建筑工程钢结构设计及安装技术研究

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年3月第7期(上)   作者:张良田 牛迎彬
[导读] 根据当前阶段的实际情况来看,我国建筑工程的
        张良田 牛迎彬
        青岛圣宝富建筑工程有限公司,山东 青岛 266100
        摘要:根据当前阶段的实际情况来看,我国建筑工程的钢结构设计工作中仍具有一定的不足之处,所以应针对存在的问题进行改进和优化,不断提升我国建筑工程钢结构设计工作的水平。
        关键词:建筑工程;钢结构设计;安装技术
        引言
钢结构具有多种优点,如质量较轻、较好的抗震性能以及可以满足大空间需求等,并且在建造过程中对周围环境不会造成严重危害,整体建筑成本较低,因此,得到了广泛的应用。对于建筑工程来说,材料选择和结构设计环节十分重要,会对整体建筑的作用和功能造成一定影响,所以在建筑工程整体结构设计中应十分注重建筑材料的选择。
        1钢结构设计在建筑工程中的应用优势
        1.1钢结构质量较轻
钢结构与传统的混凝土结构相比较,其质量较轻,在实际建筑工程建设中能够较好地减轻对基础持力层的压力。同时,在实际建设过程中钢结构因其轻质的特征,在运输和升挂方面具有较大的优势,因此,可以有效解决混凝土结构施工工序复杂等难题。除此之外,在地震发生时可避免因质量过大吸收更多的地震能量,具有良好的抗震性能。
        1.2有效提升施工效率
在对建筑工程进行设计的过程中,钢结构制造厂家一般会使用机械化生产来制造钢结构构件,这就使得钢结构具有很好的质量和精度。此外,钢结构制造厂家通常会将加工完成的钢结构组件送到施工现场,对钢结构构件进行组合装配的过程也比较简单方便,可节省大量时间,有效促进了建筑工程施工效率的提升。
        1.3较高的经济性和便捷性
钢结构设计重要的两个优点就是经济性和便捷性,对于设计结构类型来说,利用钢结构设计能够在很大程度上让设计流程得到简化,从而促进了设计工作的顺利进行,有效提升施工效率。
        2建筑工程钢结构设计要点
        2.1注重建筑物的抗震设计
加建钢结构在建筑顶层设计中,应根据建筑的抗震性能,区分不同用途的建筑和不同地区的建筑。在加建顶层的钢结构中,其整体质量、刚度和使用寿命都会发生很大的变化,因此,既要对加建结构进行抗震设计,又要按照现行规范对原结构进行抗震设计。
        2.2钢结构柱设计要点
建筑工程钢结构的施工技术主要有两种:一种是钻孔连接法,即用过渡钢板将结构柱插入建筑的混凝土柱头,钻孔后再用锚固钢筋焊接,使锚固柱与钢结构柱连接。这样可以提高施工效率,大大提高施工可操作性,但其缺点是稳定性差,柱体的耐久性能差。
现在比较常用的方法是把钢柱内的钢筋加热,但是,这一方法也有其缺点,会导致建筑的整体抗震性能下降,因此在施工过程中应根据地理环境酌情采用。
另外需注意的是,钢结构柱在施工过程中,需要根据建筑物的性质和附加的具体规定,制定柱脚的连接方式。根据地区抗震设防烈度要求,可采用混凝土外包柱脚进行设计,并利用相应的结构设计软件进行模型计算,从而了解柱脚受内力变形的情况,计算出柱脚的抗形变承载力公式。与此同时也要注意把握截面设计的要点,一般柱子的截面宽度和高度保证大于300mm,柱子直径保证大于350mm,还需要计算截面短、长边比,一般情况下其比值不能大于3,柱子纵向的钢筋比例必须保证在0.2%以上。对于钢梁的设计而言,这些参数的控制尤为重要,只有严格参照标准,才能使钢结构柱发挥最大的作用,为工程施工提供稳定的安全保障。


        3建筑工程钢结构的安装技术
        3.1做好安装之前的准备工作
开展钢结构安装工作之前,企业应做好各方面的准备工作,以免出现钢结构的安装问题或其他问题。首先,安装技术人员在工作中应该按照钢结构的设计图纸内容、设计方案内容执行任务,保证所采用的施工工作流程能够和设计图纸之间相互匹配,严格根据有关设计图纸的具体内容开展施工工作。在开展施工活动之前,必须对设计图纸进行合理审核,开展有关的审核活动与设计活动,与有关人员沟通设计方案的细节部分,在研究和分析设计细节的情况下,进行完善的前期技术规划工作与技术交底工作,保证工程的整体设计质量和有效性,从根本上规避和预防安装质量问题。其次,安装之前应合理准备钢材料,到达现场之后按照现场情况将其合理摆放处理,在确保钢材料质量和施工质量的同时,准确记录规格数据值、数量数据值、质量数据值。除了要合理进行钢材的施工运用,还应有效执行预制件的制作工作。在施工之前还需全面检查钢结构的质量情况,合理清点数量,严格检查外形特点、尺寸特点、型号特点、强度特点等,明确有无平整度方面的问题,保证安装质量符合标准。
        3.2做好钢结构的搭建处理工作
钢结构本身有着一定的稳定性特点,通常情况下,在完成钢构件制作工作后,相关人员只需进行质量的检验,保证质量合格,以便开展安装工作。搭建期间应该根据流程展开工作,先开展测量活动、搭建就位准备活动,并在吊装钢柱部分时,对其进行校正与临时性的固定处理,保证钢梁部分的安装质量。如果框架单元不符合稳固性的要求,就必须应用缆风绳开展固定处理工作,以免出现钢结构搭建期间的倒塌问题。在完成有关的钢结构梁柱安装工作之后,就必须合理调整垂直度,实现柱脚区域的封闭性处理、二次灌浆处理。搭建期间使用工字钢或者H型钢架开展框架梁的施工活动,科学开展框架梁搭建工作,提高钢材连接的刚性水平。对于钢架梁而言,上部分结构与下部分结构都存在两翼的部分,起到良好的保护作用。从螺栓方面而言,如果其质量检验后符合标准,就必须及时安装处理。除此之外,在混凝土结构浇筑之前,应该使用定性卡盘进行螺栓位置的卡住处理,利用钢板孔实现螺栓位置的固定工作,通过塑料薄膜开展防护处理活动,然后涂抹防滑油,以预防螺栓生锈的现象。
        3.3合理开展焊接处理工作
完成有关搭建工作之后,工作人员应进行各个连接点的焊接处理。如果出现焊接质量问题,将会导致钢结构的构件刚性降低,甚至对整体稳定性造成不利的影响,因此在施工期间必须重点选择较为良好的焊接技术。在焊接之前,工作人员要进行试验操作,根据可能出现的焊接问题优化、改革工艺技术,保证焊接质量和专业化程度;还应合理清洁钢结构的表面,提高平整度与清洁度。焊接操作期间,工作人员应严格控制氧气纯度,真正意义上发挥切割技术的优势作用,预防焊接变形的问题。对于较为重要的钢结构构件,在执行焊接工作之前应开展预热处理,完成焊接操作以后应适当进行冷却处理工作,以预防焊接期间的冷裂纹问题。一般情况下,焊接工作的质量和技术人员能力存在直接的联系,如果焊接的技术水平较低,会导致焊接缝的质量降低,因此要确保技术人员的专业性。
        结束语
建筑工程领域中要想科学合理地开展钢结构安装工作与施工工作,就必须保证设计质量,遵循具体的设计原则及要点。同时还应该结合钢结构的情况合理进行搭建处理、焊接处理,采用搭建技术与焊接技术等提升钢结构的安装质量水平,保证结构的稳定性,防止因为结构不稳定而出现问题,通过系统化的操作手段和措施增强钢结构的安装效果,满足具体的安装工作基本标准。
        参考文献
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[2]李厚萱.施工现场环境下钢结构焊接质量的提升策略[J].住宅与房地产,2020(33):104-105.
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