引論：我們為您整理了13篇鋼結構范文，供您借鑒以豐富您的創作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發您的創作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

主辦單位：冶金部建筑研究總院;中國鋼結構協會

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：16開

國際刊號：1007-9963

國內刊號：11-3899/TF

郵發代號：82-850

發行范圍：國內外統一發行

創刊時間：1986

期刊收錄：

核心期刊：

期刊榮譽：

中科雙效期刊

篇2

此柱是一選煤廠房柱的一部分，一根柱被分成三部分進行制作，此為頂部柱，具體結構形式如“圖一”所示。在中間部位是一100噸吊車的吊車梁的支腿部分，上部包含有與梁連接的端頭板，下部有與中柱連接的連接板，以及吊車梁支撐以及一些柱間支撐連接板等附件構成。其中柱截面尺寸為主截面為HN1000X450X22X30/HN1300X450X26X30， 與梁連接的端頭板、與柱連接的柱頭板以及吊車梁支撐厚度均為30mm，一些加強筋為10mm。 材料為Q345B。吊車梁支撐與鋼柱之間的焊縫為全熔透焊縫。此柱總長為7150mm，總重為4105.2KG。制作標準為AWS D1.1。

2焊接工藝評定及焊接工藝規程

按照AWS D1.1 的相關要求進行焊接工藝評定，其中包括板與板之間的對接焊縫，板與板焊接的角接頭，厚度從6-30mm，焊接方法涉及到FCAW（CO2氣體保護焊），SAW（埋弧焊），具體的應用會在下邊的工序中詳細說明，在此不作總結。

焊工及焊接操作工按照AWS D1.1 的要求進行了相關的技能考試及驗證，在此不詳細說明。

3制作工序

鋼結構柱的制作一般情況下包含以下幾個工序，1板材的下料，開坡口（如果有）；2 板材的拼接，質量檢驗3焊接H型鋼及質量檢驗4放樣及組對附屬件；5焊接端附屬件；最終檢驗。所以，從以上工序可以看出，焊接過程幾乎貫穿了這個鋼結構的制作過程，所以必須嚴格進行的控制。

有吊車梁支撐牛腿處為焊接量最大的部位，且焊接難度大，要求嚴格。此處為非對稱結構，如果焊接過程控制不好，非常容易產生側向的焊接變形，從而導致整根柱子的直線度超標，影響整體質量，所以此處的焊接是整個柱子制作的重點也是難點。

3.1板拼接

所有的板材拼接焊縫均要求按照全熔透焊縫進行焊接，所以對接焊縫必須要求開坡口，坡口形式如下圖二所示，采用埋弧自動焊或者手工焊，或者二者相結合的方式進行焊接。采用埋弧焊焊接時，組對間隙0，并且要求板與板之間的間隙越小越好。根據焊接工藝規程選擇焊絲為H10Mn2，配合與之相匹配的焊劑SJ101 進行焊接。一般情況下，埋弧焊焊接此種坡口形式的焊縫，不用背面清根基可以達到全熔透的效果，但是不同的焊接機械的能力不同也會產生區別，如果發現背面沒有焊透，出現夾渣等缺陷，采用碳弧氣刨得方法進行背側清根后再進行下一層的焊接。。FCAW焊接時，坡口鈍邊1-2mm 為宜，并且根據實際情況留有0-1mm的焊接間隙，以保證根部的熔透效果，選擇使用E71T-1C焊絲，。焊接完畢后打磨去掉余高，進行超聲波檢測。

3.2 H型鋼焊接

板材拼接完畢后，組對成為H型結構進行柱主體的焊接。 焊接位置為水平位置。一般情況下，此種鋼柱的焊接為船型焊，即工件放置在90度的專用工裝上，使焊縫處于水平位置。焊接順序為對稱焊接，減少焊接變形，一般的焊接順序是1-3-2-4，或者2-4-1-3進行。如果埋弧焊接一次不能填滿整個坡口，必須進行多次填充才可滿足焊縫高度，則必須按照以上步驟進行焊接，不能一條焊道填滿后再焊接其它焊縫。這樣的焊接順序能夠較好的保證H型鋼的制作精度，減少焊接變形。并且，每次的翻轉過程是一次焊接內應力的釋放過程。此種大厚壁的鋼結構H型鋼一旦產生變形，很難通過火焰校正的方式進行調整，必須通過施加外力，如千斤頂或者專用的調直機械進行校正，且校正后的效果不是很理想。

3.3附屬件的焊接

此道工序是產生焊接變形的主要點，應該特別給與關注。特別是柱端頭板與H鋼焊接，和牛腿和H型鋼焊接，此兩處的焊縫形式均為T型焊縫，且受動載荷沖擊比較大區域，所以技術要求比較嚴格，采用完全焊透形式的T型焊縫，這也就是說，此處的焊縫屬于坡口焊縫，焊接輸入量比較大，并且焊縫布置復雜，空間距離小，焊接熱循環比較多，很容易產生較大的應力集中，從而引起焊接變形，或者導致鋼材產生層狀撕裂。

3.3.1 H型鋼與端頭板的焊接

由于選取了一根頂部柱為例子，所以此根柱不但含有與梁相連接的端頭板，還有和底部柱相連接的柱頭連接板。由于柱與梁之間，柱與柱之間采用螺栓連接，所以要求此端面焊接后必須平整，不可一產生翹曲或者凹陷等缺陷，所以在焊接過程中必須減少變形，釋放在焊接過程中產生的焊接應力，保證整個平面的平整度。

3.3.1.1坡口與焊接順序

與端頭板焊接處均開45度坡口，坡口形式如圖四所示，在此特意選擇了開45度的坡口角度，這樣可以既可以減少填充量， 也可以保證根部的完全焊透。在焊接時要求焊工必須按照一個順序進行焊接，并且保證所有的部位均按照從里到外，先短后長的原則進行焊接。

3.3.1.2焊接方法

采用 二氧化碳氣體半自動焊進行焊接，此種焊接方法的優點是焊接速度快，其焊接速度是手工焊條電弧焊的1-4倍，且焊接成本比較低，焊接變形小，一般情況下，co2氣體保護焊產生的變形為角變形為千分之五，不平度只有千分之三。

3.1.3焊接順序，先焊接H型鋼服板與端頭板之間的焊縫，然后再焊接兩個翼緣板與端頭板之間的焊縫， 這樣焊接的好處是腹板的焊縫焊接使，使應力可以從中間往兩側分散，避免焊接應力集中在焊縫內部，形成內應力。然后焊接兩個翼緣板與H型鋼之間的焊縫， 此處焊縫最好采用兩個焊工對稱焊接的形式，這樣使焊接產生的內應力可以減小，同時在焊接過程中，使用小錘錘擊焊道，使焊接應力得以釋放。

3.4吊車梁支腿焊接

此處是整根柱的焊接重點所在，如果控制不好，將會產生很大的變形。特別指出的是吊車粱支腿下平面的板要插入變截面梁中，不可以斷開。在此，按照圖紙尺寸先將支腿進行預制，再將變截面部分與支腿進行組對，H型鋼與支腿焊接的部位按照圖四形式開坡口，采用FCAW進行焊接。焊接順序按照3.3.1.1 的順序進行，并且每焊完一道焊縫需要用小錘錘擊焊道，釋放產生的應力，此處控制的要點是，每一個焊道不能一次性填滿，必須按照一定的方向進行焊接，并且焊接順序一旦固定，原則上不能修改，從開始到焊接結束都要按照此順序進行。

4焊接收縮量的控制

在焊接過程中，由于焊縫受到拉應力的作用，會產生變形和形變，所以柱在整個焊接過程中會縮短，為了保證整體的安裝精度，所以在下料前必須根據收縮量的大小留出適當的余量。此種結構的柱子由于結構復雜，焊接收縮量計算公式已經不適合此種復雜焊縫的收縮量計算，所以工廠采用實際收縮量驗證的方式來控制下料尺寸。在批量制作前，預先預制一件來驗證焊縫收縮量。當第一件焊接完畢后，發現總長度方向會產生5mm 的焊接收縮量，寬度方向會有1-2mm 的收縮量（在可控范圍內，不予考慮）。所以在結構柱下料前，每根柱在長度方向都會長出5mm。在以后的焊接過程中，通過復查的辦法再次核實了這個收縮裕量是可以滿足實際需求的。

5通過對現場焊接工藝的控制，對焊工進行了焊接順序的交底，在實際中取得了較好的效果，此種結構柱在焊接完畢后，完全滿足標準的要求，減少了校正工序，節省了成本，縮短了工期。

參考文獻：焊接工程師手冊第二版

篇3

Keywords: steel structure, the housing

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A 文章編號：

1. 鋼結構住宅

1.1鋼結構住宅的含義

鋼結構住宅建筑，是指以冷彎薄壁型鋼、輕鋼焊接和高頻焊接H型鋼、輕型熱軋型鋼、薄鋼板、焊接或無縫鋼管及以上各構件拼接、焊接而成的組合構件等為主要受力構件，以新型輕質、保溫、隔熱、高強的墻體材料作為圍護結構所構成的低層和多層住宅建筑。其中，輕質墻體材料一般包括壓型鋼板及其組合板材、PC板、蒸壓輕質加氣砼板（ALC板）及稻草板等。鋼結構住宅是住宅建筑的一個分支，與混合結構、鋼筋砼結構、木結構一樣是住宅建筑的重要組成部分。

1.2 鋼結構住宅的發展前景

世界各地的住宅建筑體系因各地不同的建材及文化、傳統而異。歷史上，住宅建筑體系的發展緣于人們對住宅的功能和質量不斷提出的高要求。今天，住宅設計體系反映了各國的生活方式、社會認同感，同時還反映了各人的不同個性。對建造商而言，用鋼作為住宅的主體結構材料 ,更易于滿足和實現人們對住宅設計提出的更高要求。對建筑師而言，鋼結構為他們的個性化設計帶來了更豐富的想象空間。使用鋼材不僅是在住宅的結構形式，而且在質感、顏色、功能和空間劃分各方面都突破了傳統建材對建筑師的制約。這主要由于鋼材與傳統建材相比有下述優點：高強、自重輕、抗震、可隨意拼接、耐久、工業化生產、施工安裝速度快。我國在與發達國家相比在許多方面還存在著明顯的差距，在工業發達國家如美國、日本、英國等，鋼結構用鋼量已占到鋼產量的30%以上，鋼結構住宅已比較普及，瑞典、法國等在鋼結構住宅方面已形成產業化鏈條體系，而在我國鋼結構用鋼量僅為20%，60%~70%的建筑為鋼筋混凝土建筑。在2008奧運會期間，我國鋼結構工程得到了迅速發展，也為我國大力發展鋼結構住宅奠定了基礎。“鳥巢“等世界前列的鋼結構建筑已展露頭角。

目前，在北京、天津、山東萊蕪、安徽馬鞍山、南京上海、廣州和深圳等地相繼開展的高層鋼結構住宅工程。經過實踐工程的經驗積累，我國鋼結構住宅的施工技術正在逐步完善中。

2. 鋼結構住宅的某些缺陷及改進措施

2.1結構體系與主要布置原則

目前國內鋼結構建筑體系主要有框架結構體系、框支結構體系、框架剪力墻結構體系等結構形式：

（1）框架結構體系：純框架結構體系在地震區一般不超過l5層。框架結構的平面布置靈活, 可為建筑提供較大的室內空間, 且結構各部分剛度比較均勻。這種結構有較大的延性, 自振周期較長, 而對地震作用不敏感, 抗震性能好。但純框架結構的側向剛度小, 由于側向位移大, 易引起非結構構件的破壞, 因此不宜建的太高。

（2）框支結構體系：純框架在風、地震荷載作用下，側移不符合要求時，可以采用帶支撐的框架，即在框架體系中，沿結構的縱、橫2個方向布置一定數量的支撐。在這種體系中，框架的布置原則和柱網尺寸，基本上與框架體系相同，支撐大多沿樓面中心部位服務面積的周圍布置，沿縱向布置的支撐和沿橫向布置的支撐相連接，形成一個支撐芯筒。采用由軸向受力桿件形成的豎向支撐來取代由抗彎桿件形成的框架結構，能獲得比純框架結構大的多的抗側力剛度，可以明顯減小建筑物的層間位移。

（3）框架剪力墻結構體系：在框架結構中布置一定數量的剪力墻可以組成框架剪力墻結構體系，這種結構以剪力墻作為抗側力結構，既具有框架結構平面布置靈活、使用方便的特點，又有較大的剛度，可用于40～60層的高層鋼結構。當鋼筋混凝土墻沿服務性面積（如樓梯間、電梯間和衛生間）周圍設置，就形成框架多筒體結構體系。這種結構體系在各個方向都具有較大的抗側力剛度，成為主要的抗側力構件，承擔大部分水平荷載，鋼框架主要承受豎向荷載。

在設計過程中選用何種體系，應該綜合考慮多方面的因素，例如突出鋼結構優勢的大柱網因素和適應現代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結構經濟合理，多層鋼結構住宅對結構布置有些要求。當然，這些要求不是絕對的，而是在可能條件下這樣做會更經濟，更合理，主要是：①采用矩形平面或由矩形平面單元組成的建筑平面；②框架柱在房屋橫向宜成列布置; ③將支撐或桁架腹桿設在無孔口的分戶墻中; ④采用間隔桁架體系時，房屋縱向走廊宜在橫向桁架的中部。

2.2值得注意的設計問題

2.2.1 節點設計

鋼結構體系當中，節點的設計和構件的設計具有同等重要性，因此必須給予充分的重視。鋼結構的節點設計包括梁—柱節點、梁—梁節點、柱—柱節點、柱腳節點、柱帽節點等。設計時應確保節點的安全可靠，并盡量采用簡單、穩定、可靠的施工工藝，減少或避免現場的焊縫連接。鋼節點的形式按傳力特性大體可以分為3類:鉸節點、半剛性節點、剛性節點。剛性、鉸接節點的受力性能、施工工藝研究得比較成熟，因此在工程中取得了廣泛的應用。

2.2.2 墻體材料的選取

一般來說，為了突出鋼結構自重輕、布置靈活、可改性好的特點，鋼結構住宅不宜采用傳統的黏土磚或其它自重較大的材料。通常采用輕質材料，比如：空心砼砌塊、加氣砼、壓型鋼板加輕質保溫材料組成的復合墻體、OSBC板、CS板等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質加氣砼板ALC（Autoclaved Light weight Concrete）。這種材料質地較輕，具有較好的防水、防滲透能力，保溫性能好，隔聲效果與一般混凝土空心砌塊相當，自身的強度高，施工方便。無論做外墻還是內隔墻效果都比較理想。

在進行墻體的設計時，要求對連接件的強度、質料和尺寸有準確的規定。對連接方式充分考慮墻體和主體結構的特性，盡可能采用簡單、快速的連接方法，以便于施工，提高作業效率。

2.2.3樓梯

對其它類型鋼結構建筑的樓梯大都采用鋼樓梯，而住宅體系中則基本不用，原因是鋼樓梯的傳音效果較好。故鋼結構住宅中常常采用砼樓梯或者壓型鋼板砼組合樓梯。在設計時要注意樓梯梁的設置位置和處理，因為通常情況下，這里會出現梁—梁連接，這種連接會使得被連接梁承受集中荷載，這樣該梁比較容易發生局部失穩。

2.2.4 樓蓋體系

多層房屋鋼結構的樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性，當前較常采用的是在鋼梁上鋪設壓型鋼板，再澆注鋼筋砼板，形成壓型鋼板組合樓板。如采用壓型鋼板組合樓板時，為了便于鋪設壓型鋼板，主次梁頂面需相差壓型鋼板厚度，同時還可以增大建筑凈層高。在設計過程中，要考慮鋼梁和樓板的組合作用，這樣會顯著提高梁的承載力和整體穩定性，并有效降低梁高，節約用鋼，降低工程造價。

3. 結語

縱觀我國目前所處的發展階段，由于城鎮化發展的需要，建筑業已成為國民經濟的支柱產業，勢必帶動鋼結構住宅的健康發展。作為長期身處施工一線的技術人員，對鋼結構施工的幾點建議，希望能為廣大結構設計人員提供參考，為鋼結構住宅產業“春天”的到來做出一點貢獻。

參 考 文 獻

[1] 周黎.鋼結構住宅體系及構造分析[J].國外建材科技,2006,(1):88-89;

[2] 姜學詩.鋼結構房屋設計中常見的問題分析[J].建筑結構,2003,33(6):3-5;

篇4

鋼結構是指用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材焊接在一起的具有承載能力的結構形式。鋼結構本身具有自重輕、規模化生產、生產安裝方便快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環境污染少等綜合優勢,在全球范圍內,特別是發達國家和地區,鋼結構在建筑工程領域中得到合理、廣泛的應用。鋼結構通常分為輕型鋼結構、高層鋼結構、住宅鋼結構、空間鋼結構和橋梁鋼結構5大子類應用于工業廠房,建筑,橋梁,機場,體育場等行業。

二、市場現狀

表1 2008年鋼結構企業20強

中國在改革開放建設的30年中,基礎設施和生產加工能力得到全面發展,鋼結構的需求主要分布于機場,體育場,民用高樓,橋梁,廠方建設等且鋼結構工廠已經在生產角度上已經成熟,而且在新的綠色環保經濟的概念中,鋼結構能夠回收利用,保護環境,所以在世界建筑行業中成為一種友好性材料。但是隨著發達國家生產能力的轉移,中國成為世界制造的中心,中國應該也能夠把握國際分工產業鏈的接力棒,并在新興國家市場發展中做出自己的貢獻和構建世界產業鏈條的一環。

根據鋼結構網信息,我國鋼結構企業產值和產量排名如下,筆者在工作中接觸過其中幾家工廠。其硬件能力和設施完全滿足制作高品質的鋼結構需求。其中一些公司已經專營于海外項目,而且業績斐然,產值和產出都是屢創新高。產業集中度以及分包都形成規模。

2000年前美國和日本的鋼結構建筑用鋼總量約占全部鋼產量50%,西方發達國家比例大約在30%以上,而中國大概在10-20%。所以國外鋼結構擁有成熟的市場和廣泛的認可度。

三、國內20強鋼結構企業分析

1.外資企業

博思格巴特勒隸屬于世界鋼鐵巨頭、澳大利亞最大的鋼鐵制造商博思格鋼鐵有限公司。憑借其鋼鐵行業背景以及技術優勢拿到了國內的外資投資的高科技工廠許多項目。同樣由美國建筑公司(American Buildings Company)與美國工業投資集團CRI于1994年共同投資創建上海美建(ABC)在中國的業務也是如火如荼。中遠川崎重工在船舶項目也打造出自己業務的特色。

2.民營企業/股份企業

在鋼結構產業地理位置布局上領先進入角色,滬寧鋼機以地方造船廠起家,通過當初分包江南造船廠部分業務進入陸地鋼結構建設,創造了鋼結構在體育場,火車站,機場,民用高層建筑等各個制高點。中央電視臺52000噸,北京南站50000噸,T3航站樓,鳥巢20000噸,國家大劇院,上海環球金融中心10000噸。作為私營企業鋼結構的排頭兵,滬寧鋼機和長江精工,浙江杭蕭鋼構,潮峰鋼構等股份上市公司取其所長,運用市場資本,在中國鋼結構市場占據一席之地。

3.國營企業

一方面,鋼鐵廠業務的拓展,直接進入鋼結構業務,另一方面我國鋼廠為避免鋼材貿易摩擦,采取深加工進入鋼結構行業,提供最終產品,拓展海外市場。以萊鋼,首鋼鋼鐵公司及中建/中冶工程公司憑借其自身優勢打造自己的產業鏈條,增加自己的綜合實力。在中國鋼結構排名中進入20強。[4]可見國內一些鋼廠已經對自己的發展戰略做出調整,然而對于海外工程項目,筆者在三年內的海外項目工作中些許總結:

四、海外需求市場和價格優勢(成本優勢)

根據要素稟賦論原理,中國憑借其勞動力成本優勢,出口到歐洲,俄羅斯,中東及其南美市場。就目前筆者了解德國鋼材原材料大約比中國貴10-20%,而加工制造成本卻是中國的5倍左右。所以目前來說,國內鋼結構的DDU價格在以上市場中也有很大的優勢。考慮到項目的最終目的地和港口之間運輸風險及其目的地的陌生環境,國內鋼結構公司還是更多的選擇FOB貿易條款。

工程設計國外設計和中國設計本地化。除了加工制造人力和機器使用磨損折舊等成本外,中國目前在設計方面也具有很大的優勢,設計人員的成本國內也是低于歐美國家。據德國明鏡雜志報道德國五年工作經驗以上設計人員的最低年薪5萬歐元。筆者也曾經參觀過歐洲盧森堡德國等國相關的工程設計公司,10年以上高級項目設計人員每小時80-100歐元,普通設計人員每小時工資也40歐元左右,[6]尤其是歐洲所謂的小型私人設計公司非常盛行,業務和組織能力也都很優秀。而我國冶金行業鋼結構公司正式職工每小時20-30人民幣。設計外包工時也就40元。所以普通工程師設計費用上也有10-15倍的差距。但是因為外語基礎的薄弱,同時圖紙的精確表達程度還是遜色于國外設計的公司嚴謹。所以我們目前的業務只能做到祥圖車間加工轉化方面,相對于加工利潤,設計轉化費用收益還是不錯的,當然這也是我們能夠改進提高的方面。

以上都是我們勞動力成本的優勢,雖然在技術含量上沒有什么附加值,但是針對我國目前的鋼鐵產業生產能力和我國產業的現狀,對外鋼結構貿易能夠幫助我們贏得國內的鋼鐵產業戰略調整升級。同樣也可以通過目前的優勢能夠在新興市場國家經濟建設中贏得認可。

五、國際標準和要求

1.原材料

中國目前以5億噸的粗鋼產量位居世界第一,而我國的鋼材基本上都是自產自消,2008年出口鋼材大約3000萬噸,2009年1-6月份934噸。僅占產能的1%,一方面說明國內市場對鋼材需求的旺盛,但同時又反映出我國鋼材質量的某些問題,同時說明中國鋼鐵行戰略升級的迫切性和同時也意味著我們在國內外市場有很大潛力。

標準是貿易保護措施中非關稅壁壘一種,它也是的一把雙刃劍,只有符合標準,才能站在同一個舞臺上拼搏。所以技術標準的理解和遵守是我們走出去的基礎。拿出一個簡單的例子:焊接無損探傷德標和國標就有很大不同,根據EN 10160關于厚度達于6mm板材超聲波檢測中檢測分為兩部分板面檢測(S0,S1,S2,S3)和邊緣檢測(E0,E2,E3,E4,E5),而我國國標中只有板面檢測且歐標等級評定與中國國標不同,盡管國內一些鋼廠如寶鋼,武鋼,濟鋼等可以出具歐標材質證明書,但是很多鋼結構公司因語言或者標準理解等原因忽視這些不同。這將造成潛在的風險。

所以在做國際項目的時候,對國際標準一定要理解充分,減少因標準要求而造成的損失。

2.第三方認證和國際認證

世界著名的第三方認證服務公司如法國BV, 德國船級社GL等,在項目第三方監督上的得到世界發達國家的認可,這些第三方公司可以幫助鋼結構工廠加強產品品質控制和增進質量的提高。同時也是學習國外客戶驗收的一種衡量的標準和要求。ISO9000質量管理體系認證,ISO14000環境體系認證,已經不是強有力的表現,筆者在國內一些企業如中冶集團下屬的分公司發現其開始通過各類專業認證登上世界舞臺,適應歐美發達國家的技術要求,在某些方面已經有所突破,如焊工證件,如WTI認證,就是SLV-Duisburg在中國合作的一個典范,按照歐洲標準等相關標準,培養各個級別的技術人才,滿足歐洲市場的需要;工廠車間生產認證,如美國AISC和ICBO認證,滿足美洲市場的要求,當然其收費也是非常昂貴的,所以對內部人員工廠管理等認證成為性價比最好的選擇。既能提高工人的素質,又能增加整體制造能力。

六、鋼結構的發展戰略和貿易風險控制

1.質量第一不是產量第一

目前國內鋼結構公司中還有一大部分公司的宗旨都停留在產量第一的目標,其利潤低,質量一般,同時海外市場的開拓上我國企業扎堆,布局單一,內部競爭激烈,導致產品價格降低,利潤減少,從而產品質量也因為內部成本控制而降低要求。中國在2009年出口超過德國,成為第一出口大國。從產品類別來看,我們的機電產品都還是普通產品,德國一直靠自己的質量和技術戰略取勝。所以我們鋼結構也應該反思其發展的戰略。不應該以產量速度規模求利潤,而應該提高自己的綜合實力以贏得將來的立足,其中第一步質量必須達到國際標準,其次就是增加我們的技術含量贏得市場的份額。

2.質量保函及其質量問題

對外貿易合同中銀行的質量保函適用于和國外客戶的直接合同,可以作為保證最后尾款收款的一個方式,質量問題的發生必須需要提前和客戶進行定義,已確定將來的責任承擔。國內中國銀行的保函認可度最高,當然四大行都是可以接受的,這需要在簽合同前雙方確認保函的格式和內容。對于海外工程項目來說,工廠內驗收合格才能保證產品最終客戶驗收。所以有任何問題都要在工廠內解決,以免造成海外修補人員出差等巨額費用。

3.銀行套期保值

國外企業和中國企業的國際風險意識。目前據筆者接觸到的范圍發現外貿企業已經了解并根據需要使用這一銀行業務規避外匯匯率的波動,但是也預見過某冶金行業的國企作為出口方竟然和國內某一生產企業簽訂合同并規定了匯率風險共同承擔的條例。所以國內工廠簽訂外貿合同金額以后一定要考慮銀行的套期保值,不要總是想著外匯升值而沾沾自喜,基本的原則就是不能因外匯貶值而受到損失。

所以基礎的外匯風險知識和銀行業務需要了解,并應用在日常貿易業務中。

4.中國出口信用保險公司

通過政策性出口信用保險手段,支持貨物、技術和服務等出口,特別是高科技、附加值大的機電產品等資本性貨物出口,支持中國企業向海外投資,為企業開拓海外市場提供收匯風險保障,國內很多企業,尤其是北方重工業基地企業在外貿業務中缺少對國際法律,國外市場的了解,在國際貿易業務中面臨和大的風險,筆者接觸過這家公司的員工講解,并了解到此信用保險公司可以享受國家政策扶持出企業且幫助承擔國外客戶因壞帳,不付款等造成的損失。在國家信用的平臺上,我們企業會站得更高,走得更遠。

參考文獻:

[1]楊震.試析我國鋼結構建筑的現狀及發展前景.

[2]鋼結構網. 省略/.

[3]謝付亮.建筑鋼結構行業全面進入洗牌階段

[4]吳聰穎.淺談國際貿易摩擦的應對策略.

[5]省略.

篇5

1.鋼結構預算的概述

1.1建筑工程預算的概述

為了滿足生產、生活的需要而建造的房屋及其附屬工程稱為建筑工程。人們根據擬建建筑工程的設計圖紙、建筑工程預算定額、費用定額（即間接費定額）、建筑材料預算價格以及與其配套使用的有關規定等，預先計算和確定每個新建、擴建、改建和復建項目所需全部費用的技術經濟文件，則稱為建筑工程預算。

1.2鋼結構預算的要求

在鋼結構施工過程中，預算人員必須要對工程的成本進行分析、計算、核算，及時的做出成本預警。這就要求預算員有一個很高的綜合素質,包括但不限于建筑設計相關技術,施工具體實施技術,財務綜合管理等一系列的核心技術。

1.3鋼結構工程預算的注意事項

1.3.1對整個鋼結構的施工過程做一個全方位的了解，對從原材料采購開始到現場安裝完成的每一道工序都了解，保證算量、套價的時候不漏項，不重項。

1.3.2根據每一個施工現場的實際情況、構件的工藝繁簡程度分析可能用到的施工機械、施工過程中做好簽證的準備資料（簽證文件、材料報價單、圖紙、照片和dvd等），從開工開始就要為了竣工結算做準備。

1.3.3充分考慮人材機實際的消耗量和定額之間的聯系與區別。

1.4鋼結構常用相關術語

1.4.1鋼結構：是指由鋼板、型鋼、冷彎薄壁型鋼等通過焊接或栓接所組成的結構。

1.4.2鋼結構的特點：輕質高強、塑性、韌性好。各向同性，性能穩定；不易滲漏；耐熱但不耐火；耐腐蝕性差；制作方便；施工工期短。

2.鋼結構預算的步驟

首先熟讀圖紙設計說明，了解針對本工程的相關加工、施工及涂裝的相關要求。其次大概看一看本工程有哪些構件組成。一般來說，預埋件、鋼骨柱、鋼梁、桁架、檁條、屋面板、墻面板、鋼天溝等等組成。根據一定的順序，對每一種鋼構件的重量（按照工程量計算規范計入）和涂裝面積進行計算。然后，通過軟件進行套價，調整取費，整理報價。在施工過程中，對變更、簽證（甲方下達的、材料相關的）進行整理，搜集相關證據，準備結算資料。

3.鋼結構預算中易犯的錯誤

計算工程量過程中出現虛報工程量；對合同條款理解錯誤；合同洽談過程中資料準備不夠齊全；偷換定額編號；關于人工費取費的過程，更改定額人工費含量達到工程造價的加大；增加作業項目等。

4.鋼結構預算中的常用數據

4.1主構件部分

4.1.1鋼柱、鋼梁

鋼柱、鋼梁預算時，按照工程量計算規范規定的方法進行計算。變截面構件按均值計算，不扣除連接板的厚度。多層鋼梁按軸線尺寸計算，連接板按鋼柱、鋼梁的12%計算，計入主構件內。

對于多層鋼結構工程鋪有樓承板的情況，要計算出需要鋪樓承板的鋼梁的總米數，方便栓釘的計算。

4.1.2檁條

檁條常規按圖紙尺寸計算，計算出總米數和根數（墻面檁條與屋面檁條分開），方便計算自攻釘的工程量。

理論重量的計算,如C160*50*50*2，一米的重量計算如下:(160+50*2+20*2)*2*7850/1000000=4.71kg/m。

4.1.3屋面彩鋼板

計算屋面彩鋼板的過程中，一般圖紙設計長度額外加500mm。同時，根據板型折算工程量：820型，米重除以0.82；760型，米重除以0.76；900型，米重除以0.9等。

4.1.4屋面保溫面

屋面保溫棉的面積等同于屋面板的面積。

4.1.5單層墻面板

單層墻面板的工程量按照設計圖紙（最大尺寸，非軸線尺寸）進行計算。需扣除門洞、窗洞、磚墻面積。

4.2次構件

4.2.1包邊包角

包邊包角的工程量先計算出每種規格的總米數，然后計算平方米。

4.2.2拉條

拉條的工程量的計算，需在設計尺寸外加150mm計算單根長度，總米數按理論重量折算成噸，并計算出總根數。

4.2.3隅撐

隅撐的工程量按設計圖紙計算總米數，按理論重量折算成噸，并計算出總根數（可作為統計螺栓的數量）。

4.2.4系桿

系桿的工程量按設計圖紙計算出總根數，并計算出每種每根系桿的單位重量。

4.2.5支撐

支撐工程量按設計圖紙計算出總根數，并計算出每種每根的單位重量。

4.2.6花紋鋼板

花紋鋼板工程量的計算，按軸線尺寸外的面積，乘以花紋鋼板的米重（特別注意，不一樣的花型，米重也是不一樣的）得出單位重量。另外，花紋鋼板的損耗為5%。

5.鋼結構成本控制的要點

5.1設計

設計必須在安全的前提下進行，盡可能的考慮建筑的經濟性。需要深化設計與設計人員多溝通，這樣可以從源頭降低工程成本。

5.2尋找合適的施工單位

建設單位施工招投標過程中，要找到一家價格、方案、工期均比較合理的單位進行施工。而不能單純的只圖眼前利益，選擇報價最低的公司中標。

5.3加工

施工單位要先熟悉圖紙，對加工的難易程度進行了解。同時，對原材料進行詢價。這樣，方便了施工單位控制加工成本。

5.4施工

施工單位在施工過程中，方案要合理，工序要簡潔。安全工作要做到位。這些都是現場控制成本的重點。

6.鋼結構預算定額

6.1鋼結構預算定額

鋼結構預算定額是指在合理的勞動組織和正常的施工條件下，為完成單位合格工程建設產品所需人工、機械、材料消耗的數量標準。它是根據發生在整個施工現場的各項綜合操作過程和各項構件的制作過程制定的。預算定額是一種計價性定額，是確定工程造價的主要依據。

6.2預算定額是計算與分析工程造價的重要依據

為了有效的確定和控制工程承包造價，根據我國現行的工程定額預算制度的規定，每一個工程均應根據其不同的工程特點并根據相應的預算定額單獨進行造價核算。從造價核算的程序來說，施工圖預算價、合同的承包價、施工結算價、竣工結算價與決算價，都離不開預算定額。

6.3預算定額是進行決策的重要依據

預算定額是建設工程投資決策過程中的重要依據。估算所需要的投資額、預測現金流出流入及現金量都離不開預算定額。預算定額還能有效的提高項目決策的科學性、優化投資行為。投標過程中，可以利用預算定額了解社會平均的工程造價水平，有利于施工單位做出正確的投標決策。通過定額還能反映出方案技術經濟水平，促進施工單位的技術進步。預算定額，體現了各類工程、各道工序的工作數量、人力、物力、財力和消耗方面的社會的平均水平。這些對于施工單位合理編制施工方案、組織勞動力、合理安排施工，在縮短工期，保質保量的完成施工任務做出了保障。

6.4預算定額可以有效的協助政府對建設工程進行宏觀調控

政府對工程建設進行宏觀調控，對資源配置進行預測和平衡的重要依據市場經濟并不排斥宏觀調控，即使在發達國家，政府也力圖對國民經濟采取各種形式的國家干預和調控。在社會主義市場經濟條件下，更需要政府運用預算定額等手段，較為準確地計算工程建設人力、物力、財力的需要量，以恰當地控制投資規模，正確地確定經濟發展速度和比例關系，以保證國民經濟重大比例關系比較適當，協調發展。

結束語:

在我們國家，鋼結構的應用越來越廣泛，這也主要是因為鋼結構的施工簡單、便捷。作為鋼結構預算的專業人才，就應該通過合理、科學的計算方法進行工程量、工程價款的計算。通過本文對鋼結構預算過程進行了相應的總結和分析，工作中，還有一點特別重要，每一個項目單獨對待，對每一個項目進行計算之前，要熟讀合同、相關規范。也只有這樣，才能切實的促進預算理論及基礎的提高，動手能力的增強。希望在未來，我國的鋼結構事業能夠更好的發展！

參考文獻:

[1]崔奉偉.鋼結構工程預決算快學快用.中國建材工業出版社

[2]王曉薇.建筑工程預算.人民交通出版社

[3]劉啟利.建筑工程定額與預算.華中科技大學出版社

篇6

近年來，由于鋼結構具有強度高、自重輕、抗震性能好和材料可回收再生等諸多優點，建筑鋼結構在我國現代化建設中得到廣泛的應用。隨著社會的發展，高層鋼結構住宅工業化和商品化程度在不斷地提高，能夠把設計、生產、施工和安裝整合為一體，進而使住宅產業化水平得以提高。

一、鋼結構的優點

鋼結構是以鋼材（鋼板和型鋼）為主制作的結構，與傳統的混凝土結構和砌體結構相比，它性能穩定、質量輕強度高、抗震性能好，施工時可以在廠房進行加工再到現場裝配，不僅裝配的完整度好精密度高，而且能夠大大地加快施工進度縮短工期。具體來說，鋼結構具有如下優點：

1、鋼結構強度高、自重輕

鋼比混凝土、砌體和木材的強度和彈性模量要高出很多倍，因此，鋼結構的自重常較輕。例如在跨度和荷載都相同時，普通鋼屋架的質量只有鋼筋混凝土屋架的 1/4~1/3, 若采用冷彎薄壁型鋼屋架，只有約 1/10，輕得更多。由于自重小、剛度大，鋼結構特別適宜于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。由于質量輕，鋼結構也便于運輸和吊裝，且可減輕下部結構和基礎的負擔，降低造價。

2、鋼結構材質均勻

鋼材由現代化工廠冶煉和軋制，其內部組織均勻，非常接近于各項性體。且在一定的應力范圍內，屬于理想彈性工作，符合工程力學所采用的基本假定。因此可根據力學理論對鋼結構進行計算，且計算結果準確可靠。

3、鋼結構的塑性、韌性好

鋼材具有良好的塑性，鋼結構在一般情況下，不會發生突發性破壞，而是事先有較大的變形。此外鋼材還具有良好的韌性，能很好的承受動力荷載和地震作用。這些都為鋼結構的安全應用提供了可靠保證。

4、鋼結構制造簡便，施工周期短

鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。 構件在工地拼裝，可以采用安裝簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期 。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連接的結構還可以根據需要進行拆遷。

5、空間利用具有高效性

通常情況下，在建筑施工中， 建筑商會選擇很多的施工材料來滿足整個建筑結構的實際需要， 這就導致占用了建筑的可用空間； 而如果不占用空間， 實現建筑結構的合理有序規劃， 就不得不選用很厚的樓板， 但這樣就使得建筑的美觀性大大降低， 這二者長期以來都存在著矛盾。 而鋼材結構由于其本身的強度較結構較穩定， 能夠在施工的過程中實現施工空間的合理布局， 解決了這一重要問題， 從而實現了建筑空間利用的合理性和高效性，這種建筑施工效果是鋼筋混凝土等材料無法實現的。

6、鋼結構的密閉性好

焊接的鋼結構可以做到完全密閉，因此適宜于建造要求氣密性和水密性好的氣灌、油缸、管道和高壓容器等。

二、鋼結構工程設計原則

穩定性是鋼結構的一個突出問題 在各種類型的鋼結構中，都會遇到穩定問題 對于這個問題處理不好，將會造成不應有的損失。鋼結構體系應該遵循以下三個基本原則：

1、安全性原則

鋼結構的安全問題既結構的穩定問題是實際工程設計中必須注意的問題，只有保證結構的穩定才能實現建筑結構的安全可靠，才能更好地保證鋼結構不會喪失其使用功能。

結構整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩定性要求，目前，結構大多數是按照平面體系來設計的，如桁架和框架都是如此，保證這些平面結構不致出平面失穩，需要從結構整體布置來解決，亦即設計必要的支撐構件 。這就是說，平面結構構件的出平面穩定計算必須和結構布置相一致 ，就1988年加拿大一停車場的屋蓋結構塌落，1985年土耳其某體育場看臺屋蓋塌落這兩次事故，都是沒有設置適當的支撐而造成平面失穩。

2、鋼結構體系的“適用”原則

鋼結構體系的“適用”原則是針對鋼結構體系的功能要求而言的，鋼結構體系適用性與建筑物的使用功能有密切聯系。為此在結構設計時，必須把握以下方面：對建筑物的功能、特點和所處的環境條件有充分的了解，如建筑物是民用建筑還是工業建筑，民用建筑是用于展覽館還是體育館等，工業建筑是鋼結構倉庫還是鋼結構廠房，鋼結構廠房的生產工藝對建筑結構的影響情況等；建筑物對防火、保溫、隔熱、隔振和防腐蝕有何要求；對建筑所在地的環境狀況和氣象條件應有足夠的了解；建筑物內是否有特殊設備或特殊載荷作用，及吊車的設置情況如何等。

3、鋼結構體系的經濟性原則

鋼結構設計服務于鋼結構的施工與使用，鋼結構工程使用目的是為了創造效益。公共建筑偏重于社會效益，工業建筑則偏重于經濟效益。因此，“鋼結構經濟性”是鋼結構設計的另一個重要方面。 “鋼結構經濟性”原則應從總體上加以分析，不能僅從某一方面孤立地去考察。在很長一段時間內，鋼結構設計以耗鋼量為標準，即耗鋼量低就是先進的設計、是好的結構體系或形式。在鋼材匱乏的年代，節約鋼材是一種重要的手段。然而，總體而言，單純以耗鋼量為評價標準是不完全的，也不盡合理。對門式剛架輕型鋼結構房屋，全面評價結構體系的合理性應綜合考慮用鋼量、加工制作費、安裝費、施工周期及基礎費用等。

三、鋼結構設計中應注意的問題

1、選擇合適的基礎類型。鋼結構在進行結構設計時，需要首先考慮的應該是安全因素。而安全最起點的因素就是基礎類型的選擇。地基基礎是建筑工程的根基，也是建筑中最重要的組成部分，是建筑安全的保障。如果建筑沒有堅實的地基，即使再好再美的上部結構，再先進的建筑方法，也只能打造一個空架，影響建筑安全。

合理選擇結構設計方案在高層建筑工程鋼結構設計中顯得尤為重要。一般高層建筑基礎類型的選擇較復雜，甚至比上部結構的選型更難，由于高層建筑地基的影響因素諸多，因此要慎重選擇。高層建筑的基礎類型應根據地基的性質、載荷特性、結構類型及施工條件等綜合因素加以考慮。有些高層建筑由于埋置深度的要求，還需要設置地下室，而地基的合理選型，也會對地下室設計的實用性、經濟性等產生影響。因此在高層建筑的基礎選型過程中，應制定多個方案以便選擇最經濟、安全的類型。

2、選取合理結構形式。目前，我國高層建筑的結構優化設計大幅落后于理論的發展。雖然現在計算機技術能夠幫助結構設計人員進行一些常規的計算，大大增加了結構設計的效率和精確度，但是，由于建筑工程結構面臨的約束條件很多，高層建筑的結構設計優化依然很難。很多結構設計人員認為設計只要符合建筑規范，計算精確即可，但在現實中，設計方案卻經常因工程施工的具體情況而做出調整和改動。目前，現有的兩種結構形式各有利弊，在選用中必須考慮建筑所處的具體地理環境，同時也要兼顧建筑的用途。

目前來看，我國的鋼結構制造能力處于提升過程中，雖然鋼結構技術在西方已經比較成熟，但是也不能迷信，尤其是在防火上，采用鋼結構的高層建筑必須充分考慮到火災的影響。應該妥善的對鋼筋混凝土結構、鋼結構等形式加以有機結合，確定最優的解決方案。

3、注重構件設計

構件設計也要考慮材料的合理性，取材上一般選擇Q235和Q345兩種。由于對工程管理便捷的追求，鋼結構設計主體時常把材料限定在一種材質上，但是如果出于經濟情況上的考量，也有很多施工單位將不同材質鋼構件強強組合的用于施工，強度上的要求以Q345為主，穩定性的要求上以Q235為主。當前的結構軟件, 都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術的進步，一些軟件可以對整個結構進行截面優化，我們僅做的就是對優化后的截面稍加調整并進行程序自動驗算，直至合理，如PKPM中的STS等。這是常說的截面優化設計功能之一。它減少了結構師的很多工作量。但要注意，利用結構軟件設計一定要注意模型的建立和參數定義，尤其是柱及梁的平面內、外計算長度。

隨著城市經濟的發展和高層建筑的增多，我國鋼結構發展也開始迅速起來，鋼結構住宅作為一種綠色環保建筑，已經開始作為重點推廣項目。所以，我們必須深刻的認識到，無論技術多成熟，對建筑設計質量的要求不能放松。設計時要注重外表的獨特性與建筑結構的穩定性和安全性相一致，以保證人們的居住安全，促進建筑行業的持續良好發展。

參考文獻：

[1]王月紅、關杰：高層建筑工程結構設計綜合分析，《山西建

筑》，2012年11月.

篇7

一、引言

鋼結構是現代建筑工程中較普遍的結構形式之一，隨著我國經濟的發展和建筑技術的日新月異，鋼結構這種建筑結構形式以其重量輕承載力大、塑性韌性好、施工簡便、布置靈活等特點廣泛應用于超高層建筑、體育館和大型廠房等建筑中，中國鋼結構代表性建筑有國家體育館、水立方、國家大劇院、上海環球金融中心、南京長江大橋等。但是鋼結構耐火性差，鋼結構在耐火方面有兩個致命的缺點，一是鋼材的導熱系數很大，火災下無防火保護的鋼構件的溫度隨著環境溫度的上升在15min內就可能超過600℃；二是鋼材的強度和彈性模量隨著溫度的上升而下降，溫度為600℃時，鋼材的強度和彈性模量將降至常溫下的一半，承載力大大下降，因此在火災中鋼結構極易受到破壞或倒塌。

二、鋼結構火災危害

鋼結構在火災下很容易遭到破壞甚至倒塌。例如,1993年我國福建泉州一座鋼結構冷庫發生火災,造成3600m2的庫房倒塌；1996江蘇省昆山市的一輕鋼結構廠房發生火災 , 4320m2的廠房燒塌；1998年北京某家具城發生火災, 造成該建筑 (鋼結構)整體倒塌；2001年美國“9.11”事件中紐約世貿大廈的倒塌,普遍認為飛機撞擊后引起的火災是主要原因；而同年臺灣一幢26層的高層鋼結構建筑發生火災,造成了梁、梁柱連接及樓板的嚴重破壞[1]；2003年上海某鋼結構廠房發生火災,造成整體結構倒塌。鋼結構火災給人類的生命、財產安全造成了重大損失，因此，鋼結構抗火設計至關重要

三、鋼結構抗火設計目的

鋼結構抗火設計,一般期望達到如目的:

(l) 減輕結構構件在火災中的破壞,避免構件在火災中局部倒塌造成滅火及人員疏散困難；

(2) 避免結構在火災中整體倒塌造成人員傷亡；

(3) 減少火災后結構的修復費用 , 縮短災后結構功能恢復周期 ,減少間接經濟損失；

四、鋼結構抗火的計算模型

結構分析模型可采用構件模型、子結構模型和整體結構模型。構件模型相對簡單，但難以準確模擬邊界約束條件。而子結構模型可以解決這一問題，但計算要比構件模型復雜。整體結構模型可以準確反映火災下鋼框架整體的行為，但計算工作量最為復雜。構件模型和子結構模型可用于火災下構件層次的結構承載力極限狀態分析，整體結構模型主要應用于火災下整體結構層次的結構承載力極限狀態分析。

五、鋼結構抗火設計要求

鋼結構抗火設計中，無論是構件層次還是整體結構層次，均需滿足下列要求：

1.在各種荷載效應組合下，鋼結構耐火時間應不小于規定的結構耐火極限；

2.在規定的結構耐火極限內，鋼結構的抗力應不小于荷載組合效應。

上述兩個要求是等效的，滿足其一即可,可統一表示為：

結構抗火能力≥結構抗火需求

六、鋼梁抗火設計方法

1.傳統鋼結構抗火設計方法

這種方法是基于試驗的構件抗火設計方法，該方法以試驗為依據，對構件在一定荷載分布與標準升溫條件下進行耐火試驗，從而確定采取不同的防火保護措施后構件的耐火時間。通過進行一系列的耐火試驗，可確定各種防火措施下構件的耐火時間。進行鋼結構抗火設計時，可根據不同構件的耐火時間要求，直接選取相應的防火保護措施。這種方法簡單、直觀，我國現行GBJ 16-87 《建筑設計防火規范》[2]中關于梁和柱的防火措施的要求正是基于此法。然而該試驗方法存在很多缺陷。

（1）構件的端部約束難以實現。鋼梁在整體結構中受到相鄰構件（柱子）對其的約束構件端部約束狀態不同，構件的承載力以及火災升溫所產生的構件溫度內力將不同[3]，而這兩方面對鋼梁的耐火時間有重要的影響，結構中構件的端部約束千變萬化，試驗很難全面準確的模擬。

（2）鋼梁上的荷載分布及大小難以模擬。而荷載分布及大小對構件耐火時間的影響很大，實際構件受力各不相同 , 試驗難以概全。

（3）結構的耐火時間基于ISO834升溫曲線確定,而現有的研究表明真實火災與火荷載密度、通風條件、建筑形式等因素密切相關, ISO834曲線并不能反應火災的真實情況。而火災升溫曲線對結構耐火時間有很大影響。

（4）構件受火后在結構中會產生溫度應力 , 而這一影響在構件試驗中也難以準確反映。

鑒于試驗的上述缺陷, 結構抗火設計方法已開始從基于試驗的傳統方法, 轉為基于計算的現代方法, 特別是英國、瑞典、美國、日本等從20世紀70年代就大規模地開展了考慮上述諸因素的結構抗火計算與設計方法的研究。

2.現代鋼結構抗火設計方法

為解決基于試驗的結構抗火設計方法存在的問題，可利用熱傳導理論和結構分析理論，考慮構件的受力大小和形式，構件的截面尺寸、構件的約束形式對構件抗火能力的影響，通過計算確定構件的抗火能力，更符合客觀實際。現代人們建立了完善的工程結構計算理論 , 有限元理論更是解決了復雜工程結構 (如大壩、大垮橋梁、高層建筑等) 的分析計算問題,這些結構分析和承載力計算理論經試驗驗證后 , 被各種設計規范采納 ,各種結構僅依據計算即可完成設計。這種依據計算進行結構設計的方法,可稱為現代結構設計方法,其用于結構設計的步驟為:

（1） 進行結構在外荷載下的分析,確定結構內力 ；

（2）計算結構構件承載力 ；

（3）判別構件承載力是否大于構件內力。如果是, 則結構安全,如果否,則結構不安全。

3.性能化結構抗火設計方法[4]

這種方法對結構抗火需求進行改進，根據具體結構對象，直接以人員安全和火災經濟損失最小為目標，確定結構抗火需求；另考慮實際火災升溫及結構整體性能對結構抗火能力的影響。由于性能化方法以結構抗火需求為目標，最大程度地模擬結構的實際抗火能力，因此是一種先進的抗火設計方法。但是要使鋼結構性能化抗火設計方法得以具體實施,除需解決有理論問題外,業主、設計人員、消防主管部門的觀念更新也是一個重要的方面。

七、總結

本文分析了鋼梁抗火設計的目的、要求和方法，指出了傳統鋼結構抗火設計方法的優缺點，隨著結構抗火理論研究的深人和結構抗火計算理論的完善,依據計算就能實現的基于結構高溫承載極限狀態的現代鋼結構抗火設計方法必將得到推廣應用。2000年頒布的上海市標準《建筑鋼結構抗火技術規程》中，首次采用了基于計算的方法進行鋼結構抗火設計。目前，國內外已將性能化方法引入建筑消防安全設計，性能化抗火設計設計方法將會是今后鋼結構抗火設計方法的發展趨勢。

參考文獻

[1] 李國強．現代鋼結構抗火設計方法．消防科學與技術[J]，2002年第1期．

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1、防火涂料法：采用鋼結構防火涂料保護構件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結構幾何形體限制等優點，一般不需要添加輔助設施，且涂層質量輕，還有一定的美觀裝飾作用，屬于現代的先進防火技術措施。防火涂料法就是在鋼結構上噴涂防火涂料以提高其耐火極限。正確選用防火涂料品種。市場上防火阻燃涂料的品種繁多，其防火性能也不盡相同。因此，必須充分了解防火涂料各品種的作用，把握其性能，并根據基材涂層正常使用條件及火災環境條件等，正確選擇防火涂料的品種。目前，我國鋼結構防火涂料主要分為薄涂型和厚涂型兩類，即薄型(B類包括超薄型)和厚型(H類)。薄型涂層厚度在7毫米以下，在火災時能吸熱膨脹發泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結構傳遞，延緩鋼結構升溫，起到防火保護作用。其主要優點是涂層薄，鋼結構負荷輕，裝飾性較好。厚型涂層厚度為8.50毫米，涂層受熱不發泡，依靠其較低的導熱率來延緩鋼結構升溫，起到防火保護作用。兩者具有不同的性能特點，分別適用于不同場合。但是，無論哪種產品均應通過國家檢測機構檢測合格后方可選用。

2、發泡防火漆法：防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發泡劑等多種材料制造而成的一種阻燃涂料。防火漆與一般油漆相比，在物理性能方面基本一樣，不同的是它干燥以后，漆膜本身不易燃燒，遇火時能推遲火焰燃燒到涂漆的可燃物上，具有一定的防火性能。

3、外包防火層法：就是在鋼結構外表添加外包層，可以現澆成型，也可以采用噴涂法。現澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網或鋼筋來加強，以限制收縮裂縫，并保證外殼的強度。噴涂法可以在施工現場對鋼結構表面涂抹砂泵以形成保護層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時，外包層也可以用珍珠巖、石棉、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預制板，并同時采用膠黏劑、釘子、螺栓在鋼結構上加以固定。這種方法保護層強度高、耐沖擊，需支模、澆注、養護等，施工周期長，且增加構件的重量較多，成本增加大。

4、充水(水套) 法：空心型鋼結構內充水是抵御火災最有效的防護措施，這種方法能使鋼結構在火災中保持較低的溫度，水在鋼結構內循環，吸收材料本身所受的熱量，受熱的水經冷卻后可以進行再循環，或由管道引入涼水來取代受熱的水。這種方法在國外被廣泛地使用在鋼柱的防護中。這種方法造價低，對空心鋼構件的防滲漏、防腐蝕要求高，只適用于空心鋼構件的保護。

5、屏蔽法：鋼結構設置在耐火材料組成的墻體或頂棚內，或將構件包藏在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料即能達到防火的目的。這是一種最為經濟的防火方法。

二、建立防火分區

防火分區在門、廳、樓梯等處采取一些技術措施，用防火墻、防火門、防火卷簾加水幕都可以較好地解決。若建筑內設有自動噴水滅火設備，每層最大允許防火分區面積還可以增加l倍。

1、自動噴水滅火與防火分區

既然《建筑設計防火規范》(GB50016-2006)規定，設自動噴水滅火裝置的建筑，每層最大防火分區面積允許增加1倍。

2、防火帶與防火分區

建筑內由于某種生產工藝邊連續性的要求，無法設防火墻，可改設防火帶。在有可燃構件的建筑中劃出一段區域，將這個區域內的構件全部改用不燃性材料，并采取措施陰擋防火帶一側的煙火不會流竄至另一側，從而直到防火分隔的作用。對防火帶必須做到：1)防火帶中的屋頂結構應用不燃性材料，其寬度不應小于6m，并高出相鄰屋脊0．7m。2)防火帶最好設在建筑內的通道部位，以得火災時的安全疏散和撲救工作。3)防火帶內不得堆放可燃物。 此法在實際實施過程中，從管理上不好控制防火帶內無可燃物。并且在設計時對工藝布置限制大，影響工藝布置。 所以此方法實施有一定的難度。

3、獨立水幕與防火分區

水幕可以起防火墻的作用，用獨立水幕作防火分隔，是一個非常好的方案。防火水幕帶宜采用噴霧型噴頭，也可采用雨淋式水幕噴頭。水幕噴頭的排列不應少于3排，防火水幕帶形成的水幕寬度不宜小于5m，流量2L／(s-m)。這種分隔方式靈活，不像防火墻要把車間截斷，也沒有大跨度防火卷簾的麻煩，理論上多大跨度都可以。在正常生產時，就好象它不存在，一旦有火災需要防火分隔時，它可以立即實現有效分隔。 但獨立水幕作防火分隔也不是完美解決方案：1)需水量大。2)建筑內發生火災開始往往是局部的，只需幾個滅火器就能解決問題，可此時若啟動水幕，會對生產設備造成破壞，由此造成的損失比局部火災的損失更大。因此需嚴格控制水幕的啟動時機，防止誤動，所以設計時采用人工手動啟動更合適。3)有效維護麻煩，無法試水檢驗水幕系統的可靠性。

三、總結

綜上所述，耐火保護和防火分區是輕鋼結構保護的最適合的方法，但各方法也都有不如意的地方。無論采用何種方法，我們都應該貫徹“預防為主、防消結合”的方針，讓火災消滅在初期階段。我們仍需在設計中不斷探索，以便找出更好的方案。

參考文獻：

[1]鋼結構防火涂料應用技術規范.公安部四川消防科學研究所.

篇9

鋼結構以其強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業化程度高、便于加固、有利于環保等一系列優點，在建筑結構中得到廣泛應用，特別是近年來我國引進的數條熱軋H型鋼生產線為鋼結構的發展提供了基礎，在這種大背景和形勢下，高層、超高層鋼結構的開發推廣就勢在必行。由于鋼結構材質均勻，符合力學假定，與其他結構相比，鋼結構的理論計算結果與試驗結果相差很小，也是鋼結構的特色之一。但是，由于鋼結構與在建筑結構中應用廣泛的鋼筋混凝土結構相比，具有截面輪廓尺寸小、構件細長和板件柔弱的特點。因此，鋼結構分析理論尤其是穩定性理論的發展不僅僅具有理論上的意義，而且具有重要的實用

價值。

一、鋼結構框架的優點

鋼材是一種很適宜建造抗震結構的材料，原目在于鋼材具有輕質高強的特性，可減輕結構的自重。從而減輕結構所受的地震作用。鋼材材質均勻，強度易于保證，因此結構的可靠性大。它的延性好，使結構具有很大的變形能力，即使在很大的變形下仍不倒塌，從而目保證結構的安全性。鋼結構有如下特點：

1、密封性能好

由于焊接結構可以做到完全密封，一些要求氣密性和水密性好的高壓容器、大型油庫、氣柜、管道等板殼結構都采用鋼結構。

2、具有一定的耐高溫性

溫度在250度內，鋼的性質變化很小，溫度達到300度以上，強度逐漸下降，達到450度～650度時，強度降為零。因此，鋼結構適用于溫度不高于250度的場臺。在自身有特殊防火要求的建筑中，鋼結構必須月耐火材料予以維護。

3、鋼結構的彈、塑性好，抗震能力強

在承載力相同的條件下，鋼結構與鋼筋混凝土結構。木結構相比，構件較小，重量教輕、便于運輸和安裝。與鋼材料的勻質性和強韌性，可有較大的變形，能很好地承受動力的荷載，具有很好的抗震能力。其中，屈強比是衡量鋼的加工硬化能力的一個重要參數。屈強比越低，鋼結構抵抗強震的能力就越強。歐洲建筑鋼要求屈強比小于0.91，而日本要求建筑鋼屈強比小于0.80。同時，鋼結構具有良好的彈、塑性和抗沖擊能力，在一般情況下，鋼結構對動荷載的適應能力較強，其良好的延性和耗能能力可以保證它不因為外部荷載的變化而突然斷裂，這對鋼結構的抗震是非常有利的。

4、施工周期短，裝配化程度高

二、鋼結構在建筑結構領域中的主要應用

1、重型工業廠房。

例如大型冶金企業、火力發電廠和重型機械制造廠等的一些車間，由于廠房跨度和柱距大、高度高、車間內設有工作繁忙和起重量大的起重運輸設備和有強大振動的生產設備，因而常必需采用由鋼屋架、鋼柱和鋼吊車梁等組成的全鋼結構。

2、高層房屋鋼結構

房屋高度愈大，所受側向水平荷載如風荷載及地震作用的影響也愈大，所需柱截面也大大加大。采用鋼結構可減小柱截面而增大建筑物的使用面積和提高房屋的抗震性能。

3、大跨度結構。

由于受彎構件在均布荷載下的彎矩M與跨度L的平方成正比，當跨度增大到一定程度時，為了減輕結構的自重，也就需要采用自重較輕的鋼結構。一般情況下，跨度等于或大于60m的結構就稱為是大跨度結構。在我國主要應用于體育場館、會展中心、演出場館、飛機庫、航空站和火力發電廠的大煤庫等。

4、高聳結構。

電視塔和煙囪等高聳結構同樣由于風荷載和地震作用隨高度的加大而加大，需要采用鋼結構。同事，建造在軟土地基上的高聳結構，為了減少地基處理費用，在一定高度時也宜采用鋼結構。

此外，需要使用鋼結構的還有很多，如電力工業中的高壓輸電塔、高壓容器、煤氣柜、塔式起重機、采油井架等。

綜上所述，鋼結構在建筑業和其他各行各業都有廣泛的應用。

二、鋼結構穩定研究

1、結構穩定的基本概念

工程結構或構件在荷載和其它作用的影響下處于某種平衡狀態，例如薄腹工字形梁在橫向荷載作用下處于平面彎曲的平衡狀態；樓蓋結構中柱子處于壓彎平衡狀態等等。結構或構件由于平衡形式的不穩定，從初始平衡位置轉變到另一個平衡位置，稱為屈曲，或稱為失穩。穩定分析是研究結構或構件的平衡狀態是否穩定的問題。處于平衡位置的結構或構件，在任意微小外界擾動下，將偏離其平衡位置，當外界擾動除去后，仍能自動回復到初始平衡位

置時，則初始平衡狀態是穩定的。如果不能回復到初始平衡位置，則初始平衡狀態是不穩定的。

2、結構失穩判定

（1）判斷平衡穩定性的最根本準則

我們最常采用一剛性小球在光滑平面上的三種不同位置來引出平衡穩定性判斷準則。在三種情況下，小球雖然都處于平衡狀態，但是它們所對應的平衡特征卻是不相同的，由此引出的判斷平衡狀態是否穩定的最根本準則為：

假設對處于平衡狀態的體系施加一微小干擾，當干擾撤去后，如體系能恢復到原來的平衡位置，則該平衡狀態是穩定的；反之，若體系偏離原來的平衡位置越來越遠，則該平衡位置是不穩定的；如體系停留在新的位置不動，則該平衡狀態是隨遇的。

以上述最根本準則為基礎，從隨遇平衡的靜力特征可得到判斷平衡穩定性的靜力準則：從穩定平衡和隨遇平衡的動力特征可得到判斷平衡穩定性的動力準則；從不同平衡狀態的能量特征可得到判斷平衡穩定性的能量準則。

（2）靜力準則

又稱平衡法，是求解結構穩定極限荷載的最基本的方法。對于有平衡分岔點的彈性穩定問題，在分岔點存在著兩個極為鄰近的平衡狀態，一個是原結構的平衡狀態，一個是已經有微小變形的結構的平衡狀態。平衡法是根據已產生了微小變形后結構的受力條件建立平衡方程而后求解的。如果得到的符合平衡方程的解有不止一個，那么其中最小值的一個才是該結構的分岔屈曲荷載。平衡法只能求解屈曲荷載，不能判斷結構平衡狀態的穩定性。

3動力準則

動力法屬于結構動力穩定問題。處于平衡狀態的結構體系，如果施加微小干擾使其發生振動，這時結構的變形和振動加速度都和已經作用在結構上的荷載有關。當荷載小于穩定的極限值時，加速度和變形的方向相反，因此干擾撤去后，運動趨于靜止，結構的平衡狀態是穩定的；當荷載大于極限值時，加速度和變形的方向相同，即使將干擾撤去，運動仍是發散的，因此結構的平衡狀態是不穩定的；臨界狀態的荷載即為結構的屈鹽荷載，可由結構振動頻率為零的條件解得。

三、設計時常用的鋼結構的加固方法

1．減輕荷載：改用輕質材料或其它減少荷載的方法。如工業廠房的屋架可在下弦增設臨時支柱，或組成撐桿式結構的方法來卸荷；托架的卸荷可以采用上述方法，也可以利用吊車梁作為支點使托架卸荷；柱子一般采用設置臨時支柱卸去屋架和吊車梁的荷載；平臺結構因其高度不高，一般采用臨時支柱進行卸荷。

2．改變結構的靜力計算圖形：采取措施使結構發生符合設計意圖的內力重分布，以調整原有結構中的應力，改善被加固構件的受力情況。如增加支撐或輔助構件以增加結構或構件的剛度，使結構可以按空間結構進行驗算，挖掘結構潛力，也可以改善結構的抗振性能；變更荷載的分布情況，或變更構件的支座情況，或施加預應力等來改變構件的彎矩圖形；增設撐桿、加設拉桿或將靜定結構變為超靜定結構來改變精架的內力；將被加固構件與其它結構共同工作形成混合結構，以改善受力情況。

3．原結構的構件截面和連接進行補強。此方法在鋼結構加固中是常用的方法，因其涉及面窄，施工較為簡便，尤其是在一定的前提條件下，可在負荷狀態下加固，這對廠房內的生產影響較小。采用此方法時，應注意以下幾點：

(1)注意加固時凈空的限制，要使桿件不與其它桿件或零件相碰；

(2)能適應原有構件的幾何尺寸或己發生的變形清況，以利于施工；

(3)應盡量減少加固施工的工作量；

(4)盡可能使補強構件的重心位置不變，減少偏心所產生的彎矩；

(5)當采用焊接補強時，應采用合理的焊接順序，減小焊接變形和焊接應力；

(6)補強后構件應便于維護和油漆。

結束語：鋼結構在抗震方面的優點使得它在建筑方面得到了廣泛的應用，但是鋼結構的穩定性問題鋼結構的加固問題一直以來都是被廣為關注的熱點。所以，在進行結構設計時，需要掌

握地域、場地特性，考慮結構特征、用途和坍塌時的危害性，在最新資料的基礎上，重新認識既定的一些數值、公式、方法的適用性。同時，抗震設計應在執行規范要求的基礎上，盡量全面地考慮結構各種地震受力工況，根據力學原理簡化、評估其力學行為。

參考文獻：

車俊斌，大力發展鋼結構建筑加強抗震,積極推動我國村鎮建筑現代化——對四川汶川大地震災后建筑重建的建議【J】-中國工程咨詢2008(7)

篇10

提起鋼結構用鋼大家并不陌生，像Q235和Q345這樣的鋼材是最常用的，也是生活中接觸最多的。的確，從材性、材質方面看，現在市場充分供應的Q235及Q345號鋼的各類鋼材，可以保證建筑鋼結構的基本需求。鋼結構是以鋼材制作為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。它的基本特點是強度高、重量輕、剛度大、質地均勻和各向同性好。

因此，用什么類型的鋼材對鋼結構的影響很大。下面就從建筑鋼結構用鋼的鋼種鋼號及板帶鋼中的鋼結構用鋼這兩方面對鋼結構的選用做一介紹。

一、建筑鋼結構用鋼的鋼種鋼號

1.普通碳素結構鋼 普通碳素結構鋼執行《碳素結構鋼》—GB/T700-2006標準。因價格便宜，產量較大，大量用于金屬結構和一般機械零件，按用途可以分為：一般用途的普通碳素鋼和專用普通碳素鋼。

按含碳量及屈服強度高低分為5種牌號：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。其中鋼結構主要用Q235號鋼。Q215和Q255也可作結構用，但是產量和用量相對較少。 使用該標準鋼號要注意以下幾點: (1)該標準鋼號主要用作工程用和一般結構用鋼。 (2)該標準鋼在在使用品種方面主要有鋼、鋼帶和型鋼。 (3)該標準鋼號可用作焊接和栓接結構用鋼。但焊接承重鋼結構不宜選用Q235-A級鋼。 (4)該標準鋼號一般在熱軋狀態下交貨和使用。

2.耐候鋼 耐候鋼執行《焊接結構用用耐候鋼》GB/T4172-2000和《高耐候結構鋼》GB/T4171-2000，是指在鋼的冶煉過程中加入少量合金元素，使之在金屬基本表面上形成保護層，以提高鋼材耐大氣腐蝕性能。這類鋼又分為高耐候結構鋼和焊接結構用耐候鋼兩類。耐候鋼分為Q295 GNH、Q295GNHL、Q345GNH、Q345GNHL、Q390GNH五種牌號。焊接結構耐候鋼分為Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH四個牌號。

3.低合金高強度結構鋼 低合金高強度結構鋼執行《低合金高強度結構鋼》—GB/T1591-2008標準，是指在煉鋼過程中增添一些合金元素，其總量不超過5%的鋼材。加入合金元素后鋼材強度可明顯提高，使鋼結構構件的強度、剛度、穩定三個主要控制指標都能有充分發揮，尤其在大跨度或重負荷結構中優點更為突出，一般可比碳素結構剛節約20%左右的用鋼量。按屈服強度高低分為8種牌號,其中鋼結構中Q345最為常用。

4.建筑結構用鋼板

執行《建筑結構用鋼板》GB/T19879-2005標準，該標準為原冶金行業標準《高層建筑用鋼板》（YB4104-2000）修訂升級后的國標。有Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ牌號。其綜合性能優于普通碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼，對鋼材的質量要求較高：

1）要能夠抵御地震力的破壞，既要能防震和抗震。為此就要使鋼板在具有足夠強度的同時，還要具有較低的屈強比。低屈強比可使材料具有良好的冷變形能力和髙塑性變形能力，即使局部超載失穩也不至于發生突然斷裂。

2）要使鋼板具有較窄的屈服強度波動范圍。若鋼板的屈服強度波動較大，當建筑物受到地震時，就會發生塑性鉸轉移，不能按設計目標控制損壞程度兒倒塌。

3）要使鋼板具有層狀撕裂能力（厚度方向性能）。高層鋼結構在梁柱連接和箱型柱角部焊縫等處，由于局部構造，形成高約束，焊接時容易引起沿板厚方向的層狀撕裂，因此，此類鋼板必須要具有一定級別的厚度方向性能。

4）良好的焊接性能，明確規定焊接碳當量和焊接裂紋敏感指數。

5）降低了有害元素硫、磷含量。

5.橋梁用結構鋼

執行《橋梁用結構鋼》GB/T714-2008標準。對應4個強度等級Q235q（C、D級）、Q345q（C、D、E級）、Q370q（C、D、E級）、Q420q（C、D、E級）。2008版較2000版增加了Q460q、Q500q、Q550q、Q620q、Q690q牌號。

化學成分要求更嚴格，硫、磷有害元素較低合金結構鋼低。碳當量較低合金結構鋼低。冶煉方法要求進行爐外精煉。二、建筑鋼結構用鋼品種、規格 1.結構用的板帶鋼主要有：熱軋鋼板和鋼帶，冷軋鋼板和鋼帶。熱軋鋼板厚度的適用范圍為4~200mm，熱軋鋼帶厚度的適用范圍為4~25 mm。冷軋鋼板厚度的適用范圍為0.2~5 mm，冷軋鋼帶厚度的適用范圍不大于3 mm。

2.熱軋H型鋼和焊接H型鋼。廣泛應用于建筑鋼結構中。熱軋H型鋼分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣三種規格。

3.普通型材(工字鋼、槽鋼、角鋼)。工字鋼、槽鋼、角鋼是鋼結構中應用最早的型鋼。工字鋼和槽鋼的型號都是以截面高度的厘米數來表示，其長度通常為5~19 m。角鋼是傳統的格構式鋼結構構件中應用最廣泛的的軋制型材，有等邊角鋼和不等邊角鋼兩大類，長度通常為4~19 m。

4.冷彎型鋼。冷彎型鋼是用薄鋼板（鋼帶）在連續輥式冷彎機組上生成的冷加工型材，能加工壁厚為1.5~6 mm，隨著生產工藝的發展，現在已能生產厚度12 mm以上的冷彎型鋼。其截面形式有等邊角鋼、卷邊等邊角鋼、Z型鋼、卷邊Z型鋼、C型鋼、卷邊C型鋼等開口截面以及方形和矩形閉口截面的管材。

5.厚度方向性能鋼板。隨著焊接結構使用鋼板厚度的增加，對鋼材材性提出了新的內容——要求鋼板在厚度方向有良好的抗層狀撕裂性能。建筑鋼結構用鋼和橋梁鋼結構用鋼提出了板厚方向的性能要求。厚度方向性能有三個級別，分別用Z15、Z25、Z35表示，分別表示斷面收縮率≥15、25、35。

6.結構用鋼管。結構用鋼管有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。焊接鋼管由鋼帶卷焊而成，依據管徑大小，又分為直縫焊和螺旋焊兩種。結構用無縫鋼管分熱軋和冷拔兩種。

7.其他建筑鋼結構的鋼材制品還有花紋鋼板、鋼格柵板和網架球節點等。

花紋鋼板是用碳素結構鋼、船體用結構鋼、高耐候性結構鋼熱軋成的菱形、扁豆形、或圓豆形鋼板制品。

壓焊鋼格柵板是由負載扁鋼作為縱條，扭絞方鋼作為橫條，在正交方向壓焊于縱條，并有包邊和擋邊板的鋼格板。

鋼網架球節點分螺栓球節點和焊接球節點兩大類。三、鋼材選用1.鋼材的牌號一般應在設計規范推薦的，不同強度級別的碳素結構鋼Q235和低合金高強度鋼Q345鋼中選用，當有合理依據時，亦可選用強度更高的低合金高強度鋼Q390鋼或Q420鋼。

《鋼結構設計規范》GB 50017-2003中3.3.1規定,承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質量應分別符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591的規定。當采用其他牌號的鋼材時,尚應符合相應有關標準的規定和要求。

《高層建筑民用鋼結構技術規程》JGJ99-98規定，高層建筑鋼結構的鋼材，宜采用Q235等級B、C、D的碳素結構鋼，以及Q345等級B、C、D、E的低合金高強度結構鋼。其質量標準應分別符合我國現行國家標準《碳素結構鋼》（GB/T700）《低合金高強度結構鋼》GB/T1591，當有可靠依據時可采用其他牌號的鋼材。

《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102規定：

1用于承重的冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼和鋼板，應采用現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700規定的Q235鋼和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591規定的Q345鋼。

2門式剛架、吊車梁和焊接的檁條、墻梁等構件宜采用Q235B或Q345A及以上等級的鋼。非焊接的檁條和墻梁等構件可采用Q235A鋼。當有根據時，門式剛架、檁條和墻梁可采用其它牌號的剛制作。

《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB50018規定：用于承重結構的冷彎薄壁型鋼的帶鋼或鋼板應采用符合現行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700規定的Q235鋼和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591規定的Q345鋼。當有可靠依據時可采用其他牌號的鋼材，但應符合相應有關國家標準的要求。

2.鋼結構構件所用鋼材的性能與質量要求應考慮結構的重要性。荷載特征（是否承受動荷載）、連接方法（焊接或非焊接結構）、環境溫度（是否低溫工作）及鋼材厚度等因素，正確合理的選用。

3.焊接承重結構不應采用Q235-A鋼。

4.有抗震設防計算的承重鋼結構，其鋼材材性應符合下述要求：

1）鋼材的屈強比，即抗拉強度與屈服強度之比不應小于1.2；

2）鋼材應有明顯的屈服臺階，且延伸率（δ5）應大于20%；

3）具有良好的可焊性及合格的沖擊韌性。

5.設計安全等級為一級的工業與民用建筑鋼結構及抗震設防類別為甲級的建筑鋼結構，其主要承重結構（框架、大梁、主桁架）鋼材的質量等級不宜低于C級，必要時還可要求碳當量（Ceq）的附加保證。

6.重要承重鋼結構（高層或多層鋼結構框架等）的焊接節點，當截面板件厚度t≥40mm，并承受板厚方向拉力（撕裂作用）時，該部位或構件的鋼材應按《厚度方向性能鋼板》GB5313的規定。附加保證斷面收縮率（分Z15、Z25、Z35級別），一般可按Z15或Z25兩級選用。

7.高層鋼結構或大跨度鋼結構等的主要承重焊接構件，其板材應選用符合《建筑結構用鋼板》GB/T19879-2005標準規定的Q235GJZ鋼或Q345GJZ鋼，當所用板材厚度，大于等于40mm并有抗撕裂方向性能要求時，該部位鋼材應選用標準中保證方向性能的Q235GJZ鋼或Q345GJZ鋼。

8.在室外侵蝕性環境中的承重鋼結構構件，可選用《焊接結構用耐候鋼》GB4172要求的耐候鋼。承重鋼結構選用耐候鋼時，其表面仍應進行除銹與涂裝處理。

上述都是建筑鋼結構的主要用鋼。以鋼材制作為主的結構,是主要的建筑結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，因此鋼結構特別適于建造跨度大和高度高、荷載大的結構也最適用于可移動，有拆裝要求的結構；材料塑性和韌性好，在超載情況下不會發生斷裂，承受較大變形，能很好地承受動力荷載；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；工業化生產程度最高，制造精度高，施工方便，周期短；其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結構、板殼結構、高聳電視塔和桅桿結構、橋梁和庫等大跨結構、高層和超高層建筑等。鋼結構今后應研究高強度鋼材，大大提高其屈服點強度；由于鋼結構的這些特點,它將會在建筑方面占有很重要的地位。

參考文獻:

[1]《鋼結構設計規范》—GB50017-2003.

[2]《低合金高強度結構鋼》—GB/T1591-2008.

[3]《碳素結構鋼》—GB/T700-2006

[4]《建筑結構用鋼板》—GB/T 19879-2005

[5]《橋梁用結構鋼》—GB/T714-2008

[6] 《門式鋼架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102:2002

[7] 《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》GB50018—2002

篇11

鋼作為建筑材料有很多優點。在結構中使用的鋼材成為低碳鋼。與鑄鐵相比，它更有彈性。除非達到彈性極限，一旦巴赫在曲調，它就會恢復原狀。即使荷載超出彈性和在很多，低碳鋼也只是屈服，而不會直接斷裂。然而鑄鐵雖然強度較高，卻非常脆，如果超負荷，就會沒有征兆的突然斷裂。鋼在拉力（拉伸）和壓力作用下同樣具有高強度這是鋼優于以前其他結構金屬以及砌磚工程、磚石結構、混凝土或木材等建筑材料的優點，這些材料雖然抗壓，但卻不抗拉。因此，鋼筋被用于制造鋼筋混凝土——混凝土抵抗壓力，鋼筋抵抗拉力。

在鋼筋框架建筑中，用來支撐樓板和墻的水平梁也是靠豎向鋼柱支撐，通常叫做支柱，除了最底層的樓板是靠地基支撐以外，整個結構的負荷都是通過支柱傳送到地基上。平屋面的構造方式和樓板相同，而坡屋頂是靠中空的鋼制個構架，又成為三角形桁架，或者鋼制斜掾支撐。

一座建筑物的鋼構架設計是從屋頂向下進行的。所有的荷載，不管是恒荷載還是活荷載（包括風荷載），都要按照連續水平面進行計算，直到每一根柱的荷載確定下來，并相應的對基礎進行設計。利用這些信息，結構設計師算出整個結構需要的鋼構件的規格、形狀，以及連接細節。對于屋頂桁架和格構梁，設計師利用“三角剖分”的方法，因為三角形是唯一的固有剛度的結構。因此，格構框架幾乎都是有一系列三角形組成。 鋼結構可以分成三大類：一是框架結構。其構件包括抗拉構件、梁構件、柱構件，以及壓彎構件；二是殼體結構。其中主要是軸向應力；三是懸掛結構。其中軸向拉應力是最主要的受力體系。

網架結構 這是剛結構最典型的一種。多層建筑通常包括梁和柱，一般是剛性連接或是簡單的通過沿著提供穩定性的斜向支撐方向在端部連接。盡管多層建筑是三維的，但通常某個方向即某一維度要比其他維度剛度更大，所以，其有理由被當做是一系列的平面框架。然而，如果一個框架中某一平面上的構建的特性可以影響其他平面的特性，這個框架就必須當做一個三維框架來考慮。

網殼結構 在這類結構中，殼體除了參與傳遞荷載外，還有其他實用功能。許多殼體結構中，框架結構也會與殼體一起組合使用。再強和平屋頂上“外殼”構件也和框架結構一起承擔壓力。

懸掛結構 在懸掛結構中，張拉索是主要的受力構件。屋面也可以有索支撐。這種形式的結構主要是吊橋。這種結構的子系統，是有框架結構組成，就像加勁桁架支撐索橋。由于這種張拉構建能夠最有效的承擔荷載，結構中的這種設計理念被越來越廣泛的應用。

很多不尋常的結構，是由框架、殼體以及懸掛結構的不同組合形式建造。

在美國，鋼結構的設計主要依據是美國鋼結構協會頒布的規范。這些規范是很多學者和一線工程師的經驗所得。這些研究成果被綜合處理成一套既安全又經濟的設計理念的設計程序。設計過程中數字計算機的出現促使更加精妙可行的設計規則產生。

規范包括一系列保證安全性的規則，盡管如此，設計者必須理解規則的適用性，否則，很可能導致荒謬的、非常不經濟的、有時甚至是不安全的設計結果。

建筑規則有時等同于規范。這些規則涉及所有有關安全性的方面，例如結構設計、建筑細節、防火、暖氣和空調、管路系統、衛生系統以及照明系統。

結構和結構構件必須具有足夠的強度、剛度、韌性，以在結構的使用中充分發揮其功能。設計必須提供足夠的強度儲備，以承當使用期間的荷載，也就是說，建筑物不需承擔可能的超負荷。改變某一結構原來的使用用途，或者由于在結構分析中采用了過度簡化的方法而低估了荷載作用，以及施工程序的變更會造成結構的超載。即使在允許范圍內，構建尺寸的偏差也可導致某個構件低于他所計算的強度。

不管采用哪些設計原理，結構設計必須提供足夠的安全性。必需預防超負荷和強度的不足情況。在過去的三十年里，如何保證設計安全性的研究一直在繼續。使用各種不同的概率方法來研究構件、連接件或者系統的失效可能性。

此外，由于結構鋼構件相當高的造價，與人工安裝費用相比，材料采購成本是巨大的。與其他總承包合同中所涉及的混凝土工程、砌筑工程以及土木工程不同，與人工安

裝費用相比，鋼構件的材料成本是相當大的。

隨著鋼結構建筑的發展，鋼結構住宅建筑技術也必將不斷的成熟，大量的適合鋼結構住宅的新材料也將不斷的涌現，同時，鋼結構行業建筑規范、建筑的標準也將隨之逐漸完善。相信不久的將來，鋼結構住宅必然會給住宅產業和建筑行業帶來一聲深層次的革命，鋼結構的應用前景廣闊！

英文翻譯：

Steel Structure

Steel in one form or another is now probably the most widely used material in the world for building construction. For the framings it has almost entirely replaced timber, except for rather special work, and it has superseded its immediate predecessors, cast iron and wrought iron, for pidges and structural frameworks in general.

Steel , the most important construction material of modern times, was introduced in the nineteenth century. Steel, basically an alloy of iron and a small amount of carbon, had been mad up to that time by a laborious process that restricted it to such special uses as sword blades. After the invention of the Bessemer process in 1856, steel was available in large

quantities at low prices. The enormous advantage of steel is its tensile strength; that is, it dose not lose its strength when it is under a calculated degree of tension, a force which, as we have seen, tends to pull apart many materials. New alloys have further increased the strength of steel and eliminated some of its problems, such as fatigue.

Steel has great advantages for buildings. The steel normally used for structures is known as mild steel; compared with cast iron it is resilient and, up to a point known as the “elastic limit” it will recover its initial shape when the load on it is removed. Even if its loading is increased by considerable margin beyond the elastic limit, it will bend and will stay bent without peaking; whereas cast iron, though strong, is notoriously pittle and, if overloaded, will peak suddenly without warning. Steel is also equally strong in both tension (stretching) and compression, which gives it an advantage over the earlier structural metals and over other building materials such as pickwork, masonry, concrete, or timber, which are strong in compression but weak in tension. It is for this reason that steel rods are used in reinforced

concrete—the concrete resisting all compressive stresses while the steel rods take up all the tensile (stretching) forces.

In steel-framed building, the horizontal girders which carry the floors and walls are

themselves supported on vertical steel posts,

Known as “stanchions” , which transfer the whole load of a building down to the

foundations, except for the lowest floor which rests on the ground itself. A flat roof is framed in the same way as a floor. A sloping roof is carried on open steel lattice frames called roof trusses or on steel sloping rafters.

The steel framework of a building is designed from the roof downwards, all the loading, both “dead” and “live” (including wind forces) , being calculated at successive levels until the total weight carried by each stanchion is determined and the foundations designed accordingly. Whih this information the structural designer calculated the sizes and shapes of the steel parts needed in the whole structure, as wall as details of all the connexions. For roof trusses and lattice girders, he uses the method of “triangulation” because a triangle is the only open frame which is inherently rigid. Therefore, lattice frameworks are nearly always built up from a series of triangles.

Steel structures may be divided into three general categories: (a) framed structures,

where elements may consist of tension member, columns, beams, and members under

combined bending and axial load; (b) shell-type structures, where axial stresses predominate; and (c) suspension-type structures, where axial tension predominates the principal support system.

Framed Structures Most typical building construction is in this category. The

multistory building usually consists of beams and columns, either rigidly connected or having simple end connections along with diagonal pacing to provide stability. Even though a multistory building is three-dimensional, it usually is designed to be much stiffer in one direction than the other; thus it may reasonably be treated as a series of plane frames.

However, if the framing is such that behavior of the members in one plane substantially influences the behavior in another plane, the frame must be treated as a three-dimensional

space frame.

Shell-Type Structures In this type of structure the shell serves a use function in

addition to participation in carrying loads. On many shell-type structure, a framed structure may be used in conjunction with the shell. On walls and flat roofs the “skin” elements may be in compression while they act together with a framework.

Suspension-Type Structure In the suspension-type structure tension cables are major supporting elements. A roof may be cable-supported. Probably the most common structure of this type is the suspension pidge. Usually a suspension pidge. Since the tension element is the most efficient way of carrying load, structures utilizing this concept are increasingly being used.

Many unusual structure utilizing various combinations of framed, shell-type, and

suspension-type structure have been built.

Structural steel design of buildings in the USA is principally is principally based on the specifications of the American Institute of Steel Construction (AISC), The AISC

Specifications are the result of the combined judgment of researchers and practicing engineers. The research efforts have been synthesized into practical design procedures to provide a safe, economical structure. The advent of the digital computer in design practice has made feasible more elaborate design rules.

A lot of unusual structure, is made up of frame, shell and different combination forms of hanging structure.

In the United States, the design of steel structure is mainly on the basis of regulations

promulgated by the American association of steel structure. These specifications are a lot of scholars and a line engineer experience. The results of this study was comprehensive

processing into a set of safe and economic design idea of design program. The design process of the digital computer prompted a more sophisticated feasible design rules.

Specification includes a series of security rules, in spite of this, the designer must

understand the applicability of the rules, otherwise, is likely to lead to absurd, very

uneconomical, sometimes even unsafe design result.

Building rules sometimes equated with specification. These regulations cover all aspects relating to the safety, such as structure design, architectural details, fire protection, heating and air-conditioning, piping system, health systems, and lighting systems.

Structure and structural components must have sufficient strength, stiffness, toughness, in order to give full play to its functions in the use of the structure. Reserves of design must

provide sufficient strength to bear the load during use, that is to say, the buildings do not need to bear the possible overload. Change a structure of the original purpose, or because of excessive simplified method was adopted in the structural analysis and underestimated the load, as well as the construction process of change will cause the overload of the structure. Even within the scope of the permit, building size of the deviation can also lead to a

component is lower than the strength he calculates.

No matter what design principle, structure design must provide adequate security. The lack of necessary to prevent overload and intensity. Over the past 30 years, the research of how to ensure the safety design has continued. Use a variety of different probability method to study the components, fittings or system failure probability.

In addition, due to structural steel components are very high cost, compared with the cost of installation of artificial, material procurement cost is huge. With other involved in the general contract of building project and civil engineering, concrete engineering, compared with the manual installation cost, material cost of steel components are considerable.

With the development of steel structure, steel structure residential construction

篇12

一、前言

某工程有混凝土結構、勁性結構、鋼結構三種結構形式，在施工過程中，需要不同結構形式之間的轉換。本工程有一種弧形主肋結構造型，由于截面比較大（1300mm×1500mm），施工存在高空作業（最高44.8米），原設計為勁性結構，施工難度巨大。后經過我司應用勁性結構轉換鋼結構節點將主肋結構在六層以上轉換為鋼結構施工，不僅降低了施工難度，而且加快了工期。難點是：與土建穿插施工需配合緊密，有效地控制好構件的定位及標高。焊接質量控制存在一定的難度，經過對本工程勁性結構轉換鋼結構節點施工和實踐、總結，形成。

二、特點

勁性結構轉換鋼結構節點包括：勁性結構、勁性結構延伸至箱型鋼結構內部的鋼骨、箱型鋼結構與延伸出鋼骨有效連接的加勁肋、促進勁性結構與鋼結構有效連接的內灌自密實混凝土、箱型鋼結構。該節點可以保證勁性結構與鋼結構有效連接，更大的發揮鋼結構的優勢，避免工程采用混凝土結構和勁性結構帶來的施工難度，是一項先進的施工技術。

三、適用范圍

適用于不同結構之間的轉換，大跨度、高空及地下空間等復雜環境下解決混凝土結構與勁性結構的高大模板施工難度，更大的促進鋼結構在大跨度、高空及地下空間的應用。

四、工藝原理

在六層以上主肋施工前，預先在五層至六層孤形主肋區段施工一段勁性結構，勁性結構預留一段H型鋼骨，然后將外包箱型鋼結構的H型鋼骨轉換構件與勁性結構預留的H型鋼骨拼裝焊接，將轉換構件的H型鋼骨按照勁性結構施工澆筑混凝土，實現勁性結構向鋼結構的轉換，節點施工完畢后，箱型鋼結構繼續連接鋼結構進行六層以上弧形主肋施工。

五、工藝流程及操作要點

5.1工藝流程

5.1.1勁性結構轉換鋼結構節點施工工藝流程

勁性結構轉換鋼結構節點施工工藝流程如下：

施工的勁性結構預留一段H型鋼骨外包箱型鋼結構H型鋼骨構件吊裝將外包箱型鋼結構的H型鋼骨與勁性結構預留H型鋼骨焊接將H型鋼骨按照勁性結構澆筑自密實混凝土箱型鋼結構與鋼結構進行連接

5.2操作要點

5.2.1外包箱型鋼結構的H型鋼骨吊裝

1安裝前的準備工作

1） 技術準備：熟悉圖紙及相關規范，參加圖紙會審，并做好施工現場調查記錄。

2） 基準點交接與測放：確定基準點后進行復測，確認無誤后，以此為依據，進行鋼結構基準線和軸線的放線和測量，并作好交接手續。

3） 各種設備機具的準備：準備好各種機具、設備、工具、材料進場計劃，根據施工進度進行進場，滿足施工要求。制作吊籠、爬梯等鋼結構安裝專用工具，方便施工。

2 測量定位

根據主肋的圖紙及模型，在主肋安裝前找到主肋上設定的8個點（上口4個，下口4個）的x、y、z的坐標，再根據該主肋模型上確定x、y、z的相對整個建筑物的位置，獲得其坐標值。用全站儀極坐標法定位x、y、z的位置，在主肋安裝時將對應點的x、y、z與之相對應并校正到位。

3 采用塔吊吊裝

根據定位點采用塔吊進行吊裝，并在臨時固定式，要復測構件定位及標高的準確性。

5.2.2H型鋼骨焊接

1焊接方法

根據本工程的特點，選擇焊接方法應側重考慮焊接質量和熔敷速度（即焊接速度），選用CO2氣體保護焊作為本工程的主要焊接方法。焊條電弧焊用于臨時點焊或固定鋼構件使用，將其作為輔助焊接方法。

2焊接順序

在鋼結構焊接中，先焊接的部分先定位，并阻礙了與之相關聯的后焊焊縫的自由收縮，因此，確定合理的焊接順序很重要。合理的焊接順序可以減小焊接應力和焊接變形，有利于保證鋼構件幾何尺寸。

先焊收縮量大的焊縫，再焊收縮量小的焊縫；嚴格對稱焊接；同一根梁、支撐先焊一端，待其冷卻后再焊另一端。H型鋼骨焊接順序如圖5.2.2

3 防止焊接裂紋的措施

1） 嚴格控制鋼板的質量，主要是限制焊縫中的S、P的含量。購進的鋼材必須先進行復驗，S、P的含量必須符合材料的技術標準。

2） 盡量減少氫的影響。焊前預熱可有效驅除焊接區的水分。焊接前，必須仔細烘干焊條和焊劑。徹底清除焊接區的油、銹等雜質。焊接高強度鋼時必須采用低氫或超低氫焊接材料。采取預熱和焊后消氫處理，有利于氫的逸出。

3） 在深化設計中，盡量采用能降低接頭剛性的結構型式、坡口形式和接頭形式，避免存在應力集中部位，降低接頭的拘束度，降低裂紋敏感性。

4） 采用合理的焊接工藝。合理安排裝配順序、焊接順序和焊接方向，使大多數焊縫處在較小的剛度下焊接，以減小接頭拘束度。

5） 采用中等的焊接線能量，避免形成窄而深的焊縫，熔深與熔寬之比應小于1。焊接預熱可大大降低焊縫的冷卻速度，有利于氫的逸出，減少冷裂。

6）采用多層多道焊。后焊焊道可使前一焊道中的氫迅速逸出，并可使前一層焊道熱影響區的淬硬層軟化。

7） 防止弧坑裂紋。減小弧坑尺寸，填滿弧坑。自保護焊熄弧時要逐漸減小送絲速度，不可驟然斷弧。

4 減小焊接應力的措施

1） 焊前進行預熱。預熱可以有效地減小焊接應力。預熱范圍應在焊縫兩側各100mm范圍內，且不小于板材厚度的4倍。

2） 兩條或多條焊縫之間有力學聯系時，必須按事先確定好的焊接順序施焊。同一構件兩端的焊口切忌同時施焊。在焊接過程中，同一條焊縫的焊肉厚度應同步增長，焊肉厚度差應小于5。切忌將一處焊縫反復焊接然后再移至另一處焊接。

5.2.3將H型鋼按照勁性結構施工混凝土澆筑

施工順序為：施工放線立桿定位掃地桿、立桿滿堂腳手架搭設拉線檢查主龍骨標高鋪次龍骨鋪木膠模板拉線檢查標高清理模板脫模劑涂刷鋪筋安裝側模板校正加固混凝土澆筑。

1 H型鋼骨配筋弧形主肋模板支設及鋼筋綁扎

1）模板安裝前先放出控制軸線網和模板控制線。根據平面控制軸線網，在樓板上放出墻柱邊線和檢查控制線，待豎向鋼筋綁扎完畢后，在每層墻體豎向鋼筋上用紅漆標出標高控制點。

2）根據弧形主肋定位，做出模板支架定位線。結合弧形主肋的變化軌跡，計算出所對應的模板支架的高度，搭設模板支架。如果模板支架的自由端超出500mm，需要在立桿上加設一道橫桿，使立桿支架自由端高度控制在500mm以內，弧形主肋模板支設過程中按規范要求支設剪刀撐。

3）模板面板安裝前檢查模板雜物的清理情況、板面的整修情況、脫模劑的涂刷情況。在主肋的根部處留置清掃口，以便模板內部的雜物清理干凈。

4）底模鋪設完畢后，綁扎鋼筋，鋼筋下料必須嚴格按照下料單進行鋼筋加工并進行編號，加工完畢后吊運至安裝位置，按編號進行綁扎安裝，保證鋼筋曲率與弧形主肋曲率相符，以保證弧形主肋結構安全及美觀。

5）安裝左右側模，最后安裝上側模。在模板合畢后，校正截面模板準確性、模板方正，安裝柱箍并用對拉螺桿固定牢固。 在主肋短邊（1300mm）布置8根50X100木方，均勻布置。在主肋長邊（1500mm）布置8根50X100木方，均勻布置。主肋加固主龍骨使用5#雙槽鋼@400。

2 完成自密實混凝土澆筑

混凝土澆筑時，采用自密實混凝土，以保證混凝土澆筑質量，并且安排專人對主肋混凝土澆筑的混凝土情況進行檢查，確保混凝土的澆筑質量，并且在施工過程中派專人對弧形主肋的定位進行復核，發現偏位，立即調整。

5.2.4箱型結構與后續鋼結構構件連接

箱型結構與后續鋼結構構件連接，實現勁性結構到鋼結構的轉換。

六、材料與設備

6.1主要施工材料

6.1.1外包箱型鋼結構H型鋼骨構件

外包箱型鋼結構H型鋼骨構件由H型鋼骨與外包箱型鋼結構組成轉換節點，其中H型鋼骨與外包箱型鋼結構通過加勁肋有效連接，且箱型鋼構內壁及H型鋼腹板均加設抗剪栓釘φ19@200。

6.1.2模板支設

模板采用18mm厚封邊膠合板模板作為模板面板，模板必須具有足夠的強度和剛度，要求邊角整齊、表面光滑、易于脫摸等性能。對拉螺栓采用優質碳素鋼M18加工，套管采用硬質塑料管，對拉螺栓應加工準確，采用雙螺帽擰緊。在主肋短邊（1300mm）布置8根50X100木方，均勻布置。在主肋長邊（1500mm）布置8根50X100木方，均勻布置。主肋加固主龍骨使用5#雙槽鋼@400。

6.1.3混凝土澆筑

采用C45自密實混凝土進行澆筑

6.2機具設備

勁性結構轉換鋼結構節點施工主要機具與設備配備見表6.2.1的規定。

表6.2.1 主要機具設備配備表

序號 名 稱 規格型號 單位 數量 施工用途

1 塔吊 7052 臺 3 構件安裝

2 平板車 30T 輛 8 構件運輸

3 二氧化碳焊機 X-500PS 600VG 臺 10臺 構件安裝

4 直流焊機 AX-500-7 臺 6臺 構件安裝

5 空 壓 機 0.6立方米 臺 2臺 構件安裝

6 測溫筆、測溫儀 / 支 20支 構件安裝

7 碳弧氣刨槍 / 把 10把 構件安裝

8 磨 光 機 / 臺 15臺 構件安裝

9 烤搶 / 把 12把 構件安裝

10 千斤頂 5t、10t、30t 個 50 組裝、矯正

11 倒鏈 20t、10t、5t 條 40 構件制作、安裝

12 卡環 50t、30t、20t 個 50 構件吊裝

13 扭矩扳手 NBS60D 把 4 高強螺栓施工

14 對講機 MOTOROLA 臺 20 現場安裝

15 合纖吊裝帶 1t~3t 條 10條 吊裝、穩固

16 全站儀 TC1800L 臺 4 測量

17 激光經緯儀 J2 臺 4 測量

18 光學垂準儀 TOPCON VS-A1 臺 2 測量

19 水準儀 ZDS3 臺 3 測量

七、質量控制

7.1勁性結構轉換鋼結構節點施工質量要求

勁性結構轉換鋼結構節點質量標準執行國家施工規范中的有關規定。

7.2勁性結構轉換鋼結構節點質量控制

1 現場構件安裝焊接完成后進行超聲波和滲透檢測，不合格構件經返修。現場安裝過程中我們發現由于施工環境不同，同一個焊工的焊接質量不同；不同焊工焊接質量也存在差異。例如：地面拼裝過程中焊縫質量100%合格，高空安裝焊接過程中焊縫質量存在部分問題，經返修后才合格。

2 模板安裝的允許偏差值，見下表：

項次 項目 允許偏差（mm） 檢驗方法

1 軸線位移 基礎 3 尺寸檢查

柱、墻、梁 3

2 標高 ±3 用水準儀或拉線和尺量檢查

3 截面尺寸 基礎 ±5 尺量檢查

柱、墻、梁 ±3

4 每層垂直度 3 用2m托線板檢查

5 相鄰兩板表面高低差 2 用直尺和尺量檢查

6 表面平整度 2 用2m靠尺和楔形塞尺檢查

7 主肋截面尺寸 ±5 尺量檢查

8 主肋頂標高 -30,0

八、安全措施

1 凡進入施工現場的施工人員必須戴好安全帽，并系好帽帶。二米以上的作業人員施工時必須掛好安全帶，安全帶系掛必須“高掛低用”，在各區外架施工時，各項準備工作確認無誤后方可上架操作。。

2 現場作業人員必須樹立“安全第一”的思想，嚴格遵守國家和現場制定的各項安全制度和法規。

3 負責施工的管理人員對安全生產直接負責，安全員深入現場進行檢查、監督、指導，對出現的安全隱患進行及時整改。

4 施工作業前，管理人員應作好對施工人員的書面安全技術交底，各班班長應做到上班前進行安全教育。所有施工人員必須接受書面安全技術交底，并如實做好施工記錄。

5 施工人員應穿防滑、絕緣鞋，并注意好個人防護；根據作業分工，要適當配備隨身工作袋，以防工具等墜落傷人。

6 四級以上大風及雨、雪天氣時，腳手架停止作業。

7 手持電動工具的電源線、插頭完好，工具的外絕緣應完好，維修和保管由專人負責；

8 各種小型、手動機械設備的安全防護裝置、設施必須齊全，嚴禁帶病作業和非專業人員自行修理；

9 施工現場使用臨時活動架、梯子等必須安放牢固可靠，防護齊全；

10 凡患有心臟病、癲癇病、高血壓、貧血等疾病者，嚴禁從事施工作業。

九、環保措施

1 對工人進行環保教育，凌晨與夜間不要喧嘩，不要制造噪音，對施工過程中產生的垃圾或廢棄物按要求分類存放。

2 保持現場清潔，減少揚塵，做到工完場清。

十、效益分析

10.1社會效益

1采用該轉換節點，實現現代建筑結構中不同結構之間的轉換，增加了結構形式的多樣性。

2采用該轉換節點后，大大降低了工程的施工難度,避免了單一混凝土結構在造型施工的局限性，大大發揮了鋼結構在大跨度、大空間、高空作業環境下的優勢。結構節約了施工現場的空間。

3大大縮短施工工期。

10.2經濟效益

1）如果未使用勁性結構轉換鋼結構節點，采用混凝土結構：

根據加固的需要，須要搭設滿堂架，滿堂架面積約為2000

滿堂架費用=3500×1000元/（滿堂架平均高度40米，折算單價）=3500000元

模板費用=1600×76元/=121600元

鋼筋費用=120000kg×6.9元/kg=828000元

混凝土費用=546 m3×600元/m3=327600元

2）如果未使用勁性結構轉換鋼結構節點：

轉換為鋼結構后，鋼結構工程量為300t，

材料費=300000kg×10元/kg=3000000元

安裝費=300000kg×2.15元/kg=645000元

采用鋼結構吊裝安裝加固，累計節省木工200工日，費用為200工日×220元/工日=44000元

使用轉換節點共計節省：3500000元+121600元+828000元+327600元-3000000元-645000元+44000元=1176200元

十一、工程應用

天津恒隆廣場項目位于天津市和平區，南鄰和平路、北鄰興安路，框架剪力墻結構。本工程中的10、11、12、13、14、19、20、22軸六層以上弧形主肋區段采用了勁性結構轉換鋼結構節點技術，工程量約為300t,施工完成時間為2012年10月至2013年8月。勁性結構轉換鋼結構節點技術降低了六層以上弧形主肋施工難度，縮短了施工工期，降低了施工成本，保證了施工質量，產生了顯著的經濟效益和良好的社會效益。

參考文獻：

篇13

鋼結構；焊接連接；螺栓；鉚釘

雖然日常生活中常見的建筑物從表面上看是一個整體，但它是由許許多多的小部件連接而成的，尤其是鋼結構建筑物。為了保證鋼結構建筑物的承載力和整體剛度，需將許多小部件有效地連接起來。要想保證工程質量，保證鋼結構建筑物各部件連接的牢固性，節點的連接強度要與構件的自身強度保持一致。在施工過程中，節點所采用的施工工藝和連接方法是重點。本著安全、可靠和經濟、方便的原則，施工時采用的連接方法也不相同。在鋼結構連接節點中，焊縫連接是最常見的，而螺栓連接的利用率也比較高。鉚釘連接不僅對施工工藝有較高的要求，而且施工工序也比較復雜，所以，應用得比較少。

1焊縫連接

焊接連接在工程中的利用率比較高，基本所有的鋼結構構件都可以采用這種方法。采用這種連接方法時，不僅對鋼結構構造的要求少，而且施工工藝也簡單，不會因為焊縫的存在而削弱截面強度，結構整體不會發生大的變形，剛度也比較強。在焊接管道的過程中，采用這種方法能夠保證結構的密閉性，實現自動化操作。焊接連接與其他連接方法相比更為經濟，其操作過程也已經實現了自動化。但是，這種連接方法的缺點也比較明顯。由于局部受熱，鋼材的化學構造有所變化，許多元素的含量也發生了變化，導致結構容易受到脆性破壞。在施工過程中，要保證焊接后節點處沒有裂縫。因為裂縫的存在會使節點承受較大的力而產生新的裂縫，它會沿著之前的裂縫迅速蔓延。在焊接的過程中，加熱、散熱不均勻，殘余應力和殘余應變的存在都會導致結構受到荷載時斷裂。焊接方法主要有4種：

①手工電弧焊。利用電弧產生的3000℃的高溫將涂有藥皮的、與焊件鋼材相似的焊條滴落在熔池中。藥皮的作用是保護焊縫，降低焊縫的脆性。這種焊法很難控制，對工人的操作水平也有很高的要求。

②埋弧焊有自動和半自動2種操作方式，其生產效率高，所形成的焊縫結構均勻，力學性能好。焊接時間越短，殘余應變和殘余應力對焊縫的影響就越小。與手工電弧焊相比，這種焊接方法裝配精密，埋弧焊中沒有藥皮，而是多了焊劑。因為電弧埋在焊劑的下面，熱量集中，所以，多將其用于厚桿件的焊接工程中。

③氣體保護焊與埋弧焊相反，它適用于一些比較薄、比較小的焊件。在焊接過程中，它用氣體的保護代替了藥皮，將焊縫與有害氣體隔絕起來，而且焊縫熔化區內并沒有熔渣，施工人員可以清晰地看到焊縫的形成過程。

④電阻焊主要運用的是電流在電阻中產生的熱量，用熱量熔化金屬，再利用外界傳遞的壓力完成焊接工作。一般情況下，這種焊接方法的使用率并不高，它主要被用于6～12mm厚鋼板的連接工程中。

因為焊縫的連接方式不同，所以，可以將其分為對接焊縫、搭接焊縫、T形連接焊縫和角焊縫。對接焊縫適用于板件相等，構件在同一個平面內，力量傳遞比較均勻，沒有明顯的過渡，用料也比較少的結構連接工程中。但是，這種方法的焊接尺寸小，對焊接技術有很高的要求，而且焊件邊緣和焊口也要提前加工。搭接焊縫適用于厚度不同的板件。這種焊法不僅會浪費焊材，還會影響傳力效果，但是，它操作簡單，所以被廣泛應用。T形連接焊縫與其他的焊縫沒什么不同，只是連接桿件的形式不同。角焊縫的種類比較多，它適用于大的、特大的構件連接工程。在施工過程中，如果構件之間有縫隙，則會出現應力集中的情況。焊接殘余應變和殘余應力是影響焊縫質量的關鍵。要想保證焊縫質量，就要減小這兩種不利因素對焊接工藝的影響。在焊縫設計方面，焊縫要盡量小。如果焊縫較大，不僅會浪費焊材，還會將焊接缺陷完全表現出來。另外，焊接設計要合理，要減少不必要的焊縫，而且焊縫不能過于密集，要盡量減少交叉數量。如果母板的同一個位置加熱很多次，熱量就會過于集中，焊接變形就會增大，進而導致母板的化學組織和物理組織被破壞。與此同時，要合理選擇焊縫的位置——焊縫要盡可能設置在應力較小的地方，使其對稱于截面的中軸。這樣做，可以減小焊縫的直接受力，減小焊縫的變形。在施工過程中，采用合理的施工工藝是很必要的。在焊接前，可以給焊件一個相反的預變形，以此抵消焊接變形。在焊接過程中，焊接順序要合理，以減小焊接應力。待焊接工作完成后，可以用錘擊或者碾壓的方法加工焊縫，使其得到相應的延伸，從而降低焊接應力。對于小的焊件，焊前要預熱，焊后回火也是減小殘余應變和應力的有效方法之一。

2螺栓連接

螺栓是一種機械零件，將其與螺母配套使用是一種有效的連接方式。利用它可以緊固2個帶有通孔的構件。螺栓連接是一種可拆卸、重復使用的連接方式。螺栓連接的應用范圍比較廣——在建筑、鐵道、車輛等工業工程中，螺栓連接的使用率較高。因為它具有施工方便、施工效率高、強度大、循環利用率高和造價低等優點，所以，受到了各行各業施工人員的青睞。螺栓分為普通螺栓和高強度螺栓。普通螺栓根據制作的精細程度可分為精致螺栓和粗糙螺栓；高強度螺栓是用抗拉強度高的鋼材制成的，它主要應用于具有較高力學要求的連接工程中。

使用普通螺栓連接構件時，要盡量少使用螺栓，而且對螺栓群的排列也有一定的要求。一般情況下，螺栓數不能少于1個，以防1個螺栓損壞導致整個接頭被破壞的情況發生。在施工過程中，一個節點處可以使用2個以上的螺栓。螺栓排列可以分為并列和錯列2種。螺栓到焊件邊緣的距離不宜過小，否則容易導致鋼材端部斷裂；各個螺栓之間的距離也不宜過小，一旦施加一定的力，螺栓之間的鋼材就會變為整個構件的應力集中處，進而使這個部位的鋼材發生脆性斷裂。在螺栓工作的過程中，當其受力較小時，主要依靠的是接觸面的摩擦力，螺栓桿基本不受力；當其受力不斷加大，摩擦力已經不能滿足相關要求時，板件之間會有相對的滑移，螺栓桿會與構件截面接觸而受力。普通螺栓往往承受的是剪力和拉力，當這兩種力超過鋼材的極限抗剪強度和極限抗拉強度時，鋼結構會斷裂，最終導致其整體被破壞。端部的鋼板沖剪破壞和螺栓桿的彎曲破壞可以利用構造法解決，而其他的破壞只能通過施工前的計算來控制。高強度螺栓主要是利用栓桿產生的預應力完成工作的。常見的螺栓有大六角頭螺栓和扭剪型螺栓。采用螺栓連接的關鍵在于控制預拉力，保證摩擦面的抗滑能力。對于大六角頭螺栓，控制預拉力時可以采用力矩法和轉角法。在工程中使用抗剪型螺栓時，要用特殊的電動扳手將其擰緊，安裝后一般不拆卸。這種連接方法比較簡單，不需要特殊的操作即可保證其質量，只需擰緊即可。

3鉚釘連接

鉚釘是由頭部和釘桿構成的一類緊構件，它主要是通過自身變形產生的摩擦力完成連接工作，具體的連接方法有冷鉚法和熱鉚法。現在的建筑主要采用的是熱鉚法，即先給鉚釘加熱，使其高溫膨脹，然后迅速將鉚釘打入鉚孔。鉚釘冷卻后會收縮，但是，收縮變形過程會被兩側的鋼板阻止。鉚釘連接的特點是工藝簡單、連接可靠、抗沖擊性強，與焊接相比，它的缺點是噪聲大、生產效率低，能削弱15%～20%的被連接構件等。與焊接相比，鉚釘連接的經濟性不強。鉚釘連接的力學性能比較好，它能應用于建筑結構、鐵路橋梁和鍋爐制造等工程中。但是，當其被破壞時很容易發現，而且制作難度大、施工困難、抗拉強度低，工程中已經不再使用。目前，使用率較高的連接方法是焊接和高強螺栓連接，使用鉚釘連接的工程已經越來越少。鉚釘連接僅應用于焊接和螺栓連接受到限制或振動荷載較大的金屬結構中，例如鐵路橋梁、重型機械和起重機機架等。現階段，航空領域或飛行器、非金屬元件（汽車摩擦片或閘帶）等制造工程還是以鉚釘連接為主。

4總結

要想更好地使用鋼結構，構件的連接至關重要。連接節點的質量決定了整個鋼結構的穩定性，不管采用哪種連接方法，保證節點的安全性和穩定性是最重要的。每種焊接方法都有其使用范圍和優缺點，因此，在施工過程中，不僅要保證連接方式的安全性和穩定性，還要確保施工方法簡單、可操作。如果將這三種連接方法有機結合起來，取長補短，將會是一種新的連接方法。但是，這種連接方法還需要不斷的實踐，要確保其經濟性和安全性。在連接手段和工藝的創新方面我們還有很長的路要走。

參考文獻：

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［2］荊軍，王元清.門式剛架輕型鋼結構端板連接節點性能研究與設計［J］.建筑結構，2000，30（4）：16-19.