fù)試單，安裝過程中板疊接觸面要平整，接觸面必須大于 75%邊緣縫隙不能大干 0.8mm，高強(qiáng)螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和擴(kuò)孔，不能強(qiáng)制穿入。高強(qiáng)螺栓不能作為臨時螺栓，螺栓擰緊要注意按一個方向施擰，當(dāng)天安裝的要終擰完畢，并逐個嚴(yán)格檢查，對欠擰、超擰的要及時補(bǔ)擰或更換。不合格的焊縫不得擅自處理，同一部位的焊縫返修次數(shù)不能超過 2 次。鋼結(jié)構(gòu)涂刷前，構(gòu)件表面不能有異物，涂刷遍數(shù)和厚度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。在監(jiān)理施工過程中，要求施工人員先固定鋼窗一邊的柱子，待釩窗完全固定并就位之后，再焊接另一邊的立柱這樣便可以保證鋼窗與立柱之間不會有縫隙。壓抑彩板進(jìn)場后，要對其進(jìn)行檢查，并復(fù)核施工安裝有關(guān)鋼構(gòu)件的安裝精確度；清除檁條安裝時的焊縫藥皮和飛濺物，并涂刷防銹漆對鋼構(gòu)件進(jìn)行防腐處理。安裝彩板時，要按墻面的順序進(jìn)行排版，從墻面的一側(cè)開始進(jìn)行，再用螺釘固定，墻板接縫處要做好防水處理。

4結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)相比，在使用功能、設(shè)計、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的空間感，能合理布置功能區(qū)間：利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，設(shè)計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，適合創(chuàng)新、彈性設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)超高層民用建筑的推廣和使用，標(biāo)志著我國超高層民用建筑的開發(fā)和建設(shè)己步入了鋼結(jié)構(gòu)體系時代。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；土木工程

1.土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1強(qiáng)度

一般來說，結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受或者容納作用效應(yīng)的能力是由材料的強(qiáng)度來決定的。可以利用有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)來確定結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件性能，這些標(biāo)準(zhǔn)中列出了鋼結(jié)構(gòu)可使用的材料，比如建筑結(jié)構(gòu)鋼要滿足CSA標(biāo)準(zhǔn)ASTMstandardA992/A992M或者CAN/CSAG40.20/C40.21等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。近幾年來，建筑用鋼發(fā)生了很大的變化，過去的建筑結(jié)構(gòu)所用的抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)均摘自于CISC（2006）歷史記錄，而目前加拿大對于工程結(jié)構(gòu)鋼以及普通建筑結(jié)構(gòu)鋼的標(biāo)準(zhǔn)定出7個鋼種和8個強(qiáng)度級別。根據(jù)屈服強(qiáng)度其范圍為260～700Mpa。不過并不是全部的鋼種都有所有的強(qiáng)度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，那么對鋼種類型和強(qiáng)度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結(jié)構(gòu)可以減少物料消耗、減輕結(jié)構(gòu)自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結(jié)構(gòu)成本。

1.2剛度

振動、變形等適用性參數(shù)由構(gòu)件的剛度來決定，進(jìn)而由結(jié)構(gòu)體系的剛度來決定。結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際剛度又由其構(gòu)件和連接件的分布來決定。不過簡單說來，構(gòu)件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強(qiáng)度在20-40Gpa范圍內(nèi)的混凝土其彈性模量通常在20-28GPa范圍內(nèi)；即使對于高強(qiáng)度混凝土來說，其彈性模量也不過在40-45GPa之間，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結(jié)構(gòu)的剛性有著顯著的優(yōu)勢。

1.3延性

延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是抗震設(shè)計中比較重要的特性參數(shù)，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結(jié)構(gòu)框架經(jīng)歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結(jié)構(gòu)可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內(nèi)在的延性并不一定都會轉(zhuǎn)化為建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)在延性，因此要充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計策略和可靠、穩(wěn)定的滯消機(jī)制。通常一個設(shè)計具有延性響應(yīng)就要有足夠的材料截面、材料延性以及結(jié)構(gòu)延性和構(gòu)件延性。延性值的能力和需求要與變延性水平、曲率延性（構(gòu)件延性）以及位移延性（結(jié)構(gòu)延性）所匹配。不過雖然鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變延性比較高，但是因?yàn)槭軓潣?gòu)件的受力不穩(wěn)定，所以構(gòu)件的曲率延性經(jīng)常不足。

1.4韌性

衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標(biāo)就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩(wěn)定裂紋的擴(kuò)展。韌性通常表示鋼結(jié)構(gòu)在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業(yè)變形，是鋼結(jié)構(gòu)一個很重要的特點(diǎn)。正是因?yàn)殇摌?gòu)件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。鋼結(jié)構(gòu)足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結(jié)構(gòu)來說更要具備此特性。鋼結(jié)構(gòu)的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區(qū)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)，首先要考慮韌性。相對來說，低碳鈮鋼比高碳鋼成分鋼更能改善韌性。

1.5整體

由上可知，無論是從剛度、強(qiáng)度還是在延性方面，鋼結(jié)構(gòu)都要優(yōu)于鋼筋混凝土，并且鋼結(jié)構(gòu)可以比較容易建構(gòu)出有異國風(fēng)情的建筑形式，通常鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以提供最佳的設(shè)計靈活性以及最大的空間利用率。鋼結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點(diǎn)就是：它還是一個理想的懸臂施工體系。適當(dāng)?shù)膽?yīng)用空腹鋼鐵托架以及構(gòu)件腹板開孔，可以為管道以及其它供電線路提供通道，不僅降低了樓層的高度，而且增加了審美吸引力。鋼架像在鋼結(jié)構(gòu)中一樣，被用來擴(kuò)展現(xiàn)有的混凝土建筑結(jié)構(gòu)或者增加樓層。在進(jìn)行施工時，裝配鋼結(jié)構(gòu)的施工人員要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于混凝土建筑結(jié)構(gòu)所需要的人數(shù)；與混凝土建筑相比，鋼結(jié)構(gòu)的安裝以及制作質(zhì)量都要更加的可靠和簡便。并且在修改時，鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)更加容易，成本更低，特別是要附加支撐系統(tǒng)時，鋼結(jié)構(gòu)可以更加快施工進(jìn)度。

2.鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

當(dāng)然，每種材料都不是完美的，所以鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和施工也存在著一定的缺點(diǎn)，其主要表現(xiàn)為以下幾個方而：

2.1材料缺點(diǎn)

盡管鋼結(jié)構(gòu)的剛度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土，但是對于一個給定的負(fù)載，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面剛度則要小于與其對比的混凝土結(jié)構(gòu)，這主要是因?yàn)殇摰膹?qiáng)度優(yōu)勢導(dǎo)致其構(gòu)件的尺寸相對較小。因此要提高這些構(gòu)件的穩(wěn)定性，就要增加型鋼的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的剛度。并且鋼材的耐火性和耐腐蝕性都相對有欠缺。鋼材長期受到100度的輻射熱時強(qiáng)度的變化不大，表現(xiàn)出一定的耐熱性能，但當(dāng)溫度達(dá)到150度時，就要采用隔熱層進(jìn)行保護(hù)，并且重要部位的鋼結(jié)構(gòu)一定要涂刷防火涂料。

2.2市場環(huán)境

2.2.1設(shè)計力量較薄弱

在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時要注意結(jié)構(gòu)的功能要求是不是屬于鋼結(jié)構(gòu)合理的應(yīng)用范圍。通常在設(shè)計較高承載力需要使用鋼結(jié)構(gòu)時，要考慮用不適合繼續(xù)承載的巨大變形為結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)為準(zhǔn)則。鋼結(jié)構(gòu)有很多節(jié)點(diǎn)，要對每個螺絲、墊板以及焊縫進(jìn)行精確的計算，而且每個專業(yè)要一次性到位，所以鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計要比混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計更復(fù)雜，并且圖紙也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2.2鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)未形成體系

只有在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下才可以體現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。并且目前鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、價格標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都沒有統(tǒng)一，國家標(biāo)準(zhǔn)以及監(jiān)管機(jī)制方面也都有一定的欠缺，因此很多設(shè)計師以及開發(fā)商都相對比較茫然。

2.2.3價格問題

由于鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)未形成體系，因此鋼結(jié)構(gòu)的價格比較高。雖然鋼產(chǎn)量近年有大幅度的提高，但是人均產(chǎn)量仍然相對較低，鋼材仍是我國國民經(jīng)濟(jì)中比較貴重的材料，而混凝土的價格優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。

3.鋼結(jié)構(gòu)施工安裝要點(diǎn)

整體來說鋼結(jié)構(gòu)的施工流程比較復(fù)雜，并且建筑的要求不同，在細(xì)節(jié)上也有很大的差異性。此處列舉三點(diǎn)進(jìn)行簡單說明。

3.1選材與連接

鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼以及普通碳素鋼等，碳鋼的塑性比較低，但是硬度強(qiáng)度比較高。在鋼結(jié)構(gòu)中，柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形，另外還有“十”字形截面等等；梁多數(shù)是焊接或者軋制的“H”型鋼梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗(yàn)，定出焊接的格料和各項(xiàng)參數(shù)。

篇10

【關(guān)鍵詞】特點(diǎn)；不足；施工方法

On the steel used in civil engineering

Sun Sheng-nan

（Chengde City Bureau of Housing and Urban Development Property Management Office Chengde Hebei 067000）

【Abstract】Civil engineering disciplines as an important foundation， its important attributes for a comprehensive， social， practical， unity. Steel works as an important branch of civil engineering， in improving the national economy development and people's lives to play an important role. Meanwhile， many industries have played a role in promoting revitalization. Development and scientific and technological progress and economic prosperity are inextricably linked steel works.

【Key words】Features；Inadequate；Construction method

1. 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1.1 強(qiáng)度。一般來說，材料的強(qiáng)度決定結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受或容納作用效應(yīng)的能力。利用相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)來確定結(jié)構(gòu)鋼的構(gòu)件性能，這些標(biāo)準(zhǔn)中列出了鋼結(jié)構(gòu)可使用的材料，比如建筑結(jié)構(gòu)鋼需要滿足CSASTMstandardA992/A992M或者CAN/CSAG40.20/C40.21等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。近些年來，建筑用鋼發(fā)生了很大的變化，過去的建筑結(jié)構(gòu)所用的抗拉強(qiáng)度以及屈服強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)均摘自于CISC（2006）歷史記錄，而目前加拿大對于工程結(jié)構(gòu)鋼以及普通建筑結(jié)構(gòu)鋼的標(biāo)準(zhǔn)定出7個鋼種和8個強(qiáng)度級別，屈服強(qiáng)度范圍為260～700MPa。不過并不是全部的鋼種都有所有的強(qiáng)度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計，那么對鋼種類型和強(qiáng)度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結(jié)構(gòu)可以減少物料消耗、減輕結(jié)構(gòu)自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結(jié)構(gòu)成本。

1.2 剛度。剛度決定構(gòu)件的振動、變形等適用性參數(shù)，進(jìn)而決定結(jié)構(gòu)體系的剛度。其構(gòu)件和連接件的分布又決定了結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際剛度。簡單來說，構(gòu)件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強(qiáng)度在20～40GPa范圍內(nèi)的混凝土其彈性模量通常在20～28GPa范圍內(nèi)；即使對于高強(qiáng)度混凝土來說，其彈性模量也不過在40～45GPa之間，由此可見，鋼結(jié)構(gòu)的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結(jié)構(gòu)的剛性有著顯著的優(yōu)勢。

1.3 延性。延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結(jié)構(gòu)設(shè)計中，特別是抗震設(shè)計中比較重要的特性參數(shù)，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結(jié)構(gòu)框架經(jīng)歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結(jié)構(gòu)可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內(nèi)在的延性并不一定都會轉(zhuǎn)化為建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)在延性，因此要充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計策略和可靠、穩(wěn)定的滯消機(jī)制。通常一個設(shè)計具有延性響應(yīng)就要有足夠的材料截面、材料延性以及結(jié)構(gòu)延性和構(gòu)件延性。延性值的能力和需求要與變延性水平、曲率延性（構(gòu)件延性）以及位移延性（結(jié)構(gòu)延性）所匹配。不過雖然鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變延性比較高，但是因?yàn)槭軓潣?gòu)件的受力不穩(wěn)定，所以構(gòu)件的曲率延性經(jīng)常不足。

1.4 韌性。衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標(biāo)就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩(wěn)定裂紋的擴(kuò)展。韌性通常表示鋼結(jié)構(gòu)在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業(yè)變形，是鋼結(jié)構(gòu)一個很重要的特點(diǎn)。正是因?yàn)殇摌?gòu)件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產(chǎn)生裂紋的可能性。鋼結(jié)構(gòu)足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結(jié)構(gòu)來說更要具備此特性。鋼結(jié)構(gòu)的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區(qū)設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)，首先要考慮韌性。

由上可知，無論是從剛度、強(qiáng)度還是在延性方面，鋼結(jié)構(gòu)都要優(yōu)于鋼筋混凝土，通常鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以提供最佳的設(shè)計靈活性以及最大的空間利用率。

2. 土木工程中鋼結(jié)構(gòu)的不足

2.1 使用年限比較短。

鋼結(jié)構(gòu)的一個致命的缺點(diǎn)就是使用年限比較短，但通常壽命僅有5～10年，然而混凝土結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢就是可以永久使用。假如，住宅建筑采用鋼結(jié)構(gòu)，那么很多人就會放棄購買，這就必然影響了建筑物的銷售，因此，我們必須要引起高度的重視。

2.2 價格較高。

受多種因素的影響，當(dāng)前，我國的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)一直未形成體系，所以說，其價格依舊是國民考慮的關(guān)鍵問題。

2.3 生產(chǎn)體系未形成。

鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的優(yōu)越性務(wù)必要進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)才能得以體現(xiàn)。當(dāng)前，我國鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、價格標(biāo)準(zhǔn)都尚未成形，國家監(jiān)管的力度也比較弱，使得開發(fā)人員與設(shè)計人員都很茫然。

2.4 設(shè)計復(fù)雜。

建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計的時候，要到充分的注意到其使用的范圍，在設(shè)計較高承載力的時候就需要采用鋼結(jié)構(gòu)，要兼顧到不適合繼續(xù)承載的巨大變形為結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限。其中鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)多，計算一定要精確而且還得盡量做到一次就位，因此鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計就更加的復(fù)雜化，圖紙也會更多。

2.5 材料的不足。

鋼結(jié)構(gòu)的剛度大于混凝土，但對于負(fù)載而確定的情況，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件則小于與其對比的混凝土結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)殇摰膹?qiáng)度使構(gòu)件的尺寸較小。假如我們要想提高構(gòu)件的穩(wěn)定就需要增加鋼的尺寸，使得其成本增加。且鋼的腐蝕性與耐火性均有待提高，一旦溫度超過所能承受的限度，就得需要采用隔熱層來進(jìn)行保護(hù)，其中重要的部位必須要做防火處理。

3. 土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工中的一些方法

3.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝要點(diǎn)。

根據(jù)土木工程項(xiàng)目設(shè)計的不同，對剛結(jié)構(gòu)施工安裝的要求也不盡相同，總的來看，該過程較為復(fù)雜，此處只作一些簡要的說明。

（1）選材與連接。

一般情況，我們把平時使用的鋼材劃分為四類，即板材、型材、金屬制品和管材。土木工程中的建筑鋼材常常首選普通的碳素鋼和低合金鋼，如有一定需要，也會考慮優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)鋼。在鋼結(jié)構(gòu)為主的土木工程項(xiàng)目中，柱截面較為常見的是寬翼緣“工”字形，“十”字形截面等等；梁多數(shù)是“H”型鋼梁。在安裝以前，就要明確的計算出所需各項(xiàng)鋼材的參數(shù)，梁與梁之間、梁與柱之間的連接，可以采取焊接連接或高強(qiáng)螺栓連接，特別要注意高強(qiáng)螺栓的連接孔位的精度。

（2）油漆工藝流程。

首先，要處理掉鋼材表而的污垢，第二步就是去銹。這兩個步驟我們要根據(jù)實(shí)際情況采取不同的處理方法，如果鋼材表面銹蝕較小，我們可以采用手工刷打、打磨的方法；如果銹蝕較為嚴(yán)重，我們需要采取機(jī)器先行處理，然后進(jìn)行手工輔助，總之，做好鋼材的基層處理就是要使鋼材的表而光亮、平滑、煥然一新。在基層處理的基礎(chǔ)上，我們需要保證鋼材表面的干燥，涂防銹漆和刮膩?zhàn)拥倪^程中一定要細(xì)致到位，不能使涂料填蓋鉚孔。確保刮平、干燥以后，不宜將材料堆放時間過長。如有特殊原因，不能及時使用已處理的鋼材，我們要對材料進(jìn)行再加工。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)。

構(gòu)件加工運(yùn)輸?shù)跹b要細(xì)致。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面尺寸要求嚴(yán)格，而鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的截面厚度又較薄，因此構(gòu)件的加工質(zhì)量至關(guān)重要。在運(yùn)輸過程中應(yīng)保證構(gòu)件不變形不受損，到現(xiàn)場時，堆放場地要通風(fēng)且防潮防腐，且一般置于吊裝運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，便于運(yùn)輸和吊裝。鋼結(jié)構(gòu)既然有防火防腐要求，因而防火防腐涂料本身的質(zhì)量和涂裝就要加強(qiáng)監(jiān)督和管理，包括金屬表面基層的處理、油漆的遍數(shù)和涂刷厚度以及檢驗(yàn)要求等。

4. 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，人們對建筑的質(zhì)量、美觀要求更高，鋼結(jié)構(gòu)不斷普遍運(yùn)用到建筑工程中，這是符合建筑發(fā)展趨勢的。其在質(zhì)量、施工、成本上都具有很大的優(yōu)勢。因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時我們要不斷的提高設(shè)計理念和行業(yè)認(rèn)知，提高專業(yè)人士的技術(shù)能力，還要不斷的培養(yǎng)專業(yè)人才，為鋼結(jié)構(gòu)施工提供強(qiáng)有力的保障，也促進(jìn)我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁爽.土木工程中的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用與研究[J]科技致富向?qū)В?013 ，07：48.