论钢结构劲钢结构在高层建筑中施工运用

论文导读：
摘要：钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有均质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。钢结构广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。
关键词：劲钢结构；建筑；施工应用

1、劲钢结构的材料选用

劲钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件，目前投生产的B400RNQ和B490RNQ种型号的耐火钢，在达到600C时其屈服强度依旧有150~220MPa一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价等于钢材费用(约占40%)制作安装费用(约占30%)防火涂料费用(约占30%)放火涂料所占总造价的比重较大，如果使用高强度耐火钢虽有上升，但防火涂料有大幅度下降，可部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。

2、劲钢结构的稳定性设计

劲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。
2.1劲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。
2.2劲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：
2.2.1劲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。
2.2.2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。

3、劲钢结构的设计

3.1基本原则。

建筑劲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。

3.2设计过程。

3.2.1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。
3.2.2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。

4、劲钢在高层建筑的制作与安装

4.1统一测量仪器和钢尺量具。建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。
4.2定位轴线、标高和地脚螺栓。钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需论文导读：
设置一个控制桩，一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2~3层为一节，对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱r安装正确无误，避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式钢性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。
4.3钢柱的制作与安装。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建，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与设计长度，即使只有几毫米也小能忽略不计。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。矩形或力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焊等形式。钢柱标高的控制一般有两种力式: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，这种制作安装一边在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无论采用何种安装力式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。 转贴于 中国论文下载中心 hw.s
4.4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钢性连接，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准确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝，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，腹板的连接可开椭圆孔，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度，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，确定其翻样下料的准确长度。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在焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端，腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时，孔位的精确十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方源于：毕业总结范文www.7ctime.com
向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。
5、结语
钢结构建筑的科技含量很高，结构本身往往就是建筑表现，钢结构的表现与工艺不仅是实现形象构思的必要手段，而且对建筑形象的影响极为显著，这就决定了结构构思是形象构思成功与否的关键所在。科学技术的进步，审美观的改变必然使得钢结构建筑不断地去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们所提倡的是：抛开风格要素，从结构理性主义出发，从现代的和传统的从多风格流派中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构精品建筑。

参考文献：
1李听鑫，高层建筑钢结构的施工[J]，科技促进发展，2009 (3).
2孙艳.高效预应力叠合梁板应用[J].黄石高等专科学校学报，1999(1).