建筑钢结构施工技术要点分析

孙苏南

摘 要：钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。建筑钢结构工程不仅要作好建筑物前期的设计工作，还要采取有效的技术保证结构的质量，由此可见，结构的加固将成为一项重要的工作。本文主要对建筑钢结构的特点、技术要点及施工技术应用进行了分析与探究。

关键词：钢结构建筑；结构布置；施工技术

1 建筑钢结构的特点

1、复杂性

钢结构工程项目施工质量问题的复杂性，主要表现在引发质量问题的因素繁多，产生质量问题的原因也复杂，即使是同一性质的质量问题，原因有时也不一样，从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝，其既可发生在焊缝金属中，也可发生在母材热影响中，既可在焊缝表面，也可在焊缝内部；裂缝走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂缝既可能是冷裂缝，也可能是热裂缝；产生原因也有焊接材料选用不當和焊接预热或后热不当之分。

2、严重性

钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在：一般的，影响施工顺利进行，造成工期延误，成本增加，严重的，建筑物倒塌，造成人身伤亡，财产受损，引起不良的社会影响。

3、可变性

钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化，质量缺陷逐渐体现。例如，钢构件的焊缝由于应力的变化，使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝：由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载，则钢构件要产生下拱弯曲变形，产生隐患。

2 钢结构选型与结构布置的技术要点

建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述：钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，此外，钢结构建筑还具有良好的空间感，可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。在钢结构设计的整个过程中都应该强调的是概念设计，它在结构选型与布置阶段尤其重要，对一些难以作出精确性或规范规定的情况，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系，破坏机理，震害，试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施，运用概念设计可以在早期迅速有效地进行构思，比较与选择，所得结构方案往往都易于计算，概念清晰，定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算，同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

钢结构通常是框架、平面架、网架、索膜、轻钢、塔桅等结构形式，其理论与技术大都成熟，亦有部分难题没有解决，或没有简单适用的设计方法，结构和选形式，方应考虑它们的特点，基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落，而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉力为主的悬索结构体系。

结构的布置要根据体系特征、荷载分布情况及性质等综合考虑。一般说要刚度均匀，力学模型清晰，尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础，柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠近侧向力（风震）的作用线。否则应考虑结构的扭转，结构的抗侧应有多道防线。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。

3 建筑钢结构的施工技术应用

钢结构施工方式包括：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法。

（1）改变结构计算图形的一般加固方法为对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固： 如增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷； 在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固。如改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；调整连续结构的支座位置；将结构变为撑杆式结构；施加预应力。

（3）对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固。增设撑杆变桁架为撑杆式结构； 加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

4 结束语

综上所述，钢结构建筑一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线，集合成为一个新的产业体系，这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。建筑钢结构工程的质量不仅关系到建筑的使用情况，也关系到人们使用过程中的生命安全和财产安全。近年来，我国钢结构设计应用日趋广泛，众多企业也制定了相关奖励政策鼓励技术人员对钢结构施工技术进行创新。以此为基础，相关人员要注意总结日常生活经验，以满足实际住宅要求为目标，不断提高钢结构工程的施工安全性能。

参考文献

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