引論：我們?yōu)槟砹?3篇鋼結(jié)構(gòu)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)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(jié)構(gòu)協(xié)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(nèi)刊號：11-3899/TF

郵發(fā)代號：82-850

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)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(jìn)行制作，此為頂部柱，具體結(jié)構(gòu)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(gòu)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(biāo)準(zhǔn)為AWS D1.1。

2焊接工藝評定及焊接工藝規(guī)程

按照AWS D1.1 的相關(guān)要求進(jìn)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(hù)焊），SAW（埋弧焊），具體的應(yīng)用會在下邊的工序中詳細(xì)說明，在此不作總結(jié)。

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

3制作工序

鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)量檢驗3焊接H型鋼及質(zhì)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(jié)構(gòu)的制作過程，所以必須嚴(yán)格進(jìn)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(yán)格。此處為非對稱結(jié)構(gòu)，如果焊接過程控制不好，非常容易產(chǎn)生側(cè)向的焊接變形，從而導(dǎo)致整根柱子的直線度超標(biāo)，影響整體質(zhì)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(jìn)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(jié)合的方式進(jìn)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(jù)焊接工藝規(guī)程選擇焊絲為H10Mn2，配合與之相匹配的焊劑SJ101 進(jìn)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(dá)到全熔透的效果，但是不同的焊接機械的能力不同也會產(chǎn)生區(qū)別，如果發(fā)現(xiàn)背面沒有焊透，出現(xiàn)夾渣等缺陷，采用碳弧氣刨得方法進(jìn)行背側(cè)清根后再進(jìn)行下一層的焊接。。FCAW焊接時，坡口鈍邊1-2mm 為宜，并且根據(jù)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(jìn)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(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行。如果埋弧焊接一次不能填滿整個坡口，必須進(jìn)行多次填充才可滿足焊縫高度，則必須按照以上步驟進(jìn)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(zhuǎn)過程是一次焊接內(nèi)應(yīng)力的釋放過程。此種大厚壁的鋼結(jié)構(gòu)H型鋼一旦產(chǎn)生變形，很難通過火焰校正的方式進(jìn)行調(diào)整，必須通過施加外力，如千斤頂或者專用的調(diào)直機械進(jìn)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(chǎn)生焊接變形的主要點，應(yīng)該特別給與關(guān)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(qū)域，所以技術(shù)要求比較嚴(yán)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(fù)雜，空間距離小，焊接熱循環(huán)比較多，很容易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，從而引起焊接變形，或者導(dǎo)致鋼材產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的焊接應(yīng)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(jìn)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(jìn)行焊接。

3.3.1.2焊接方法

采用 二氧化碳?xì)怏w半自動焊進(jìn)行焊接，此種焊接方法的優(yōu)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(hù)焊產(chǎn)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(yīng)力可以從中間往兩側(cè)分散，避免焊接應(yīng)力集中在焊縫內(nèi)部，形成內(nèi)應(yīng)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(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(jìn)行預(yù)制，再將變截面部分與支腿進(jìn)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(jìn)行焊接。焊接順序按照3.3.1.1 的順序進(jìn)行，并且每焊完一道焊縫需要用小錘錘擊焊道，釋放產(chǎn)生的應(yīng)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(jìn)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(jié)束都要按照此順序進(jìn)行。

4焊接收縮量的控制

在焊接過程中，由于焊縫受到拉應(yīng)力的作用，會產(chǎn)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(jù)收縮量的大小留出適當(dāng)?shù)挠嗔?。此種結(jié)構(gòu)的柱子由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接收縮量計算公式已經(jīng)不適合此種復(fù)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(yù)先預(yù)制一件來驗證焊縫收縮量。當(dāng)?shù)谝患附油戤吅?，發(fā)現(xiàn)總長度方向會產(chǎn)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(nèi)，不予考慮）。所以在結(jié)構(gòu)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(fù)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(xiàn)場焊接工藝的控制，對焊工進(jìn)行了焊接順序的交底，在實際中取得了較好的效果，此種結(jié)構(gòu)柱在焊接完畢后，完全滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，減少了校正工序，節(jié)省了成本，縮短了工期。

參考文獻(xiàn)：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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1. 鋼結(jié)構(gòu)住宅

1.1鋼結(jié)構(gòu)住宅的含義

鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)件拼接、焊接而成的組合構(gòu)件等為主要受力構(gòu)件，以新型輕質(zhì)、保溫、隔熱、高強的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的低層和多層住宅建筑。其中，輕質(zhì)墻體材料一般包括壓型鋼板及其組合板材、PC板、蒸壓輕質(zhì)加氣砼板（ALC板）及稻草板等。鋼結(jié)構(gòu)住宅是住宅建筑的一個分支，與混合結(jié)構(gòu)、鋼筋砼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)一樣是住宅建筑的重要組成部分。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)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(tǒng)而異。歷史上，住宅建筑體系的發(fā)展緣于人們對住宅的功能和質(zhì)量不斷提出的高要求。今天，住宅設(shè)計體系反映了各國的生活方式、社會認(rèn)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(jié)構(gòu)材料 ,更易于滿足和實現(xiàn)人們對住宅設(shè)計提出的更高要求。對建筑師而言，鋼結(jié)構(gòu)為他們的個性化設(shè)計帶來了更豐富的想象空間。使用鋼材不僅是在住宅的結(jié)構(gòu)形式，而且在質(zhì)感、顏色、功能和空間劃分各方面都突破了傳統(tǒng)建材對建筑師的制約。這主要由于鋼材與傳統(tǒng)建材相比有下述優(yōu)點：高強、自重輕、抗震、可隨意拼接、耐久、工業(yè)化生產(chǎn)、施工安裝速度快。我國在與發(fā)達(dá)國家相比在許多方面還存在著明顯的差距，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家如美國、日本、英國等，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占到鋼產(chǎn)量的30%以上，鋼結(jié)構(gòu)住宅已比較普及，瑞典、法國等在鋼結(jié)構(gòu)住宅方面已形成產(chǎn)業(yè)化鏈條體系，而在我國鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程得到了迅速發(fā)展，也為我國大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅奠定了基礎(chǔ)。“鳥巢“等世界前列的鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)住宅工程。經(jīng)過實踐工程的經(jīng)驗積累，我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的施工技術(shù)正在逐步完善中。

2. 鋼結(jié)構(gòu)住宅的某些缺陷及改進(jìn)措施

2.1結(jié)構(gòu)體系與主要布置原則

目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑體系主要有框架結(jié)構(gòu)體系、框支結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系等結(jié)構(gòu)形式：

（1）框架結(jié)構(gòu)體系：純框架結(jié)構(gòu)體系在地震區(qū)一般不超過l5層?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的平面布置靈活, 可為建筑提供較大的室內(nèi)空間, 且結(jié)構(gòu)各部分剛度比較均勻。這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小, 由于側(cè)向位移大, 易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞, 因此不宜建的太高。

（2）框支結(jié)構(gòu)體系：純框架在風(fēng)、地震荷載作用下，側(cè)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(jié)構(gòu)的縱、橫2個方向布置一定數(shù)量的支撐。在這種體系中，框架的布置原則和柱網(wǎng)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(wù)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(jié)構(gòu)，能獲得比純框架結(jié)構(gòu)大的多的抗側(cè)力剛度，可以明顯減小建筑物的層間位移。

（3）框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系：在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻可以組成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)以剪力墻作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，既具有框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。當(dāng)鋼筋混凝土墻沿服務(wù)性面積（如樓梯間、電梯間和衛(wèi)生間）周圍設(shè)置，就形成框架多筒體結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系在各個方向都具有較大的抗側(cè)力剛度，成為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)大部分水平荷載，鋼框架主要承受豎向荷載。

在設(shè)計過程中選用何種體系，應(yīng)該綜合考慮多方面的因素，例如突出鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的大柱網(wǎng)因素和適應(yīng)現(xiàn)代人生活需要的大開間、易改變的布置因素。為了使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理，多層鋼結(jié)構(gòu)住宅對結(jié)構(gòu)布置有些要求。當(dāng)然，這些要求不是絕對的，而是在可能條件下這樣做會更經(jīng)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(shè)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(shè)計問題

2.2.1 節(jié)點設(shè)計

鋼結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，節(jié)點的設(shè)計和構(gòu)件的設(shè)計具有同等重要性，因此必須給予充分的重視。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點設(shè)計包括梁—柱節(jié)點、梁—梁節(jié)點、柱—柱節(jié)點、柱腳節(jié)點、柱帽節(jié)點等。設(shè)計時應(yīng)確保節(jié)點的安全可靠，并盡量采用簡單、穩(wěn)定、可靠的施工工藝，減少或避免現(xiàn)場的焊縫連接。鋼節(jié)點的形式按傳力特性大體可以分為3類:鉸節(jié)點、半剛性節(jié)點、剛性節(jié)點。剛性、鉸接節(jié)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(yīng)用。

2.2.2 墻體材料的選取

一般來說，為了突出鋼結(jié)構(gòu)自重輕、布置靈活、可改性好的特點，鋼結(jié)構(gòu)住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自重較大的材料。通常采用輕質(zhì)材料，比如：空心砼砌塊、加氣砼、壓型鋼板加輕質(zhì)保溫材料組成的復(fù)合墻體、OSBC板、CS板等。目前使用的比較多的是蒸壓輕質(zhì)加氣砼板ALC（Autoclaved Light weight Concrete）。這種材料質(zhì)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(dāng)，自身的強度高，施工方便。無論做外墻還是內(nèi)隔墻效果都比較理想。

在進(jìn)行墻體的設(shè)計時，要求對連接件的強度、質(zhì)料和尺寸有準(zhǔn)確的規(guī)定。對連接方式充分考慮墻體和主體結(jié)構(gòu)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(yè)效率。

2.2.3樓梯

對其它類型鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)住宅中常常采用砼樓梯或者壓型鋼板砼組合樓梯。在設(shè)計時要注意樓梯梁的設(shè)置位置和處理，因為通常情況下，這里會出現(xiàn)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(fā)生局部失穩(wěn)。

2.2.4 樓蓋體系

多層房屋鋼結(jié)構(gòu)的樓板必須有足夠的承載力、剛度和整體性，當(dāng)前較常采用的是在鋼梁上鋪設(shè)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(shè)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(shè)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(wěn)定性，并有效降低梁高，節(jié)約用鋼，降低工程造價。

3. 結(jié)語

縱觀我國目前所處的發(fā)展階段，由于城鎮(zhèn)化發(fā)展的需要，建筑業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，勢必帶動鋼結(jié)構(gòu)住宅的健康發(fā)展。作為長期身處施工一線的技術(shù)人員，對鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點建議，希望能為廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提供參考，為鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)“春天”的到來做出一點貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

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

[2] 姜學(xué)詩.鋼結(jié)構(gòu)房屋設(shè)計中常見的問題分析[J].建筑結(jié)構(gòu),2003,33(6):3-5;

篇4

鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)本身具有自重輕、規(guī)模化生產(chǎn)、生產(chǎn)安裝方便快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢,在全球范圍內(nèi),特別是發(fā)達(dá)國家和地區(qū),鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程領(lǐng)域中得到合理、廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)通常分為輕型鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)、住宅鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)5大子類應(yīng)用于工業(yè)廠房,建筑,橋梁,機場,體育場等行業(yè)。

二、市場現(xiàn)狀

表1 2008年鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)20強

中國在改革開放建設(shè)的30年中,基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)加工能力得到全面發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)的需求主要分布于機場,體育場,民用高樓,橋梁,廠方建設(shè)等且鋼結(jié)構(gòu)工廠已經(jīng)在生產(chǎn)角度上已經(jīng)成熟,而且在新的綠色環(huán)保經(jīng)濟的概念中,鋼結(jié)構(gòu)能夠回收利用,保護(hù)環(huán)境,所以在世界建筑行業(yè)中成為一種友好性材料。但是隨著發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)能力的轉(zhuǎn)移,中國成為世界制造的中心,中國應(yīng)該也能夠把握國際分工產(chǎn)業(yè)鏈的接力棒,并在新興國家市場發(fā)展中做出自己的貢獻(xiàn)和構(gòu)建世界產(chǎn)業(yè)鏈條的一環(huán)。

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)信息,我國鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)產(chǎn)值和產(chǎn)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(shè)施完全滿足制作高品質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)需求。其中一些公司已經(jīng)專營于海外項目,而且業(yè)績斐然,產(chǎn)值和產(chǎn)出都是屢創(chuàng)新高。產(chǎn)業(yè)集中度以及分包都形成規(guī)模。

2000年前美國和日本的鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼總量約占全部鋼產(chǎn)量50%,西方發(fā)達(dá)國家比例大約在30%以上,而中國大概在10-20%。所以國外鋼結(jié)構(gòu)擁有成熟的市場和廣泛的認(rèn)可度。

三、國內(nèi)20強鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)分析

1.外資企業(yè)

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(yè)背景以及技術(shù)優(yōu)勢拿到了國內(nèi)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(yè)投資集團CRI于1994年共同投資創(chuàng)建上海美建(ABC)在中國的業(yè)務(wù)也是如火如荼。中遠(yuǎn)川崎重工在船舶項目也打造出自己業(yè)務(wù)的特色。

2.民營企業(yè)/股份企業(yè)

在鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)地理位置布局上領(lǐng)先進(jìn)入角色,滬寧鋼機以地方造船廠起家,通過當(dāng)初分包江南造船廠部分業(yè)務(wù)進(jìn)入陸地鋼結(jié)構(gòu)建設(shè),創(chuàng)造了鋼結(jié)構(gòu)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(huán)球金融中心10000噸。作為私營企業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的排頭兵,滬寧鋼機和長江精工,浙江杭蕭鋼構(gòu),潮峰鋼構(gòu)等股份上市公司取其所長,運用市場資本,在中國鋼結(jié)構(gòu)市場占據(jù)一席之地。

3.國營企業(yè)

一方面,鋼鐵廠業(yè)務(wù)的拓展,直接進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù),另一方面我國鋼廠為避免鋼材貿(mào)易摩擦,采取深加工進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)行業(yè),提供最終產(chǎn)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(yōu)勢打造自己的產(chǎn)業(yè)鏈條,增加自己的綜合實力。在中國鋼結(jié)構(gòu)排名中進(jìn)入20強。[4]可見國內(nèi)一些鋼廠已經(jīng)對自己的發(fā)展戰(zhàn)略做出調(diào)整,然而對于海外工程項目,筆者在三年內(nèi)的海外項目工作中些許總結(jié):

四、海外需求市場和價格優(yōu)勢(成本優(yōu)勢)

根據(jù)要素稟賦論原理,中國憑借其勞動力成本優(yōu)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(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的DDU價格在以上市場中也有很大的優(yōu)勢?？紤]到項目的最終目的地和港口之間運輸風(fēng)險及其目的地的陌生環(huán)境,國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)公司還是更多的選擇FOB貿(mào)易條款。

工程設(shè)計國外設(shè)計和中國設(shè)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(shè)計方面也具有很大的優(yōu)勢,設(shè)計人員的成本國內(nèi)也是低于歐美國家。據(jù)德國明鏡雜志報道德國五年工作經(jīng)驗以上設(shè)計人員的最低年薪5萬歐元。筆者也曾經(jīng)參觀過歐洲盧森堡德國等國相關(guān)的工程設(shè)計公司,10年以上高級項目設(shè)計人員每小時80-100歐元,普通設(shè)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(shè)計公司非常盛行,業(yè)務(wù)和組織能力也都很優(yōu)秀。而我國冶金行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)公司正式職工每小時20-30人民幣。設(shè)計外包工時也就40元。所以普通工程師設(shè)計費用上也有10-15倍的差距。但是因為外語基礎(chǔ)的薄弱,同時圖紙的精確表達(dá)程度還是遜色于國外設(shè)計的公司嚴(yán)謹(jǐn)。所以我們目前的業(yè)務(wù)只能做到祥圖車間加工轉(zhuǎn)化方面,相對于加工利潤,設(shè)計轉(zhuǎn)化費用收益還是不錯的,當(dāng)然這也是我們能夠改進(jìn)提高的方面。

以上都是我們勞動力成本的優(yōu)勢,雖然在技術(shù)含量上沒有什么附加值,但是針對我國目前的鋼鐵產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力和我國產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,對外鋼結(jié)構(gòu)貿(mào)易能夠幫助我們贏得國內(nèi)的鋼鐵產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略調(diào)整升級。同樣也可以通過目前的優(yōu)勢能夠在新興市場國家經(jīng)濟建設(shè)中贏得認(rèn)可。

五、國際標(biāo)準(zhǔn)和要求

1.原材料

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

標(biāo)準(zhǔn)是貿(mào)易保護(hù)措施中非關(guān)稅壁壘一種,它也是的一把雙刃劍,只有符合標(biāo)準(zhǔn),才能站在同一個舞臺上拼搏。所以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解和遵守是我們走出去的基礎(chǔ)。拿出一個簡單的例子:焊接無損探傷德標(biāo)和國標(biāo)就有很大不同,根據(jù)EN 10160關(guān)于厚度達(dá)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(biāo)中只有板面檢測且歐標(biāo)等級評定與中國國標(biāo)不同,盡管國內(nèi)一些鋼廠如寶鋼,武鋼,濟鋼等可以出具歐標(biāo)材質(zhì)證明書,但是很多鋼結(jié)構(gòu)公司因語言或者標(biāo)準(zhǔn)理解等原因忽視這些不同。這將造成潛在的風(fēng)險。

所以在做國際項目的時候,對國際標(biāo)準(zhǔn)一定要理解充分,減少因標(biāo)準(zhǔn)要求而造成的損失。

2.第三方認(rèn)證和國際認(rèn)證

世界著名的第三方認(rèn)證服務(wù)公司如法國BV, 德國船級社GL等,在項目第三方監(jiān)督上的得到世界發(fā)達(dá)國家的認(rèn)可,這些第三方公司可以幫助鋼結(jié)構(gòu)工廠加強產(chǎn)品品質(zhì)控制和增進(jìn)質(zhì)量的提高。同時也是學(xué)習(xí)國外客戶驗收的一種衡量的標(biāo)準(zhǔn)和要求。ISO9000質(zhì)量管理體系認(rèn)證,ISO14000環(huán)境體系認(rèn)證,已經(jīng)不是強有力的表現(xiàn),筆者在國內(nèi)一些企業(yè)如中冶集團下屬的分公司發(fā)現(xiàn)其開始通過各類專業(yè)認(rèn)證登上世界舞臺,適應(yīng)歐美發(fā)達(dá)國家的技術(shù)要求,在某些方面已經(jīng)有所突破,如焊工證件,如WTI認(rèn)證,就是SLV-Duisburg在中國合作的一個典范,按照歐洲標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)各個級別的技術(shù)人才,滿足歐洲市場的需要;工廠車間生產(chǎn)認(rèn)證,如美國AISC和ICBO認(rèn)證,滿足美洲市場的要求,當(dāng)然其收費也是非常昂貴的,所以對內(nèi)部人員工廠管理等認(rèn)證成為性價比最好的選擇。既能提高工人的素質(zhì),又能增加整體制造能力。

六、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略和貿(mào)易風(fēng)險控制

1.質(zhì)量第一不是產(chǎn)量第一

目前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)公司中還有一大部分公司的宗旨都停留在產(chǎn)量第一的目標(biāo),其利潤低,質(zhì)量一般,同時海外市場的開拓上我國企業(yè)扎堆,布局單一,內(nèi)部競爭激烈,導(dǎo)致產(chǎn)品價格降低,利潤減少,從而產(chǎn)品質(zhì)量也因為內(nèi)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(chǎn)品類別來看,我們的機電產(chǎn)品都還是普通產(chǎn)品,德國一直靠自己的質(zhì)量和技術(shù)戰(zhàn)略取勝。所以我們鋼結(jié)構(gòu)也應(yīng)該反思其發(fā)展的戰(zhàn)略。不應(yīng)該以產(chǎn)量速度規(guī)模求利潤,而應(yīng)該提高自己的綜合實力以贏得將來的立足,其中第一步質(zhì)量必須達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn),其次就是增加我們的技術(shù)含量贏得市場的份額。

2.質(zhì)量保函及其質(zhì)量問題

對外貿(mào)易合同中銀行的質(zhì)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(zhì)量問題的發(fā)生必須需要提前和客戶進(jìn)行定義,已確定將來的責(zé)任承擔(dān)。國內(nèi)中國銀行的保函認(rèn)可度最高,當(dāng)然四大行都是可以接受的,這需要在簽合同前雙方確認(rèn)保函的格式和內(nèi)容。對于海外工程項目來說,工廠內(nèi)驗收合格才能保證產(chǎn)品最終客戶驗收。所以有任何問題都要在工廠內(nèi)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(yè)和中國企業(yè)的國際風(fēng)險意識。目前據(jù)筆者接觸到的范圍發(fā)現(xiàn)外貿(mào)企業(yè)已經(jīng)了解并根據(jù)需要使用這一銀行業(yè)務(wù)規(guī)避外匯匯率的波動,但是也預(yù)見過某冶金行業(yè)的國企作為出口方竟然和國內(nèi)某一生產(chǎn)企業(yè)簽訂合同并規(guī)定了匯率風(fēng)險共同承擔(dān)的條例。所以國內(nèi)工廠簽訂外貿(mào)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(chǔ)的外匯風(fēng)險知識和銀行業(yè)務(wù)需要了解,并應(yīng)用在日常貿(mào)易業(yè)務(wù)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(shù)和服務(wù)等出口,特別是高科技、附加值大的機電產(chǎn)品等資本性貨物出口,支持中國企業(yè)向海外投資,為企業(yè)開拓海外市場提供收匯風(fēng)險保障,國內(nèi)很多企業(yè),尤其是北方重工業(yè)基地企業(yè)在外貿(mào)業(yè)務(wù)中缺少對國際法律,國外市場的了解,在國際貿(mào)易業(yè)務(wù)中面臨和大的風(fēng)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(yè)且?guī)椭袚?dān)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(yè)會站得更高,走得更遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn):

[1]楊震.試析我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展前景.

[2]鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng). 省略/.

[3]謝付亮.建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)全面進(jìn)入洗牌階段

[4]吳聰穎.淺談國際貿(mào)易摩擦的應(yīng)對策略.

[5]省略.

篇5

1.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算的概述

1.1建筑工程預(yù)算的概述

為了滿足生產(chǎn)、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(jù)擬建建筑工程的設(shè)計圖紙、建筑工程預(yù)算定額、費用定額（即間接費定額）、建筑材料預(yù)算價格以及與其配套使用的有關(guān)規(guī)定等，預(yù)先計算和確定每個新建、擴建、改建和復(fù)建項目所需全部費用的技術(shù)經(jīng)濟文件，則稱為建筑工程預(yù)算。

1.2鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算的要求

在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，預(yù)算人員必須要對工程的成本進(jìn)行分析、計算、核算，及時的做出成本預(yù)警。這就要求預(yù)算員有一個很高的綜合素質(zhì),包括但不限于建筑設(shè)計相關(guān)技術(shù),施工具體實施技術(shù),財務(wù)綜合管理等一系列的核心技術(shù)。

1.3鋼結(jié)構(gòu)工程預(yù)算的注意事項

1.3.1對整個鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn)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(jù)每一個施工現(xiàn)場的實際情況、構(gòu)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(zhǔn)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(jié)算做準(zhǔn)備。

1.3.3充分考慮人材機實際的消耗量和定額之間的聯(lián)系與區(qū)別。

1.4鋼結(jié)構(gòu)常用相關(guān)術(shù)語

1.4.1鋼結(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)。

1.4.2鋼結(jié)構(gòu)的特點：輕質(zhì)高強、塑性、韌性好。各向同性，性能穩(wěn)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(jié)構(gòu)預(yù)算的步驟

首先熟讀圖紙設(shè)計說明，了解針對本工程的相關(guān)加工、施工及涂裝的相關(guān)要求。其次大概看一看本工程有哪些構(gòu)件組成。一般來說，預(yù)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(jù)一定的順序，對每一種鋼構(gòu)件的重量（按照工程量計算規(guī)范計入）和涂裝面積進(jìn)行計算。然后，通過軟件進(jìn)行套價，調(diào)整取費，整理報價。在施工過程中，對變更、簽證（甲方下達(dá)的、材料相關(guān)的）進(jìn)行整理，搜集相關(guān)證據(jù)，準(zhǔn)備結(jié)算資料。

3.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算中易犯的錯誤

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

4.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算中的常用數(shù)據(jù)

4.1主構(gòu)件部分

4.1.1鋼柱、鋼梁

鋼柱、鋼梁預(yù)算時，按照工程量計算規(guī)范規(guī)定的方法進(jìn)行計算。變截面構(gòu)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(gòu)件內(nèi)。

對于多層鋼結(jié)構(gòu)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(shù)，方便栓釘?shù)挠嬎恪?/p>

4.1.2檁條

檁條常規(guī)按圖紙尺寸計算，計算出總米數(shù)和根數(shù)（墻面檁條與屋面檁條分開），方便計算自攻釘?shù)墓こ塘俊?/p>

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(shè)計長度額外加500mm。同時，根據(jù)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(shè)計圖紙（最大尺寸，非軸線尺寸）進(jìn)行計算。需扣除門洞、窗洞、磚墻面積。

4.2次構(gòu)件

4.2.1包邊包角

包邊包角的工程量先計算出每種規(guī)格的總米數(shù)，然后計算平方米。

4.2.2拉條

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

4.2.3隅撐

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

4.2.4系桿

系桿的工程量按設(shè)計圖紙計算出總根數(shù)，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(shè)計圖紙計算出總根數(shù)，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(jié)構(gòu)成本控制的要點

5.1設(shè)計

設(shè)計必須在安全的前提下進(jìn)行，盡可能的考慮建筑的經(jīng)濟性。需要深化設(shè)計與設(shè)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(shè)單位施工招投標(biāo)過程中，要找到一家價格、方案、工期均比較合理的單位進(jìn)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(biāo)。

5.3加工

施工單位要先熟悉圖紙，對加工的難易程度進(jìn)行了解。同時，對原材料進(jìn)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(xiàn)場控制成本的重點。

6.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算定額

6.1鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算定額

鋼結(jié)構(gòu)預(yù)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(shè)產(chǎn)品所需人工、機械、材料消耗的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)。它是根據(jù)發(fā)生在整個施工現(xiàn)場的各項綜合操作過程和各項構(gòu)件的制作過程制定的。預(yù)算定額是一種計價性定額，是確定工程造價的主要依據(jù)。

6.2預(yù)算定額是計算與分析工程造價的重要依據(jù)

為了有效的確定和控制工程承包造價，根據(jù)我國現(xiàn)行的工程定額預(yù)算制度的規(guī)定，每一個工程均應(yīng)根據(jù)其不同的工程特點并根據(jù)相應(yīng)的預(yù)算定額單獨進(jìn)行造價核算。從造價核算的程序來說，施工圖預(yù)算價、合同的承包價、施工結(jié)算價、竣工結(jié)算價與決算價，都離不開預(yù)算定額。

6.3預(yù)算定額是進(jìn)行決策的重要依據(jù)

預(yù)算定額是建設(shè)工程投資決策過程中的重要依據(jù)。估算所需要的投資額、預(yù)測現(xiàn)金流出流入及現(xiàn)金量都離不開預(yù)算定額。預(yù)算定額還能有效的提高項目決策的科學(xué)性、優(yōu)化投資行為。投標(biāo)過程中，可以利用預(yù)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(biāo)決策。通過定額還能反映出方案技術(shù)經(jīng)濟水平，促進(jìn)施工單位的技術(shù)進(jìn)步。預(yù)算定額，體現(xiàn)了各類工程、各道工序的工作數(shù)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(zhì)保量的完成施工任務(wù)做出了保障。

6.4預(yù)算定額可以有效的協(xié)助政府對建設(shè)工程進(jìn)行宏觀調(diào)控

政府對工程建設(shè)進(jìn)行宏觀調(diào)控，對資源配置進(jìn)行預(yù)測和平衡的重要依據(jù)市場經(jīng)濟并不排斥宏觀調(diào)控，即使在發(fā)達(dá)國家，政府也力圖對國民經(jīng)濟采取各種形式的國家干預(yù)和調(diào)控。在社會主義市場經(jīng)濟條件下，更需要政府運用預(yù)算定額等手段，較為準(zhǔn)確地計算工程建設(shè)人力、物力、財力的需要量，以恰當(dāng)?shù)乜刂仆顿Y規(guī)模，正確地確定經(jīng)濟發(fā)展速度和比例關(guān)系，以保證國民經(jīng)濟重大比例關(guān)系比較適當(dāng)，協(xié)調(diào)發(fā)展。

結(jié)束語:

在我們國家，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛，這也主要是因為鋼結(jié)構(gòu)的施工簡單、便捷。作為鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算的專業(yè)人才，就應(yīng)該通過合理、科學(xué)的計算方法進(jìn)行工程量、工程價款的計算。通過本文對鋼結(jié)構(gòu)預(yù)算過程進(jìn)行了相應(yīng)的總結(jié)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(jìn)行計算之前，要熟讀合同、相關(guān)規(guī)范。也只有這樣，才能切實的促進(jìn)預(yù)算理論及基礎(chǔ)的提高，動手能力的增強。希望在未來，我國的鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)能夠更好的發(fā)展！

參考文獻(xiàn):

[1]崔奉偉.鋼結(jié)構(gòu)工程預(yù)決算快學(xué)快用.中國建材工業(yè)出版社

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[3]劉啟利.建筑工程定額與預(yù)算.華中科技大學(xué)出版社

篇6

近年來，由于鋼結(jié)構(gòu)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(yōu)點，建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國現(xiàn)代化建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展，高層鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化和商品化程度在不斷地提高，能夠把設(shè)計、生產(chǎn)、施工和安裝整合為一體，進(jìn)而使住宅產(chǎn)業(yè)化水平得以提高。

一、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材（鋼板和型鋼）為主制作的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比，它性能穩(wěn)定、質(zhì)量輕強度高、抗震性能好，施工時可以在廠房進(jìn)行加工再到現(xiàn)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(jìn)度縮短工期。具體來說，鋼結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點：

1、鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(jié)構(gòu)特別適宜于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。由于質(zhì)量輕，鋼結(jié)構(gòu)也便于運輸和吊裝，且可減輕下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的負(fù)擔(dān)，降低造價。

2、鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻

鋼材由現(xiàn)代化工廠冶煉和軋制，其內(nèi)部組織均勻，非常接近于各項性體。且在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)，屬于理想彈性工作，符合工程力學(xué)所采用的基本假定。因此可根據(jù)力學(xué)理論對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，且計算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

3、鋼結(jié)構(gòu)的塑性、韌性好

鋼材具有良好的塑性，鋼結(jié)構(gòu)在一般情況下，不會發(fā)生突發(fā)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(jié)構(gòu)的安全應(yīng)用提供了可靠保證。

4、鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工周期短

鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠做成構(gòu)件，精確度較高。 構(gòu)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(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)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(jié)構(gòu)的實際需要， 這就導(dǎo)致占用了建筑的可用空間； 而如果不占用空間， 實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的合理有序規(guī)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(jié)構(gòu)由于其本身的強度較結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定， 能夠在施工的過程中實現(xiàn)施工空間的合理布局， 解決了這一重要問題， 從而實現(xiàn)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(xiàn)的。

6、鋼結(jié)構(gòu)的密閉性好

焊接的鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程設(shè)計原則

穩(wěn)定性是鋼結(jié)構(gòu)的一個突出問題 在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會遇到穩(wěn)定問題 對于這個問題處理不好，將會造成不應(yīng)有的損失。鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該遵循以下三個基本原則：

1、安全性原則

鋼結(jié)構(gòu)的安全問題既結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題是實際工程設(shè)計中必須注意的問題，只有保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定才能實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠，才能更好地保證鋼結(jié)構(gòu)不會喪失其使用功能。

結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求，目前，結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計的，如桁架和框架都是如此，保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決，亦即設(shè)計必要的支撐構(gòu)件 。這就是說，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致 ，就1988年加拿大一停車場的屋蓋結(jié)構(gòu)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(shè)置適當(dāng)?shù)闹味斐善矫媸Х€(wěn)。

2、鋼結(jié)構(gòu)體系的“適用”原則

鋼結(jié)構(gòu)體系的“適用”原則是針對鋼結(jié)構(gòu)體系的功能要求而言的，鋼結(jié)構(gòu)體系適用性與建筑物的使用功能有密切聯(lián)系。為此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須把握以下方面：對建筑物的功能、特點和所處的環(huán)境條件有充分的了解，如建筑物是民用建筑還是工業(yè)建筑，民用建筑是用于展覽館還是體育館等，工業(yè)建筑是鋼結(jié)構(gòu)倉庫還是鋼結(jié)構(gòu)廠房，鋼結(jié)構(gòu)廠房的生產(chǎn)工藝對建筑結(jié)構(gòu)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(huán)境狀況和氣象條件應(yīng)有足夠的了解；建筑物內(nèi)是否有特殊設(shè)備或特殊載荷作用，及吊車的設(shè)置情況如何等。

3、鋼結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟性原則

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計服務(wù)于鋼結(jié)構(gòu)的施工與使用，鋼結(jié)構(gòu)工程使用目的是為了創(chuàng)造效益。公共建筑偏重于社會效益，工業(yè)建筑則偏重于經(jīng)濟效益。因此，“鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性”是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的另一個重要方面。 “鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性”原則應(yīng)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(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計以耗鋼量為標(biāo)準(zhǔn)，即耗鋼量低就是先進(jìn)的設(shè)計、是好的結(jié)構(gòu)體系或形式。在鋼材匱乏的年代，節(jié)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(biāo)準(zhǔn)是不完全的，也不盡合理。對門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，全面評價結(jié)構(gòu)體系的合理性應(yīng)綜合考慮用鋼量、加工制作費、安裝費、施工周期及基礎(chǔ)費用等。

三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

1、選擇合適的基礎(chǔ)類型。鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要首先考慮的應(yīng)該是安全因素。而安全最起點的因素就是基礎(chǔ)類型的選擇。地基基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)，再先進(jìn)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(jié)構(gòu)設(shè)計方案在高層建筑工程鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中顯得尤為重要。一般高層建筑基礎(chǔ)類型的選擇較復(fù)雜，甚至比上部結(jié)構(gòu)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(chǔ)類型應(yīng)根據(jù)地基的性質(zhì)、載荷特性、結(jié)構(gòu)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(shè)置地下室，而地基的合理選型，也會對地下室設(shè)計的實用性、經(jīng)濟性等產(chǎn)生影響。因此在高層建筑的基礎(chǔ)選型過程中，應(yīng)制定多個方案以便選擇最經(jīng)濟、安全的類型。

2、選取合理結(jié)構(gòu)形式。目前，我國高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計大幅落后于理論的發(fā)展。雖然現(xiàn)在計算機技術(shù)能夠幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計人員進(jìn)行一些常規(guī)的計算，大大增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和精確度，但是，由于建筑工程結(jié)構(gòu)面臨的約束條件很多，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化依然很難。很多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員認(rèn)為設(shè)計只要符合建筑規(guī)范，計算精確即可，但在現(xiàn)實中，設(shè)計方案卻經(jīng)常因工程施工的具體情況而做出調(diào)整和改動。目前，現(xiàn)有的兩種結(jié)構(gòu)形式各有利弊，在選用中必須考慮建筑所處的具體地理環(huán)境，同時也要兼顧建筑的用途。

目前來看，我國的鋼結(jié)構(gòu)制造能力處于提升過程中，雖然鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在西方已經(jīng)比較成熟，但是也不能迷信，尤其是在防火上，采用鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑必須充分考慮到火災(zāi)的影響。應(yīng)該妥善的對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等形式加以有機結(jié)合，確定最優(yōu)的解決方案。

3、注重構(gòu)件設(shè)計

構(gòu)件設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計主體時常把材料限定在一種材質(zhì)上，但是如果出于經(jīng)濟情況上的考量，也有很多施工單位將不同材質(zhì)鋼構(gòu)件強強組合的用于施工，強度上的要求以Q345為主，穩(wěn)定性的要求上以Q235為主。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)軟件, 都提供截面驗算的后處理功能。由于程序技術(shù)的進(jìn)步，一些軟件可以對整個結(jié)構(gòu)進(jìn)行截面優(yōu)化，我們僅做的就是對優(yōu)化后的截面稍加調(diào)整并進(jìn)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(yōu)化設(shè)計功能之一。它減少了結(jié)構(gòu)師的很多工作量。但要注意，利用結(jié)構(gòu)軟件設(shè)計一定要注意模型的建立和參數(shù)定義，尤其是柱及梁的平面內(nèi)、外計算長度。

隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展和高層建筑的增多，我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展也開始迅速起來，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已經(jīng)開始作為重點推廣項目。所以，我們必須深刻的認(rèn)識到，無論技術(shù)多成熟，對建筑設(shè)計質(zhì)量的要求不能放松。設(shè)計時要注重外表的獨特性與建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性相一致，以保證人們的居住安全，促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)良好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王月紅、關(guān)杰：高層建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合分析，《山西建

筑》，2012年11月.

篇7

一、引言

鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中較普遍的結(jié)構(gòu)形式之一，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和建筑技術(shù)的日新月異，鋼結(jié)構(gòu)這種建筑結(jié)構(gòu)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(yīng)用于超高層建筑、體育館和大型廠房等建筑中，中國鋼結(jié)構(gòu)代表性建筑有國家體育館、水立方、國家大劇院、上海環(huán)球金融中心、南京長江大橋等。但是鋼結(jié)構(gòu)耐火性差，鋼結(jié)構(gòu)在耐火方面有兩個致命的缺點，一是鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)很大，火災(zāi)下無防火保護(hù)的鋼構(gòu)件的溫度隨著環(huán)境溫度的上升在15min內(nèi)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(zāi)中鋼結(jié)構(gòu)極易受到破壞或倒塌。

二、鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)危害

鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)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(jié)構(gòu)冷庫發(fā)生火災(zāi),造成3600m2的庫房倒塌；1996江蘇省昆山市的一輕鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生火災(zāi) , 4320m2的廠房燒塌；1998年北京某家具城發(fā)生火災(zāi), 造成該建筑 (鋼結(jié)構(gòu))整體倒塌；2001年美國“9.11”事件中紐約世貿(mào)大廈的倒塌,普遍認(rèn)為飛機撞擊后引起的火災(zāi)是主要原因；而同年臺灣一幢26層的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi),造成了梁、梁柱連接及樓板的嚴(yán)重破壞[1]；2003年上海某鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生火災(zāi),造成整體結(jié)構(gòu)倒塌。鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)給人類的生命、財產(chǎn)安全造成了重大損失，因此，鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計至關(guān)重要

三、鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計目的

鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計,一般期望達(dá)到如目的:

(l) 減輕結(jié)構(gòu)構(gòu)件在火災(zāi)中的破壞,避免構(gòu)件在火災(zāi)中局部倒塌造成滅火及人員疏散困難；

(2) 避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體倒塌造成人員傷亡；

(3) 減少火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費用 , 縮短災(zāi)后結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)周期 ,減少間接經(jīng)濟損失；

四、鋼結(jié)構(gòu)抗火的計算模型

結(jié)構(gòu)分析模型可采用構(gòu)件模型、子結(jié)構(gòu)模型和整體結(jié)構(gòu)模型。構(gòu)件模型相對簡單，但難以準(zhǔn)確模擬邊界約束條件。而子結(jié)構(gòu)模型可以解決這一問題，但計算要比構(gòu)件模型復(fù)雜。整體結(jié)構(gòu)模型可以準(zhǔn)確反映火災(zāi)下鋼框架整體的行為，但計算工作量最為復(fù)雜。構(gòu)件模型和子結(jié)構(gòu)模型可用于火災(zāi)下構(gòu)件層次的結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)分析，整體結(jié)構(gòu)模型主要應(yīng)用于火災(zāi)下整體結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)承載力極限狀態(tài)分析。

五、鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計要求

鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計中，無論是構(gòu)件層次還是整體結(jié)構(gòu)層次，均需滿足下列要求：

1.在各種荷載效應(yīng)組合下，鋼結(jié)構(gòu)耐火時間應(yīng)不小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限；

2.在規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限內(nèi)，鋼結(jié)構(gòu)的抗力應(yīng)不小于荷載組合效應(yīng)。

上述兩個要求是等效的，滿足其一即可,可統(tǒng)一表示為：

結(jié)構(gòu)抗火能力≥結(jié)構(gòu)抗火需求

六、鋼梁抗火設(shè)計方法

1.傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法

這種方法是基于試驗的構(gòu)件抗火設(shè)計方法，該方法以試驗為依據(jù)，對構(gòu)件在一定荷載分布與標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下進(jìn)行耐火試驗，從而確定采取不同的防火保護(hù)措施后構(gòu)件的耐火時間。通過進(jìn)行一系列的耐火試驗，可確定各種防火措施下構(gòu)件的耐火時間。進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計時，可根據(jù)不同構(gòu)件的耐火時間要求，直接選取相應(yīng)的防火保護(hù)措施。這種方法簡單、直觀，我國現(xiàn)行GBJ 16-87 《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[2]中關(guān)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(gòu)件的端部約束難以實現(xiàn)。鋼梁在整體結(jié)構(gòu)中受到相鄰構(gòu)件（柱子）對其的約束構(gòu)件端部約束狀態(tài)不同，構(gòu)件的承載力以及火災(zāi)升溫所產(chǎn)生的構(gòu)件溫度內(nèi)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(jié)構(gòu)中構(gòu)件的端部約束千變?nèi)f化，試驗很難全面準(zhǔn)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(gòu)件耐火時間的影響很大，實際構(gòu)件受力各不相同 , 試驗難以概全。

（3）結(jié)構(gòu)的耐火時間基于ISO834升溫曲線確定,而現(xiàn)有的研究表明真實火災(zāi)與火荷載密度、通風(fēng)條件、建筑形式等因素密切相關(guān), ISO834曲線并不能反應(yīng)火災(zāi)的真實情況。而火災(zāi)升溫曲線對結(jié)構(gòu)耐火時間有很大影響。

（4）構(gòu)件受火后在結(jié)構(gòu)中會產(chǎn)生溫度應(yīng)力 , 而這一影響在構(gòu)件試驗中也難以準(zhǔn)確反映。

鑒于試驗的上述缺陷, 結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法已開始從基于試驗的傳統(tǒng)方法, 轉(zhuǎn)為基于計算的現(xiàn)代方法, 特別是英國、瑞典、美國、日本等從20世紀(jì)70年代就大規(guī)模地開展了考慮上述諸因素的結(jié)構(gòu)抗火計算與設(shè)計方法的研究。

2.現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法

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

（1） 進(jìn)行結(jié)構(gòu)在外荷載下的分析,確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力 ；

（2）計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力 ；

（3）判別構(gòu)件承載力是否大于構(gòu)件內(nèi)力。如果是, 則結(jié)構(gòu)安全,如果否,則結(jié)構(gòu)不安全。

3.性能化結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法[4]

這種方法對結(jié)構(gòu)抗火需求進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)對象，直接以人員安全和火災(zāi)經(jīng)濟損失最小為目標(biāo)，確定結(jié)構(gòu)抗火需求；另考慮實際火災(zāi)升溫及結(jié)構(gòu)整體性能對結(jié)構(gòu)抗火能力的影響。由于性能化方法以結(jié)構(gòu)抗火需求為目標(biāo)，最大程度地模擬結(jié)構(gòu)的實際抗火能力，因此是一種先進(jìn)的抗火設(shè)計方法。但是要使鋼結(jié)構(gòu)性能化抗火設(shè)計方法得以具體實施,除需解決有理論問題外,業(yè)主、設(shè)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(jié)

本文分析了鋼梁抗火設(shè)計的目的、要求和方法，指出了傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法的優(yōu)缺點，隨著結(jié)構(gòu)抗火理論研究的深人和結(jié)構(gòu)抗火計算理論的完善,依據(jù)計算就能實現(xiàn)的基于結(jié)構(gòu)高溫承載極限狀態(tài)的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法必將得到推廣應(yīng)用。2000年頒布的上海市標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)抗火技術(shù)規(guī)程》中，首次采用了基于計算的方法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計。目前，國內(nèi)外已將性能化方法引入建筑消防安全設(shè)計，性能化抗火設(shè)計設(shè)計方法將會是今后鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 李國強．現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計方法．消防科學(xué)與技術(shù)[J]，2002年第1期．

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1、防火涂料法：采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)構(gòu)件，這種方法具有防火隔熱性能好、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點，一般不需要添加輔助設(shè)施，且涂層質(zhì)量輕，還有一定的美觀裝飾作用，屬于現(xiàn)代的先進(jìn)防火技術(shù)措施。防火涂料法就是在鋼結(jié)構(gòu)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(jù)基材涂層正常使用條件及火災(zāi)環(huán)境條件等，正確選擇防火涂料的品種。目前，我國鋼結(jié)構(gòu)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(zāi)時能吸熱膨脹發(fā)泡，形成泡沫狀炭化隔熱層，從而阻止熱量向鋼結(jié)構(gòu)傳遞，延緩鋼結(jié)構(gòu)升溫，起到防火保護(hù)作用。其主要優(yōu)點是涂層薄，鋼結(jié)構(gòu)負(fù)荷輕，裝飾性較好。厚型涂層厚度為8.50毫米，涂層受熱不發(fā)泡，依靠其較低的導(dǎo)熱率來延緩鋼結(jié)構(gòu)升溫，起到防火保護(hù)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(chǎn)品均應(yīng)通過國家檢測機構(gòu)檢測合格后方可選用。

2、發(fā)泡防火漆法：防火漆是由成膜劑、阻燃劑、發(fā)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(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成型，也可以采用噴涂法。現(xiàn)澆成型的實體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)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(xiàn)場對鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)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(yù)制板，并同時采用膠黏劑、釘子、螺栓在鋼結(jié)構(gòu)上加以固定。這種方法保護(hù)層強度高、耐沖擊，需支模、澆注、養(yǎng)護(hù)等，施工周期長，且增加構(gòu)件的重量較多，成本增加大。

4、充水(水套) 法：空心型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護(hù)措施，這種方法能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持較低的溫度，水在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)，吸收材料本身所受的熱量，受熱的水經(jīng)冷卻后可以進(jìn)行再循環(huán)，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(hù)中。這種方法造價低，對空心鋼構(gòu)件的防滲漏、防腐蝕要求高，只適用于空心鋼構(gòu)件的保護(hù)。

5、屏蔽法：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)?gòu)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(dá)到防火的目的。這是一種最為經(jīng)濟的防火方法。

二、建立防火分區(qū)

防火分區(qū)在門、廳、樓梯等處采取一些技術(shù)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(nèi)設(shè)有自動噴水滅火設(shè)備，每層最大允許防火分區(qū)面積還可以增加l倍。

1、自動噴水滅火與防火分區(qū)

既然《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)規(guī)定，設(shè)自動噴水滅火裝置的建筑，每層最大防火分區(qū)面積允許增加1倍。

2、防火帶與防火分區(qū)

建筑內(nèi)由于某種生產(chǎn)工藝邊連續(xù)性的要求，無法設(shè)防火墻，可改設(shè)防火帶。在有可燃構(gòu)件的建筑中劃出一段區(qū)域，將這個區(qū)域內(nèi)的構(gòu)件全部改用不燃性材料，并采取措施陰擋防火帶一側(cè)的煙火不會流竄至另一側(cè)，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(jié)構(gòu)應(yīng)用不燃性材料，其寬度不應(yīng)小于6m，并高出相鄰屋脊0．7m。2)防火帶最好設(shè)在建筑內(nèi)的通道部位，以得火災(zāi)時的安全疏散和撲救工作。3)防火帶內(nèi)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(nèi)無可燃物。并且在設(shè)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(qū)

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(yīng)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(chǎn)時，就好象它不存在，一旦有火災(zāi)需要防火分隔時，它可以立即實現(xiàn)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(nèi)發(fā)生火災(zāi)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(chǎn)設(shè)備造成破壞，由此造成的損失比局部火災(zāi)的損失更大。因此需嚴(yán)格控制水幕的啟動時機，防止誤動，所以設(shè)計時采用人工手動啟動更合適。3)有效維護(hù)麻煩，無法試水檢驗水幕系統(tǒng)的可靠性。

三、總結(jié)

綜上所述，耐火保護(hù)和防火分區(qū)是輕鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)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(yīng)該貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的方針，讓火災(zāi)消滅在初期階段。我們?nèi)孕柙谠O(shè)計中不斷探索，以便找出更好的方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范.公安部四川消防科學(xué)研究所.

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鋼結(jié)構(gòu)以其強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、工業(yè)化程度高、便于加固、有利于環(huán)保等一系列優(yōu)點，在建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用，特別是近年來我國引進(jìn)的數(shù)條熱軋H型鋼生產(chǎn)線為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，在這種大背景和形勢下，高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)的開發(fā)推廣就勢在必行。由于鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻，符合力學(xué)假定，與其他結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的理論計算結(jié)果與試驗結(jié)果相差很小，也是鋼結(jié)構(gòu)的特色之一。但是，由于鋼結(jié)構(gòu)與在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有截面輪廓尺寸小、構(gòu)件細(xì)長和板件柔弱的特點。因此，鋼結(jié)構(gòu)分析理論尤其是穩(wěn)定性理論的發(fā)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(jié)構(gòu)框架的優(yōu)點

鋼材是一種很適宜建造抗震結(jié)構(gòu)的材料，原目在于鋼材具有輕質(zhì)高強的特性，可減輕結(jié)構(gòu)的自重。從而減輕結(jié)構(gòu)所受的地震作用。鋼材材質(zhì)均勻，強度易于保證，因此結(jié)構(gòu)的可靠性大。它的延性好，使結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的安全性。鋼結(jié)構(gòu)有如下特點：

1、密封性能好

由于焊接結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)都采用鋼結(jié)構(gòu)。

2、具有一定的耐高溫性

溫度在250度內(nèi)，鋼的性質(zhì)變化很小，溫度達(dá)到300度以上，強度逐漸下降，達(dá)到450度～650度時，強度降為零。因此，鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)必須月耐火材料予以維護(hù)。

3、鋼結(jié)構(gòu)的彈、塑性好，抗震能力強

在承載力相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)相比，構(gòu)件較小，重量教輕、便于運輸和安裝。與鋼材料的勻質(zhì)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(shù)。屈強比越低，鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)具有良好的彈、塑性和抗沖擊能力，在一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)對動荷載的適應(yīng)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(jié)構(gòu)的抗震是非常有利的。

4、施工周期短，裝配化程度高

二、鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的主要應(yīng)用

1、重型工業(yè)廠房。

例如大型冶金企業(yè)、火力發(fā)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(nèi)設(shè)有工作繁忙和起重量大的起重運輸設(shè)備和有強大振動的生產(chǎn)設(shè)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(jié)構(gòu)。

2、高層房屋鋼結(jié)構(gòu)

房屋高度愈大，所受側(cè)向水平荷載如風(fēng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。

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

4、高聳結(jié)構(gòu)。

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

此外，需要使用鋼結(jié)構(gòu)的還有很多，如電力工業(yè)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(jié)構(gòu)在建筑業(yè)和其他各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。

二、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定研究

1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本概念

工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載和其它作用的影響下處于某種平衡狀態(tài)，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(tài)；樓蓋結(jié)構(gòu)中柱子處于壓彎平衡狀態(tài)等等。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于平衡形式的不穩(wěn)定，從初始平衡位置轉(zhuǎn)變到另一個平衡位置，稱為屈曲，或稱為失穩(wěn)。穩(wěn)定分析是研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定的問題。處于平衡位置的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，在任意微小外界擾動下，將偏離其平衡位置，當(dāng)外界擾動除去后，仍能自動回復(fù)到初始平衡位

置時，則初始平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。如果不能回復(fù)到初始平衡位置，則初始平衡狀態(tài)是不穩(wěn)定的。

2、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)判定

（1）判斷平衡穩(wěn)定性的最根本準(zhǔn)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(wěn)定性判斷準(zhǔn)則。在三種情況下，小球雖然都處于平衡狀態(tài)，但是它們所對應(yīng)的平衡特征卻是不相同的，由此引出的判斷平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定的最根本準(zhǔn)則為：

假設(shè)對處于平衡狀態(tài)的體系施加一微小干擾，當(dāng)干擾撤去后，如體系能恢復(fù)到原來的平衡位置，則該平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的；反之，若體系偏離原來的平衡位置越來越遠(yuǎn)，則該平衡位置是不穩(wěn)定的；如體系停留在新的位置不動，則該平衡狀態(tài)是隨遇的。

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

（2）靜力準(zhǔn)則

又稱平衡法，是求解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定極限荷載的最基本的方法。對于有平衡分岔點的彈性穩(wěn)定問題，在分岔點存在著兩個極為鄰近的平衡狀態(tài)，一個是原結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)，一個是已經(jīng)有微小變形的結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)。平衡法是根據(jù)已產(chǎn)生了微小變形后結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的分岔屈曲荷載。平衡法只能求解屈曲荷載，不能判斷結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性。

3動力準(zhǔn)則

動力法屬于結(jié)構(gòu)動力穩(wěn)定問題。處于平衡狀態(tài)的結(jié)構(gòu)體系，如果施加微小干擾使其發(fā)生振動，這時結(jié)構(gòu)的變形和振動加速度都和已經(jīng)作用在結(jié)構(gòu)上的荷載有關(guān)。當(dāng)荷載小于穩(wěn)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(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的；當(dāng)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(fā)散的，因此結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)是不穩(wěn)定的；臨界狀態(tài)的荷載即為結(jié)構(gòu)的屈鹽荷載，可由結(jié)構(gòu)振動頻率為零的條件解得。

三、設(shè)計時常用的鋼結(jié)構(gòu)的加固方法

1．減輕荷載：改用輕質(zhì)材料或其它減少荷載的方法。如工業(yè)廠房的屋架可在下弦增設(shè)臨時支柱，或組成撐桿式結(jié)構(gòu)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(shè)置臨時支柱卸去屋架和吊車梁的荷載；平臺結(jié)構(gòu)因其高度不高，一般采用臨時支柱進(jìn)行卸荷。

2．改變結(jié)構(gòu)的靜力計算圖形：采取措施使結(jié)構(gòu)發(fā)生符合設(shè)計意圖的內(nèi)力重分布，以調(diào)整原有結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力，改善被加固構(gòu)件的受力情況。如增加支撐或輔助構(gòu)件以增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度，使結(jié)構(gòu)可以按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算，挖掘結(jié)構(gòu)潛力，也可以改善結(jié)構(gòu)的抗振性能；變更荷載的分布情況，或變更構(gòu)件的支座情況，或施加預(yù)應(yīng)力等來改變構(gòu)件的彎矩圖形；增設(shè)撐桿、加設(shè)拉桿或?qū)㈧o定結(jié)構(gòu)變?yōu)槌o定結(jié)構(gòu)來改變精架的內(nèi)力；將被加固構(gòu)件與其它結(jié)構(gòu)共同工作形成混合結(jié)構(gòu)，以改善受力情況。

3．原結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面和連接進(jìn)行補強。此方法在鋼結(jié)構(gòu)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(fù)荷狀態(tài)下加固，這對廠房內(nèi)的生產(chǎn)影響較小。采用此方法時，應(yīng)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(yīng)原有構(gòu)件的幾何尺寸或己發(fā)生的變形清況，以利于施工；

(3)應(yīng)盡量減少加固施工的工作量；

(4)盡可能使補強構(gòu)件的重心位置不變，減少偏心所產(chǎn)生的彎矩；

(5)當(dāng)采用焊接補強時，應(yīng)采用合理的焊接順序，減小焊接變形和焊接應(yīng)力；

(6)補強后構(gòu)件應(yīng)便于維護(hù)和油漆。

結(jié)束語：鋼結(jié)構(gòu)在抗震方面的優(yōu)點使得它在建筑方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題鋼結(jié)構(gòu)的加固問題一直以來都是被廣為關(guān)注的熱點。所以，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要掌

握地域、場地特性，考慮結(jié)構(gòu)特征、用途和坍塌時的危害性，在最新資料的基礎(chǔ)上，重新認(rèn)識既定的一些數(shù)值、公式、方法的適用性。同時，抗震設(shè)計應(yīng)在執(zhí)行規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，盡量全面地考慮結(jié)構(gòu)各種地震受力工況，根據(jù)力學(xué)原理簡化、評估其力學(xué)行為。

參考文獻(xiàn)：

車俊斌，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑加強抗震,積極推動我國村鎮(zhèn)建筑現(xiàn)代化——對四川汶川大地震災(zāi)后建筑重建的建議【J】-中國工程咨詢2008(7)

篇10

提起鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)方面看，現(xiàn)在市場充分供應(yīng)的Q235及Q345號鋼的各類鋼材，可以保證建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本需求。鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。它的基本特點是強度高、重量輕、剛度大、質(zhì)地均勻和各向同性好。

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

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種鋼號

1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼執(zhí)行《碳素結(jié)構(gòu)鋼》—GB/T700-2006標(biāo)準(zhǔn)。因價格便宜，產(chǎn)量較大，大量用于金屬結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)主要用Q235號鋼。Q215和Q255也可作結(jié)構(gòu)用，但是產(chǎn)量和用量相對較少。 使用該標(biāo)準(zhǔn)鋼號要注意以下幾點: (1)該標(biāo)準(zhǔn)鋼號主要用作工程用和一般結(jié)構(gòu)用鋼。 (2)該標(biāo)準(zhǔn)鋼在在使用品種方面主要有鋼、鋼帶和型鋼。 (3)該標(biāo)準(zhǔn)鋼號可用作焊接和栓接結(jié)構(gòu)用鋼。但焊接承重鋼結(jié)構(gòu)不宜選用Q235-A級鋼。 (4)該標(biāo)準(zhǔn)鋼號一般在熱軋狀態(tài)下交貨和使用。

2.耐候鋼 耐候鋼執(zhí)行《焊接結(jié)構(gòu)用用耐候鋼》GB/T4172-2000和《高耐候結(jié)構(gòu)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(hù)層，以提高鋼材耐大氣腐蝕性能。這類鋼又分為高耐候結(jié)構(gòu)鋼和焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼兩類。耐候鋼分為Q295 GNH、Q295GNHL、Q345GNH、Q345GNHL、Q390GNH五種牌號。焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼分為Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH四個牌號。

3.低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼執(zhí)行《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》—GB/T1591-2008標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、穩(wěn)定三個主要控制指標(biāo)都能有充分發(fā)揮，尤其在大跨度或重負(fù)荷結(jié)構(gòu)中優(yōu)點更為突出，一般可比碳素結(jié)構(gòu)剛節(jié)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(jié)構(gòu)中Q345最為常用。

4.建筑結(jié)構(gòu)用鋼板

執(zhí)行《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879-2005標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)為原冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑用鋼板》（YB4104-2000）修訂升級后的國標(biāo)。有Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ牌號。其綜合性能優(yōu)于普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼，對鋼材的質(zhì)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(wěn)也不至于發(fā)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(dāng)建筑物受到地震時，就會發(fā)生塑性鉸轉(zhuǎn)移，不能按設(shè)計目標(biāo)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(jié)構(gòu)在梁柱連接和箱型柱角部焊縫等處，由于局部構(gòu)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(guī)定焊接碳當(dāng)量和焊接裂紋敏感指數(shù)。

5）降低了有害元素硫、磷含量。

5.橋梁用結(jié)構(gòu)鋼

執(zhí)行《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》GB/T714-2008標(biāo)準(zhǔn)。對應(yīng)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(xué)成分要求更嚴(yán)格，硫、磷有害元素較低合金結(jié)構(gòu)鋼低。碳當(dāng)量較低合金結(jié)構(gòu)鋼低。冶煉方法要求進(jìn)行爐外精煉。二、建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼品種、規(guī)格 1.結(jié)構(gòu)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(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)中。熱軋H型鋼分為寬翼緣、中翼緣和窄翼緣三種規(guī)格。

3.普通型材(工字鋼、槽鋼、角鋼)。工字鋼、槽鋼、角鋼是鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)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(shù)來表示，其長度通常為5~19 m。角鋼是傳統(tǒng)的格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中應(yīng)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(xù)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(chǎn)工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已能生產(chǎn)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(jié)構(gòu)使用鋼板厚度的增加，對鋼材材性提出了新的內(nèi)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(jié)構(gòu)用鋼和橋梁鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)用鋼管。結(jié)構(gòu)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(jù)管徑大小，又分為直縫焊和螺旋焊兩種。結(jié)構(gòu)用無縫鋼管分熱軋和冷拔兩種。

7.其他建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材制品還有花紋鋼板、鋼格柵板和網(wǎng)架球節(jié)點等。

花紋鋼板是用碳素結(jié)構(gòu)鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼、高耐候性結(jié)構(gòu)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(fù)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(wǎng)架球節(jié)點分螺栓球節(jié)點和焊接球節(jié)點兩大類。三、鋼材選用1.鋼材的牌號一般應(yīng)在設(shè)計規(guī)范推薦的，不同強度級別的碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235和低合金高強度鋼Q345鋼中選用，當(dāng)有合理依據(jù)時，亦可選用強度更高的低合金高強度鋼Q390鋼或Q420鋼。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017-2003中3.3.1規(guī)定,承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質(zhì)量應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591的規(guī)定。當(dāng)采用其他牌號的鋼材時,尚應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。

《高層建筑民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98規(guī)定，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材，宜采用Q235等級B、C、D的碳素結(jié)構(gòu)鋼，以及Q345等級B、C、D、E的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合我國現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB/T700）《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591，當(dāng)有可靠依據(jù)時可采用其他牌號的鋼材。

《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102規(guī)定：

1用于承重的冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼和鋼板，應(yīng)采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定的Q235鋼和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591規(guī)定的Q345鋼。

2門式剛架、吊車梁和焊接的檁條、墻梁等構(gòu)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(gòu)件可采用Q235A鋼。當(dāng)有根據(jù)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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018規(guī)定：用于承重結(jié)構(gòu)的冷彎薄壁型鋼的帶鋼或鋼板應(yīng)采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定的Q235鋼和《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591規(guī)定的Q345鋼。當(dāng)有可靠依據(jù)時可采用其他牌號的鋼材，但應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用鋼材的性能與質(zhì)量要求應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)）、環(huán)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(jié)構(gòu)不應(yīng)采用Q235-A鋼。

4.有抗震設(shè)防計算的承重鋼結(jié)構(gòu)，其鋼材材性應(yīng)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(yīng)小于1.2；

2）鋼材應(yīng)有明顯的屈服臺階，且延伸率（δ5）應(yīng)大于20%；

3）具有良好的可焊性及合格的沖擊韌性。

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

6.重要承重鋼結(jié)構(gòu)（高層或多層鋼結(jié)構(gòu)框架等）的焊接節(jié)點，當(dāng)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(gòu)件的鋼材應(yīng)按《厚度方向性能鋼板》GB5313的規(guī)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(jié)構(gòu)或大跨度鋼結(jié)構(gòu)等的主要承重焊接構(gòu)件，其板材應(yīng)選用符合《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T19879-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Q235GJZ鋼或Q345GJZ鋼，當(dāng)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(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)中保證方向性能的Q235GJZ鋼或Q345GJZ鋼。

8.在室外侵蝕性環(huán)境中的承重鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可選用《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》GB4172要求的耐候鋼。承重鋼結(jié)構(gòu)選用耐候鋼時，其表面仍應(yīng)進(jìn)行除銹與涂裝處理。

上述都是建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要用鋼。以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，因此鋼結(jié)構(gòu)特別適于建造跨度大和高度高、荷載大的結(jié)構(gòu)也最適用于可移動，有拆裝要求的結(jié)構(gòu)；材料塑性和韌性好，在超載情況下不會發(fā)生斷裂，承受較大變形，能很好地承受動力荷載；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學(xué)的基本假定；工業(yè)化生產(chǎn)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(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、高聳電視塔和桅桿結(jié)構(gòu)、橋梁和庫等大跨結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑等。鋼結(jié)構(gòu)今后應(yīng)研究高強度鋼材，大大提高其屈服點強度；由于鋼結(jié)構(gòu)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(xiàn):

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[3]《碳素結(jié)構(gòu)鋼》—GB/T700-2006

[4]《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》—GB/T 19879-2005

[5]《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》—GB/T714-2008

[6] 《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002

[7] 《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018—2002

篇11

鋼作為建筑材料有很多優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)中使用的鋼材成為低碳鋼。與鑄鐵相比，它更有彈性。除非達(dá)到彈性極限，一旦巴赫在曲調(diào)，它就會恢復(fù)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(fù)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(yōu)于以前其他結(jié)構(gòu)金屬以及砌磚工程、磚石結(jié)構(gòu)、混凝土或木材等建筑材料的優(yōu)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(jié)構(gòu)的負(fù)荷都是通過支柱傳送到地基上。平屋面的構(gòu)造方式和樓板相同，而坡屋頂是靠中空的鋼制個構(gòu)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(gòu)架設(shè)計是從屋頂向下進(jìn)行的。所有的荷載，不管是恒荷載還是活荷載（包括風(fēng)荷載），都要按照連續(xù)水平面進(jìn)行計算，直到每一根柱的荷載確定下來，并相應(yīng)的對基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計。利用這些信息，結(jié)構(gòu)設(shè)計師算出整個結(jié)構(gòu)需要的鋼構(gòu)件的規(guī)格、形狀，以及連接細(xì)節(jié)。對于屋頂桁架和格構(gòu)梁，設(shè)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(jié)構(gòu)。因此，格構(gòu)框架幾乎都是有一系列三角形組成。 鋼結(jié)構(gòu)可以分成三大類：一是框架結(jié)構(gòu)。其構(gòu)件包括抗拉構(gòu)件、梁構(gòu)件、柱構(gòu)件，以及壓彎構(gòu)件；二是殼體結(jié)構(gòu)。其中主要是軸向應(yīng)力；三是懸掛結(jié)構(gòu)。其中軸向拉應(yīng)力是最主要的受力體系。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 這是剛結(jié)構(gòu)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(wěn)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(dāng)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(gòu)建的特性可以影響其他平面的特性，這個框架就必須當(dāng)做一個三維框架來考慮。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 在這類結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中，框架結(jié)構(gòu)也會與殼體一起組合使用。再強和平屋頂上“外殼”構(gòu)件也和框架結(jié)構(gòu)一起承擔(dān)壓力。

懸掛結(jié)構(gòu) 在懸掛結(jié)構(gòu)中，張拉索是主要的受力構(gòu)件。屋面也可以有索支撐。這種形式的結(jié)構(gòu)主要是吊橋。這種結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)，是有框架結(jié)構(gòu)組成，就像加勁桁架支撐索橋。由于這種張拉構(gòu)建能夠最有效的承擔(dān)荷載，結(jié)構(gòu)中的這種設(shè)計理念被越來越廣泛的應(yīng)用。

很多不尋常的結(jié)構(gòu)，是由框架、殼體以及懸掛結(jié)構(gòu)的不同組合形式建造。

在美國，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要依據(jù)是美國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會頒布的規(guī)范。這些規(guī)范是很多學(xué)者和一線工程師的經(jīng)驗所得。這些研究成果被綜合處理成一套既安全又經(jīng)濟的設(shè)計理念的設(shè)計程序。設(shè)計過程中數(shù)字計算機的出現(xiàn)促使更加精妙可行的設(shè)計規(guī)則產(chǎn)生。

規(guī)范包括一系列保證安全性的規(guī)則，盡管如此，設(shè)計者必須理解規(guī)則的適用性，否則，很可能導(dǎo)致荒謬的、非常不經(jīng)濟的、有時甚至是不安全的設(shè)計結(jié)果。

建筑規(guī)則有時等同于規(guī)范。這些規(guī)則涉及所有有關(guān)安全性的方面，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑細(xì)節(jié)、防火、暖氣和空調(diào)、管路系統(tǒng)、衛(wèi)生系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須具有足夠的強度、剛度、韌性，以在結(jié)構(gòu)的使用中充分發(fā)揮其功能。設(shè)計必須提供足夠的強度儲備，以承當(dāng)使用期間的荷載，也就是說，建筑物不需承擔(dān)可能的超負(fù)荷。改變某一結(jié)構(gòu)原來的使用用途，或者由于在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的超載。即使在允許范圍內(nèi)，構(gòu)建尺寸的偏差也可導(dǎo)致某個構(gòu)件低于他所計算的強度。

不管采用哪些設(shè)計原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計必須提供足夠的安全性。必需預(yù)防超負(fù)荷和強度的不足情況。在過去的三十年里，如何保證設(shè)計安全性的研究一直在繼續(xù)。使用各種不同的概率方法來研究構(gòu)件、連接件或者系統(tǒng)的失效可能性。

此外，由于結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件相當(dāng)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(gòu)件的材料成本是相當(dāng)大的。

隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)也必將不斷的成熟，大量的適合鋼結(jié)構(gòu)住宅的新材料也將不斷的涌現(xiàn)，同時，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)建筑規(guī)范、建筑的標(biāo)準(zhǔn)也將隨之逐漸完善。相信不久的將來，鋼結(jié)構(gòu)住宅必然會給住宅產(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)帶來一聲深層次的革命，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)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 “l(fā)ive” (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(jié)構(gòu)、勁性結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式，在施工過程中，需要不同結(jié)構(gòu)形式之間的轉(zhuǎn)換。本工程有一種弧形主肋結(jié)構(gòu)造型，由于截面比較大（1300mm×1500mm），施工存在高空作業(yè)（最高44.8米），原設(shè)計為勁性結(jié)構(gòu)，施工難度巨大。后經(jīng)過我司應(yīng)用勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點將主肋結(jié)構(gòu)在六層以上轉(zhuǎn)換為鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)件的定位及標(biāo)高。焊接質(zhì)量控制存在一定的難度，經(jīng)過對本工程勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工和實踐、總結(jié)，形成。

二、特點

勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點包括：勁性結(jié)構(gòu)、勁性結(jié)構(gòu)延伸至箱型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼骨、箱型鋼結(jié)構(gòu)與延伸出鋼骨有效連接的加勁肋、促進(jìn)勁性結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)有效連接的內(nèi)灌自密實混凝土、箱型鋼結(jié)構(gòu)。該節(jié)點可以保證勁性結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)有效連接，更大的發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，避免工程采用混凝土結(jié)構(gòu)和勁性結(jié)構(gòu)帶來的施工難度，是一項先進(jìn)的施工技術(shù)。

三、適用范圍

適用于不同結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換，大跨度、高空及地下空間等復(fù)雜環(huán)境下解決混凝土結(jié)構(gòu)與勁性結(jié)構(gòu)的高大模板施工難度，更大的促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)在大跨度、高空及地下空間的應(yīng)用。

四、工藝原理

在六層以上主肋施工前，預(yù)先在五層至六層孤形主肋區(qū)段施工一段勁性結(jié)構(gòu)，勁性結(jié)構(gòu)預(yù)留一段H型鋼骨，然后將外包箱型鋼結(jié)構(gòu)的H型鋼骨轉(zhuǎn)換構(gòu)件與勁性結(jié)構(gòu)預(yù)留的H型鋼骨拼裝焊接，將轉(zhuǎn)換構(gòu)件的H型鋼骨按照勁性結(jié)構(gòu)施工澆筑混凝土，實現(xiàn)勁性結(jié)構(gòu)向鋼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，節(jié)點施工完畢后，箱型鋼結(jié)構(gòu)繼續(xù)連接鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工工藝流程

勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工工藝流程如下：

施工的勁性結(jié)構(gòu)預(yù)留一段H型鋼骨外包箱型鋼結(jié)構(gòu)H型鋼骨構(gòu)件吊裝將外包箱型鋼結(jié)構(gòu)的H型鋼骨與勁性結(jié)構(gòu)預(yù)留H型鋼骨焊接將H型鋼骨按照勁性結(jié)構(gòu)澆筑自密實混凝土箱型鋼結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接

5.2操作要點

5.2.1外包箱型鋼結(jié)構(gòu)的H型鋼骨吊裝

1安裝前的準(zhǔn)備工作

1） 技術(shù)準(zhǔn)備：熟悉圖紙及相關(guān)規(guī)范，參加圖紙會審，并做好施工現(xiàn)場調(diào)查記錄。

2） 基準(zhǔn)點交接與測放：確定基準(zhǔn)點后進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)無誤后，以此為依據(jù)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)線和軸線的放線和測量，并作好交接手續(xù)。

3） 各種設(shè)備機具的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備好各種機具、設(shè)備、工具、材料進(jìn)場計劃，根據(jù)施工進(jìn)度進(jìn)行進(jìn)場，滿足施工要求。制作吊籠、爬梯等鋼結(jié)構(gòu)安裝專用工具，方便施工。

2 測量定位

根據(jù)主肋的圖紙及模型，在主肋安裝前找到主肋上設(shè)定的8個點（上口4個，下口4個）的x、y、z的坐標(biāo)，再根據(jù)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(biāo)值。用全站儀極坐標(biāo)法定位x、y、z的位置，在主肋安裝時將對應(yīng)點的x、y、z與之相對應(yīng)并校正到位。

3 采用塔吊吊裝

根據(jù)定位點采用塔吊進(jìn)行吊裝，并在臨時固定式，要復(fù)測構(gòu)件定位及標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

5.2.2H型鋼骨焊接

1焊接方法

根據(jù)本工程的特點，選擇焊接方法應(yīng)側(cè)重考慮焊接質(zhì)量和熔敷速度（即焊接速度），選用CO2氣體保護(hù)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(gòu)件使用，將其作為輔助焊接方法。

2焊接順序

在鋼結(jié)構(gòu)焊接中，先焊接的部分先定位，并阻礙了與之相關(guān)聯(lián)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(yīng)力和焊接變形，有利于保證鋼構(gòu)件幾何尺寸。

先焊收縮量大的焊縫，再焊收縮量小的焊縫；嚴(yán)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(yán)格控制鋼板的質(zhì)量，主要是限制焊縫中的S、P的含量。購進(jìn)的鋼材必須先進(jìn)行復(fù)驗，S、P的含量必須符合材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

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

3） 在深化設(shè)計中，盡量采用能降低接頭剛性的結(jié)構(gòu)型式、坡口形式和接頭形式，避免存在應(yīng)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(shù)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(yīng)小于1。焊接預(yù)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(qū)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(hù)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(yīng)力的措施

1） 焊前進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱可以有效地減小焊接應(yīng)力。預(yù)熱范圍應(yīng)在焊縫兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)，且不小于板材厚度的4倍。

2） 兩條或多條焊縫之間有力學(xué)聯(lián)系時，必須按事先確定好的焊接順序施焊。同一構(gòu)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(yīng)同步增長，焊肉厚度差應(yīng)小于5。切忌將一處焊縫反復(fù)焊接然后再移至另一處焊接。

5.2.3將H型鋼按照勁性結(jié)構(gòu)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(shè)拉線檢查主龍骨標(biāo)高鋪次龍骨鋪木膠模板拉線檢查標(biāo)高清理模板脫模劑涂刷鋪筋安裝側(cè)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(shè)及鋼筋綁扎

1）模板安裝前先放出控制軸線網(wǎng)和模板控制線。根據(jù)平面控制軸線網(wǎng)，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(biāo)出標(biāo)高控制點。

2）根據(jù)弧形主肋定位，做出模板支架定位線。結(jié)合弧形主肋的變化軌跡，計算出所對應(yīng)的模板支架的高度，搭設(shè)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(shè)一道橫桿，使立桿支架自由端高度控制在500mm以內(nèi)，弧形主肋模板支設(shè)過程中按規(guī)范要求支設(shè)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(nèi)部的雜物清理干凈。

4）底模鋪設(shè)完畢后，綁扎鋼筋，鋼筋下料必須嚴(yán)格按照下料單進(jìn)行鋼筋加工并進(jìn)行編號，加工完畢后吊運至安裝位置，按編號進(jìn)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(jié)構(gòu)安全及美觀。

5）安裝左右側(cè)模，最后安裝上側(cè)模。在模板合畢后，校正截面模板準(zhǔn)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(zhì)量，并且安排專人對主肋混凝土澆筑的混凝土情況進(jìn)行檢查，確?；炷恋臐仓|(zhì)量，并且在施工過程中派專人對弧形主肋的定位進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)偏位，立即調(diào)整。

5.2.4箱型結(jié)構(gòu)與后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接

箱型結(jié)構(gòu)與后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接，實現(xiàn)勁性結(jié)構(gòu)到鋼結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換。

六、材料與設(shè)備

6.1主要施工材料

6.1.1外包箱型鋼結(jié)構(gòu)H型鋼骨構(gòu)件

外包箱型鋼結(jié)構(gòu)H型鋼骨構(gòu)件由H型鋼骨與外包箱型鋼結(jié)構(gòu)組成轉(zhuǎn)換節(jié)點，其中H型鋼骨與外包箱型鋼結(jié)構(gòu)通過加勁肋有效連接，且箱型鋼構(gòu)內(nèi)壁及H型鋼腹板均加設(shè)抗剪栓釘φ19@200。

6.1.2模板支設(shè)

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(yōu)質(zhì)碳素鋼M18加工，套管采用硬質(zhì)塑料管，對拉螺栓應(yīng)加工準(zhǔn)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(jìn)行澆筑

6.2機具設(shè)備

勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工主要機具與設(shè)備配備見表6.2.1的規(guī)定。

表6.2.1 主要機具設(shè)備配備表

序號 名 稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 施工用途

1 塔吊 7052 臺 3 構(gòu)件安裝

2 平板車 30T 輛 8 構(gòu)件運輸

3 二氧化碳焊機 X-500PS 600VG 臺 10臺 構(gòu)件安裝

4 直流焊機 AX-500-7 臺 6臺 構(gòu)件安裝

5 空 壓 機 0.6立方米 臺 2臺 構(gòu)件安裝

6 測溫筆、測溫儀 / 支 20支 構(gòu)件安裝

7 碳弧氣刨槍 / 把 10把 構(gòu)件安裝

8 磨 光 機 / 臺 15臺 構(gòu)件安裝

9 烤搶 / 把 12把 構(gòu)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(gòu)件制作、安裝

12 卡環(huán) 50t、30t、20t 個 50 構(gòu)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(xiàn)場安裝

15 合纖吊裝帶 1t~3t 條 10條 吊裝、穩(wěn)固

16 全站儀 TC1800L 臺 4 測量

17 激光經(jīng)緯儀 J2 臺 4 測量

18 光學(xué)垂準(zhǔn)儀 TOPCON VS-A1 臺 2 測量

19 水準(zhǔn)儀 ZDS3 臺 3 測量

七、質(zhì)量控制

7.1勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點施工質(zhì)量要求

勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國家施工規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定。

7.2勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點質(zhì)量控制

1 現(xiàn)場構(gòu)件安裝焊接完成后進(jìn)行超聲波和滲透檢測，不合格構(gòu)件經(jīng)返修。現(xiàn)場安裝過程中我們發(fā)現(xiàn)由于施工環(huán)境不同，同一個焊工的焊接質(zhì)量不同；不同焊工焊接質(zhì)量也存在差異。例如：地面拼裝過程中焊縫質(zhì)量100%合格，高空安裝焊接過程中焊縫質(zhì)量存在部分問題，經(jīng)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(chǔ) 3 尺寸檢查

柱、墻、梁 3

2 標(biāo)高 ±3 用水準(zhǔn)儀或拉線和尺量檢查

3 截面尺寸 基礎(chǔ) ±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(biāo)高 -30,0

八、安全措施

1 凡進(jìn)入施工現(xiàn)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(yè)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(qū)外架施工時，各項準(zhǔn)備工作確認(rèn)無誤后方可上架操作。。

2 現(xiàn)場作業(yè)人員必須樹立“安全第一”的思想，嚴(yán)格遵守國家和現(xiàn)場制定的各項安全制度和法規(guī)。

3 負(fù)責(zé)施工的管理人員對安全生產(chǎn)直接負(fù)責(zé)，安全員深入現(xiàn)場進(jìn)行檢查、監(jiān)督、指導(dǎo)，對出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行及時整改。

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

5 施工人員應(yīng)穿防滑、絕緣鞋，并注意好個人防護(hù)；根據(jù)作業(yè)分工，要適當(dāng)配備隨身工作袋，以防工具等墜落傷人。

6 四級以上大風(fēng)及雨、雪天氣時，腳手架停止作業(yè)。

7 手持電動工具的電源線、插頭完好，工具的外絕緣應(yīng)完好，維修和保管由專人負(fù)責(zé)；

8 各種小型、手動機械設(shè)備的安全防護(hù)裝置、設(shè)施必須齊全，嚴(yán)禁帶病作業(yè)和非專業(yè)人員自行修理；

9 施工現(xiàn)場使用臨時活動架、梯子等必須安放牢固可靠，防護(hù)齊全；

10 凡患有心臟病、癲癇病、高血壓、貧血等疾病者，嚴(yán)禁從事施工作業(yè)。

九、環(huán)保措施

1 對工人進(jìn)行環(huán)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(chǎn)生的垃圾或廢棄物按要求分類存放。

2 保持現(xiàn)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(zhuǎn)換節(jié)點，實現(xiàn)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中不同結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)換，增加了結(jié)構(gòu)形式的多樣性。

2采用該轉(zhuǎn)換節(jié)點后，大大降低了工程的施工難度,避免了單一混凝土結(jié)構(gòu)在造型施工的局限性，大大發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)在大跨度、大空間、高空作業(yè)環(huán)境下的優(yōu)勢。結(jié)構(gòu)節(jié)約了施工現(xiàn)場的空間。

3大大縮短施工工期。

10.2經(jīng)濟效益

1）如果未使用勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點，采用混凝土結(jié)構(gòu)：

根據(jù)加固的需要，須要搭設(shè)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點：

轉(zhuǎn)換為鋼結(jié)構(gòu)后，鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)吊裝安裝加固，累計節(jié)省木工200工日，費用為200工日×220元/工日=44000元

使用轉(zhuǎn)換節(jié)點共計節(jié)?。?500000元+121600元+828000元+327600元-3000000元-645000元+44000元=1176200元

十一、工程應(yīng)用

天津恒隆廣場項目位于天津市和平區(qū)，南鄰和平路、北鄰興安路，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本工程中的10、11、12、13、14、19、20、22軸六層以上弧形主肋區(qū)段采用了勁性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點技術(shù)，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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點技術(shù)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(zhì)量，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

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鋼結(jié)構(gòu)；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(jié)構(gòu)建筑物。為了保證鋼結(jié)構(gòu)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(zhì)量，保證鋼結(jié)構(gòu)建筑物各部件連接的牢固性，節(jié)點的連接強度要與構(gòu)件的自身強度保持一致。在施工過程中，節(jié)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(jīng)濟、方便的原則，施工時采用的連接方法也不相同。在鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)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(fù)雜，所以，應(yīng)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(jié)構(gòu)構(gòu)件都可以采用這種方法。采用這種連接方法時，不僅對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)整體不會發(fā)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(jié)構(gòu)的密閉性，實現(xiàn)自動化操作。焊接連接與其他連接方法相比更為經(jīng)濟，其操作過程也已經(jīng)實現(xiàn)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(xué)構(gòu)造有所變化，許多元素的含量也發(fā)生了變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)容易受到脆性破壞。在施工過程中，要保證焊接后節(jié)點處沒有裂縫。因為裂縫的存在會使節(jié)點承受較大的力而產(chǎn)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(yīng)力和殘余應(yīng)變的存在都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(hù)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(chǎn)效率高，所形成的焊縫結(jié)構(gòu)均勻，力學(xué)性能好。焊接時間越短，殘余應(yīng)變和殘余應(yīng)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(hù)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(hù)代替了藥皮，將焊縫與有害氣體隔絕起來，而且焊縫熔化區(qū)內(nèi)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(chǎn)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(gòu)件在同一個平面內(nèi)，力量傳遞比較均勻，沒有明顯的過渡，用料也比較少的結(jié)構(gòu)連接工程中。但是，這種方法的焊接尺寸小，對焊接技術(shù)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(yīng)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(gòu)件連接工程。在施工過程中，如果構(gòu)件之間有縫隙，則會出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。焊接殘余應(yīng)變和殘余應(yīng)力是影響焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵。要想保證焊縫質(zhì)量，就要減小這兩種不利因素對焊接工藝的影響。在焊縫設(shè)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(xiàn)出來。另外，焊接設(shè)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(shù)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(jìn)而導(dǎo)致母板的化學(xué)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(shè)置在應(yīng)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(yù)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(yīng)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(yīng)的延伸，從而降低焊接應(yīng)力。對于小的焊件，焊前要預(yù)熱，焊后回火也是減小殘余應(yīng)變和應(yīng)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(gòu)件。螺栓連接是一種可拆卸、重復(fù)使用的連接方式。螺栓連接的應(yīng)用范圍比較廣——在建筑、鐵道、車輛等工業(yè)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(huán)利用率高和造價低等優(yōu)點，所以，受到了各行各業(yè)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(jù)制作的精細(xì)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(yīng)用于具有較高力學(xué)要求的連接工程中。

使用普通螺栓連接構(gòu)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(shù)不能少于1個，以防1個螺栓損壞導(dǎo)致整個接頭被破壞的情況發(fā)生。在施工過程中，一個節(jié)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(dǎo)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?yōu)檎麄€構(gòu)件的應(yīng)力集中處，進(jìn)而使這個部位的鋼材發(fā)生脆性斷裂。在螺栓工作的過程中，當(dāng)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(dāng)其受力不斷加大，摩擦力已經(jīng)不能滿足相關(guān)要求時，板件之間會有相對的滑移，螺栓桿會與構(gòu)件截面接觸而受力。普通螺栓往往承受的是剪力和拉力，當(dāng)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(jié)構(gòu)會斷裂，最終導(dǎo)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(gòu)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(chǎn)生的預(yù)應(yīng)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(guān)鍵在于控制預(yù)拉力，保證摩擦面的抗滑能力。對于大六角頭螺栓，控制預(yù)拉力時可以采用力矩法和轉(zhuǎn)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(zhì)量，只需擰緊即可。

3鉚釘連接

鉚釘是由頭部和釘桿構(gòu)成的一類緊構(gòu)件，它主要是通過自身變形產(chǎn)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(xiàn)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(cè)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(chǎn)效率低，能削弱15%～20%的被連接構(gòu)件等。與焊接相比，鉚釘連接的經(jīng)濟性不強。鉚釘連接的力學(xué)性能比較好，它能應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、鐵路橋梁和鍋爐制造等工程中。但是，當(dāng)其被破壞時很容易發(fā)現(xiàn)，而且制作難度大、施工困難、抗拉強度低，工程中已經(jīng)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(jīng)越來越少。鉚釘連接僅應(yīng)用于焊接和螺栓連接受到限制或振動荷載較大的金屬結(jié)構(gòu)中，例如鐵路橋梁、重型機械和起重機機架等。現(xiàn)階段，航空領(lǐng)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(jié)

要想更好地使用鋼結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的連接至關(guān)重要。連接節(jié)點的質(zhì)量決定了整個鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不管采用哪種連接方法，保證節(jié)點的安全性和穩(wěn)定性是最重要的。每種焊接方法都有其使用范圍和優(yōu)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(wěn)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(jié)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(jīng)濟性和安全性。在連接手段和工藝的創(chuàng)新方面我們還有很長的路要走。

參考文獻(xiàn)：

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