結構鋼范文

導語：如何才能寫好一篇結構鋼，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：碳素結構鋼 不銹鋼 低合金結構鋼 新舊牌號 對照

中圖分類號：TG14 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0246-01

碳素結構鋼、不銹鋼以及低合金結構鋼為工程常用鋼，占世界鋼產量的80%以上[1]。近年來，隨著中國鋼材市場與世界的接軌，結構鋼、不銹鋼國家標準（GB）不斷進行修訂、頒布和實施，鋼種牌號也相繼更新，形成了一套全新的牌號系統。由于歷史的沿襲，很多企業的工程技術人員在工作中仍然習慣使用舊牌號，這無形中給鋼材采購、設計以及生產加工帶來相當程度的不便。現將常用碳素結構鋼、不銹鋼以及低合金結構鋼（GB）新舊牌號列表對照，以供相關企業技術人員參考使用。

1 碳素結構鋼（GB）新舊牌號對照

碳素結構鋼（GB）新舊牌號對照見（表1），相關技術條件可參看GB/T 700-1988《碳素結構鋼》[2]。

2 不銹鋼（GB）新舊牌號對照

不銹鋼（GB）新舊牌號對照見表2，相關技術條件可參看GB/T 1220-2007《不銹鋼棒》[3]。

3 低合金結構鋼（GB）新舊牌號對照

低合金結構鋼（GB）新舊牌號對照見表3，相關技術條件可參看GB/T 1591 -1994《低合金高強度結構鋼》[4]。

最后，值得注意是，上述對照的某些新舊牌號并非完全等同，例如A3鋼與Q235A級鋼在形變性能、沖擊韌性以及焊接性等方面存在一定差異[5]。相關技術人員應在詳細考察和了解的基礎進行對照使用。

參考文獻

[1] 《我國碳素結構鋼標準的進展與展望（上）[J].欒燕.《冶金標準化與質量》，2009（5）.

[2] GB/T 700-1988，《碳素結構鋼》[S].

[3] GB/T 1220-2007，《不銹鋼棒》[S].

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    構,如壓力容器、船舶、橋梁等,由于低溫脆性造成的脆斷事故時有發生,造成巨大損失[1]。

    2.低溫冷脆特點及其影響因素

    當溫度降低到某一程度時,金屬材料的沖擊吸收能量明顯下降并引起脆性破壞的現象稱為冷脆。

    金屬的低溫脆斷具有以下特點[2]:

    (1)斷裂時所承受的工作應力低。

    (2)脆性斷裂時,裂紋的擴展速度極快,且脆斷之前無任何預兆。

    (3)材料脆斷溫度通常接近材料的韌脆轉變溫度。,脆性斷裂機理。

    (4)脆斷常起源于構件自身存在缺陷處。

    (5)脆性斷裂的宏觀斷口平齊,斷面收縮率小,外觀上無明顯的宏觀變形特征。

    影響金屬冷脆的主要因素有以下幾個方面。

    (1)晶粒度 當晶粒尺寸大于冷機晶粒尺寸時,結構會產生脆性斷裂。因此,晶粒細化有助于提高材料抗低溫脆斷的能力。

    (2)晶粒結構 體心立方晶格金屬及其合金或某些密排六方晶格金屬及其合金,特別是工程上常用的中、低強度結構鋼有明顯的冷脆現象,而面心立方金屬及其合金一般沒有低溫脆性現象。,脆性斷裂機理。

    (3)形變速率 提高形變速率使材料脆性增大韌脆轉變溫度升高。一般中、低強度鋼的韌脆轉變溫度對形變速率比較敏感,而高強度鋼、超高強度鋼則較小。

    (4)板厚 板厚的增加,脆性轉變溫度提高[3]。

    (5)鋼的化學成分及組織當C<0.25%熱軋碳鋼沖擊脆性轉變溫度TC的經驗方程[4]:

    (1)

    式中Nf為固溶的自由氮量(%);P為珠光體的百分比;Si為硅的重量百分比;d為晶粒尺寸(mm)。

    3.低溫脆性斷裂的過程及機理

    鋼具有強度高、塑性和韌性好等特點,這些特點保證了鋼結構具有較好的工作可靠性。但是在低溫的條件下,鋼的塑性和韌性降低,提高了鋼結構發生脆斷的可能性。,脆性斷裂機理。

    3.1低溫脆性斷裂的過程

    鋼的脆性斷裂過程大致分為三個階段[5]:

    (1)裂紋產生前的準備階段——主要為鋼晶格內部的初始塑性變形;

    (2)裂紋的產生——通常為鋼晶格間損傷的宏觀集中表現;

    (3)裂紋向整個構件界面的橫向發展。

    3.2材料脆性斷裂理論

    自二十世紀20年代開始,世界上很多學者致力于脆性破壞領域的研究,形成了很多理論流派。,脆性斷裂機理。

    (1)經典力學理論 該理論是建立在塑性剪切和脆性斷裂的基礎上,能解釋幾乎所有與脆性斷裂現象有關的影響因素;主要通過試驗研究金屬等多晶體材料在不同應變狀態下的破壞。

    (2)脆性斷裂的位錯理論 晶體原無裂紋,在應力作用下,材料發生解理斷裂的理論,即位錯理論。位錯理論解釋了脆性裂紋的成核和長大問題。

    (3)能量理論 該理論從能量儲存和釋放的觀點來解釋脆性破壞。不考慮裂紋的產生,而是在構件含有裂紋的前提下研究其發展,并認為裂紋的發展是由儲存在其周圍的勢能促成的。雖然在金屬結構設計中不容許裂紋的存在,但是能量理論及其最活躍的分支——線性破壞力學,能成功地解決脆性破壞的有關問題,并在工程中應用。

    4. 低溫脆性斷裂的實驗手段極其評定指標

    世界各國對結構材料的低溫脆性問題長期以來做了大量的研究工作,提出了不少低溫脆性評定指標和試驗方法。

    4.1低溫拉伸試驗

    低溫拉伸試驗需要一個低溫環境,且在低溫下材料的性能發生變化.因此,與常溫拉伸試驗相比,除需要設計低溫箱外,其它儀器、設備及參數也需要重新設計選擇[6]。

    由于斷面收縮率和延伸率對試樣溫度不敏感,國內外學術界普遍認為光滑試樣低溫拉伸的延性指標不能用于反映低溫韌性 [7]。

    4.2低溫沖擊實驗

    沖擊實驗的實驗方法有很多,在低溫時常使用夏比缺口沖擊(Charpy notch impact)試驗,特別是系列溫度沖擊實驗來評定材料的低溫脆性。

    4.3韌脆轉變溫度

    確定材料韌脆轉變溫度的標準較多,常用的有能量準則法、斷口形貌準則法、側膨脹值法等。,脆性斷裂機理。

    (1) 能量準則法(ETT)

    以某一  固定能量來確定韌脆轉變溫度,在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺與下平臺區間規定百分數(n)所對應的溫度,用ETTn表示。一般取最大沖擊值的一半所對應的溫度,或取最大沖擊功與最小沖擊功的平均值所對應的沖擊溫度為韌脆冷脆轉變溫度,即ETT50。 (2) 斷口形貌準則法(FATT) 一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后,對斷口進行評定,

    在脆性斷面(放射區)率一溫度曲線中規定脆性斷面率(n)所對應的溫度,稱為斷口面積轉化溫度,用FATTn表示。一般以沖擊試樣斷口上出現50%纖維狀斷口時的溫度FATT50作為冷脆轉變溫度。此種方法的誤差較大,FATT主要反映沖擊斷裂時裂紋擴展過程中的斷口形貌在韌脆程度上的差別。缺口試樣沖擊值包括裂紋萌生功、裂紋擴展功;沖擊值對缺口尖銳度敏感,而FATT對缺口尖銳度并不敏感[9]。FATT不能對裂紋擴展抗力以定量的評價,不同材料,當FATT溫度相同時,裂紋擴展功可能相差很大。

    (3)側膨脹值法(LETT)在沖擊吸收能量一溫度曲線上平臺與下平臺區間某規定側膨脹值所對應的溫度,用LETT表示。,脆性斷裂機理。

    4.4 評定鋼材止裂韌性

    日本焊接工程協會提出用Charpy-V實驗來評定鋼材止裂韌性問題。依據彈性斷裂力學而采用的斷裂力學實驗;用于評定材料斷裂韌性的指標有JIC、COD、KIc。J積分試驗法測得的材料的延性斷裂韌度,裂紋張開位移(COD)實驗測得的δC,可以用于材料韌性的相對評價。

    平面應變條件的斷裂韌性指標KIc,可以直接用于設計計算。如果金屬材料中存在一定形狀、尺寸的缺陷,在外加應力作用下其應力場強度因子KI低于材料的KIc值,則是安全的。金屬板材表面裂紋斷裂韌度KIe值,則反映了金屬板材在線彈性平面應變狀態下阻止表面裂紋啟裂的能力。

    參考文獻:

    [1](蘇)柯舍列夫著;吳孝隆譯,工業金屬材料低溫機械性能手冊

    [2]涂銘旌低溫脆斷規律及機理

    [3]王曉麗淺談焊接因素對低合金結構鋼冷脆性的影響

    [4]日本鋼鐵協會,日本金屬學會《鋼の強韌化》

    [5]王元清鋼結構在低溫下脆性破壞的研究

    [6]張德勇、李光明DL-1低溫拉伸試驗裝置的設計

    [7]戒忠良、朱棟梁:低溫脆性指標評定,1979.3

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關鍵詞：鋼結構；土木工程

1土木工程中鋼結構的特點

1.1 強度一般來說，結構構件承受或者容納作用效應的能力是由材料的強度來決定的。可以利用有關的國家標準來確定結構鋼的構件性能，這些標準中列出了鋼結構可使用的材料，比如建筑結構鋼要滿足CSA標準ASTM standardA992/A992M或者CAN/CSA G40.20/C40.21等相關標準的要求。不過并不是全部的鋼種都有所有的強度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結構設計，那么對鋼種類型和強度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結構可以減少物料消耗、減輕結構自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結構成本。

1.2 剛度振動、變形等適用性參數由構件的剛度來決定，進而由結構體系的剛度來決定。結構體系的實際剛度又由其構件和連接件的分布來決定。不過簡單說來，構件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結構鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強度在20-40Gpa范圍內的混凝土其彈性模量通常在20-28GPa范圍內；即使對于高強度混凝土來說，其彈性模量也不過在40-45GPa之間，由此可見，鋼結構的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結構的剛性有著顯著的優勢。

1.3 延性延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結構設計中，特別是抗震設計中比較重要的特性參數，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結構框架經歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結構可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內在的延性并不一定都會轉化為建筑結構的內在延性，因此要充分認識到這一點，采取適當的設計策略和可靠、穩定的滯消機制。

1.4 韌性衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩定裂紋的擴展。韌性通常表示鋼結構在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業變形，是鋼結構一個很重要的特點。正是因為鋼構件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產生裂紋的可能性。鋼結構足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結構來說更要具備此特性。鋼結構的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區設計鋼結構，首先要考慮韌性。相對來說，低碳鈮鋼比高碳鋼成分鋼更能改善韌性。

1.5 整體由上可知，無論是從剛度、強度還是在延性方面，鋼結構都要優于鋼筋混凝土，并且鋼結構可以比較容易建構出有異國風情的建筑形式，通常鋼結構系統可以提供最佳的設計靈活性以及最大的空間利用率。鋼結構的另一個優點就是：它還是一個理想的懸臂施工體系。適當的應用空腹鋼鐵托架以及構件腹板開孔，可以為管道以及其它供電線路提供通道，不僅降低了樓層的高度，而且增加了審美吸引力。鋼架像在鋼結構中一樣，被用來擴展現有的混凝土建筑結構或者增加樓層。在進行施工時，裝配鋼結構的施工人員要遠遠少于混凝土建筑結構所需要的人數；與混凝土建筑相比，鋼結構的安裝以及制作質量都要更加的可靠和簡便。并且在修改時，鋼結構比混凝土結構更加容易，成本更低，特別是要附加支撐系統時，鋼結構可以更加快施工進度。

2鋼結構的缺點

當然，每種材料都不是完美的，所以鋼結構的應用和施工也存在著一定的缺點，其主要表現為以下幾個方而：

2.1 材料缺點盡管鋼結構的剛度要遠遠大于混凝土，但是對于一個給定的負載，鋼結構的構件截面剛度則要小于與其對比的混凝土結構，這主要是因為鋼的強度優勢導致其構件的尺寸相對較小。因此要提高這些構件的穩定性，就要增加型鋼的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的剛度。

2.2 市場環境

2.2.1 設計力量較薄弱在設計建筑結構時要注意結構的功能要求是不是屬于鋼結構合理的應用范圍。通常在設計較高承載力需要使用鋼結構時，要考慮用不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限狀態為準則。鋼結構有很多節點，要對每個螺絲、墊板以及焊縫進行精確的計算，而且每個專業要一次性到位，所以鋼結構的設計要比混凝土結構的設計更復雜，并且圖紙也遠遠多于混凝土結構。

2.2.2 鋼結構生產未形成體系只有在大規模生產的情況下才可以體現出鋼結構的優越性。并且目前鋼結構的生產標準、價格標準以及質量標準都沒有統一，國家標準以及監管機制方面也都有一定的欠缺，因此很多設計師以及開發商都相對比較茫然。

2.2.3 價格問題由于鋼結構的生產未形成體系，因此鋼結構的價格比較高。雖然鋼產量近年有大幅度的提高，但是人均產量仍然相對較低，鋼材仍是我國國民經濟中比較貴重的材料，而混凝土的價格優勢就體現出來了。

2.2.4 鋼結構的使用年限混凝土結構號稱永不損壞，但是鋼結構一般的使用壽命只有五十年，如果鋼結構用在住宅建筑中，那么人們想到自己花費終身積蓄而購買的房子只能住五十年，會讓很多人喪失購買的欲望。不過隨著保險業的發展，住宅壽命問題應該相對容易解決。

3鋼結構施工安裝要點

整體來說鋼結構的施工流程比較復雜，并且建筑的要求不同，在細節上也有很大的差異性。此處列舉三點進行簡單說明。

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關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工技術

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A

一、引言

在我國超高建筑中鋼結構體系建設應用廣泛。鋼結構的施工從設計、材料采購、構件加工、現場安裝、現場施工管理等是都表現出很強的綜合性，也是一個企業施工技術水平和管理水平的重要體現。由于鋼結構具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環境污染少等優勢特點，所以能在我國的建筑業中得到廣泛的應用；但使同時具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點，只有對鋼結構進行有效的防腐，才能延長其使用的時間。

二、高層建筑鋼結構施工技術要點分析

1.螺栓預埋技術

預埋柱腳螺栓的位置要求比較嚴格，必須非常準確，否則不僅會增加鋼柱安裝的難度，也會對安裝質量產生很大的影響。因此應該嚴格控制預埋螺栓位置，在施工的過程中，應該對基礎軸線和標高基準點進行嚴格的控制，埋設后進行兩次復測，第一次要在埋設定位后進行測量，第二次要在基礎混凝土澆筑并等其變得堅固后進行相關的復測。如果在復測過程中，發現位移超出范圍的問題，則必須進行重新埋設。其標高偏差應該盡量控制在±5mm 以內，定位軸線的偏差盡量控制在±2mm 以內。

2.吊裝技術

(1)鋼柱吊裝技術

鋼柱是高層建筑層高和總高度的主要豎向構件的重要的決定因素，因此，在加工制造中，必須按照現行規范的標準來進行。鋼柱在放樣下料制作的過程中，應該充分考慮到焊縫的收縮變形以及豎向荷載作用下引起的壓縮變形等各種因素，所以鋼柱的放樣下料長度要與設計長度區別開來，不能因為小差的少就不重視或者忽略不計。即使上下兩節鋼柱截面完全相等時也不能隨便進行互換，同時要求對每節鋼柱應編號做好記錄加以區別，以保證正確的安裝。

(2)鋼梁吊裝技術

鋼梁在進行吊裝前，應在柱子牛腿處檢查標高和柱子之間的距離，主梁吊裝前，應在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位完成后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點。吊點位置取決于鋼梁的跨度。為了提高吊裝的速度，對重量較小的次梁或者其他的小梁，盡量多利用多頭吊索一次吊裝數根。有時將梁、柱在地面組裝成排架進行整體吊裝，這樣不僅有利于提高吊裝的速度，還有利于減少高空作業，保證工程的質量。

3.鋼結構高強螺栓連接技術

（1）采用高強螺栓連接方式時，應確保孔位的精確度。目前，制孔一般采用模板制孔和多軸數控鉆孔，但后者的精度高于前者，在施工時應優先考慮采用后者。

（2）每個螺栓一端不得墊2 個以上墊片。高強螺栓應自由穿人，不得敲打和強行穿入螺栓。當螺孔出現局部偏差時，只允許使用絞刀進行修整。嚴禁用氣割擴孔，若使用氣割擴孔，則應按重大質量事故處理。

（3）絞孔修整前應保證其四周的螺栓全部擰緊，使板疊密貼后再進行。修整時應防止鐵屑落人疊縫中。絞孔完成后用砂輪除去螺栓孔周的毛刺，同時掃清鐵屑。

（4）高強度螺栓的安裝在節點全部處理好后進行，應按同一方向插入螺栓孔內。對于箱形截面部件的接合部，全部從內向外插人螺栓，在外側進行緊固。如操作不便，可將螺栓從反方向插人。

（5）鋼梁安裝過程中，板疊接觸面間應平整，接觸面必須大于75%，邊緣縫隙不得大于0.8mm。高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓。

（6）螺栓擰緊應按一個方向施擰，擰緊順序應由中心按輻射方向逐層向外擴展。當天安裝的應終擰完畢，且終擰完畢后應逐個檢查。對欠擰、超擰的應進行補擰或更換。螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2 個螺距。

（7）對于大型節點可分為初擰、復擰和終擰。初擰時，軸力一般宜達到標準軸力的60%~80%，最低不應小于標準軸力的30%;復擰時，在初擰的基礎上，扭矩值等于初擰扭矩值;終擰時，順序是先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，對每個節點處的高強螺栓須按由中央向四周的順序進行終擰。

4.焊接施工技術

焊接在鋼結構高層建筑中的應用必不可少，一般鋼結構高層建筑我們采用的焊接方法有CO2氣體保護焊、電渣焊和自動埋弧焊等。下面就幾種不同的焊接方法分別敘述其施工工藝的要點。

(1)CO2氣體保護焊操作工藝

施工操作中要注意的有：焊接參數的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置的選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便于控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的細絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊.

(2)電渣焊的操作工藝

電渣焊是一種自動焊，用戶高強度結構鋼在豎直位置上的對接焊接。在進行操作時首先要選擇焊接的電流和電壓，根據計算公式選擇計算出的電流，電壓與熔縫的熔寬成正比，起弧階段電壓會高一點，在焊透的情況下，電壓盡可能底，焊接過程隨時注意調整電壓；其次要適當掌握好焊接的速度（1.5~3m/h 范圍內），送絲速度在200~300m/h 的范圍以內，造渣過程中最好選擇200m/h；還有就是要隨時檢查焊件的熾熱狀態，適當調整焊接工藝參數，當翼緣板較薄時，相應的焊接部位要安裝水冷卻裝置。

(3)自動埋弧焊操作工藝

在施工操作中要注意的有：首先是焊絲的選擇，可參照《鋼結構高層建筑設計與施工規程》進行選擇；其次是焊絲的數目，可選擇雙絲焊，可一次得到大量的熔敷金屬，焊接變形小同時也能提高焊接速度；其次對于無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對于較厚鋼板可采用多層焊，在塔接接頭和T

形接頭中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

三、結束語

隨著鋼結構的廣泛應用，鋼結構的技術難度會越來越大，隨之而來安裝精度要求也越來越高，質量問題也會愈來愈受關注。施工過程中，根據現場適用條件，嚴格吊裝順序，并在吊裝后嚴格進行初校、復校，以保證吊裝精度；探索焊接變形規律，優化焊接順序，嚴格控制焊接質量，切實有效地進行施工管理。既要做好質量預控工作，也要重視過程控制和成果校核。

參考文獻：

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關鍵詞：輕鋼結構；廠房；結構設計

近年來，我國的建筑工程建設事業也在快速的發展著，同時由于近些年我國彩色剛的產量的增加，輕型鋼逐漸在建筑工程中的應用越來越普遍，已經成為現代大跨度廠房的首選了。輕型鋼門式鋼架結構在建筑結構設計中是普遍存在的，因為這種結構設計具有很強的優勢，是其他一些建筑結構設計所無法比擬的。但是這種鋼結構設計在某些地區目前還不是很成熟，在建筑工程中的應用不是很好。因此，為了更大范圍的發揮這種結構設計的優勢，確保這種鋼結構設計的質量，我們就需要對該種鋼結構設計進行分析，克服在輕型鋼門式結構設計中存在的問題，掌握其設計技術，使輕型鋼門式結構設計得到更大的發展。

1 輕鋼結構典型優勢

輕鋼結構屬輕型鋼結構的一種類型，其結構體系，簡言之，是由剛架為承重結構，配套輕型屋蓋和墻體圍護結構，以及相應的支撐系統所組成的結構體系。輕鋼結構和其他材料的結構相比，具有如下優點。

1.1 自重輕

輕鋼框架結構重量比很高，墻厚較薄，因此可以使房屋的跨度達到很大，鋼材可根據不同用途合理分配截面尺寸的高寬比，使用面積較其他結構要提高很多。這種截面模數大，具有優良的力學性能和優越的使用性能，結構強度高。輕鋼結構與混凝土結構相比，自重約為后者的一半。在工程設計中可以根據實際情況達到個性化的要求。

1.2 結構穩定性好，抗震性能突出

輕鋼框架結構穩定性良好，鋼梁、鋼柱組成柔性框架，可充分發揮鋼材強度高、延性好、塑性變形能力強的特點，以吸收部分地震能量，房屋的抗拉伸、扭曲、震動的能力得以強化。一般而言，其抗震能力是磚混結構的2倍以上，在高烈度的地震災害后，用于修復的費用減少。而且適合建造在各種地質條件的地基上，提高了結構的安全可靠性。

1.3 施工速度快

一般情況下，輕鋼框架結構建筑的施工由于設計標準化、定型化，構件加工制作工業化，另外加上現場安裝施工的過程中不受氣候影響，簡單快捷，時間相對鋼混結構住宅縮短工時1/3～1/2，加快了資金周轉，大大提高了投資回報速度。

2 輕型鋼結構廠房的優化設計

2.1 剛架最優柱距的確定

剛架的柱距與剛架的跨度、屋面荷載、檁條形式等因素有關。隨著剛架柱距的增大，剛架用鋼量是逐步下降的，但當柱距增大到一定的數值后，剛架的用鋼量隨著柱距的增大其下降的幅度較為平緩，而其他如檁條、墻梁的用鋼量隨著柱距的增大而增加，就房屋的總用鋼量而言，隨著柱距的增大先下降后上升。大量計算數據表明：一般情況下，門式剛架的最優柱距為6―9 m，柱距不宜超過9m，超過9m屋面檁條與墻梁體系的用鋼量增加太多，綜合造價并不經濟。因此，從綜合分析的角度看，確定合理的柱距才能既節省鋼材，又使設計真正做到定型化、專門化、標準化以及輕型化，從而推動門式剛架輕型房屋結構體系在我國的發展。

2.2 合理跨度的確定

在設計中，應該根據具體房屋的高度來確定合理的跨度，總體來說，當荷載和柱高一定時，我們在設計中就應適當加大房屋的跨度，這樣一來，剛架的用鋼量整體增加不明顯，但卻很大程度上節省了空間。通過大量計算得出：當檐口高度為7 m、柱距8.5 m，荷載情況完全一致的情況下，跨度在18―48 m之間的剛架單位用鋼量為18～35 kg/m2，當檐口高度為12 m時（其他情況相同），跨度在18―48 m之間的剛架單位用鋼量（Q235一B）為25―40 kg/m2，因此，在工藝要求允許的情況下，設計人員選擇方案時應選擇較為經濟合理的跨度，不宜盲目追求大跨度。

2.3 截面優化設計

實現截面優化的方法主要有兩種：

2.3.1 窮舉法。首先仔細計算和比較各種合理的構件截面形式，并在滿足具體設計要求的情況下，以用鋼量最少或造價最低作為控制條件，得到滿意的截面尺寸。門式剛架常采用變化構件的截面來適應彎矩的變化以達到節約鋼材的目的。除腹板的高度變化外，厚度也可根據需要變化，上、下翼緣可以用不同截面，相鄰單元的翼緣也可采用不同的截面形式。因此，影響整個剛架用鋼量的因素有上、下翼緣寬度、厚度，腹板的厚度，構件大頭、小頭的高度，而且這些因素之間也互相影響，互相不獨立。工程設計從形式上來說，是一種非常嚴格的力學和數學方法的精確運算過程。

2.3.2 用最優化理論。首先可以把問題歸納為一個單目標的問題，用鋼量最少或造價最低最為優化的具體目標函數，應力、位移等可以作為約束條件，最后用我們的數學方法得到最滿意的解。

事實上，結構設計中起重要作用的并不是那些運算方法和數學處理，而是一系列難以用精確的計算解決的、具有主觀色彩的決策問題。所以，完全用最優化理論來解決截面優化設計有很大的復雜性。當設計人員決定了結構形式后，截面優化比較簡單易行的方法是按照構件的內力來調整截面尺寸，經過試算來確定重量最小的截面。這種方法不但計算次數少，而且可以人工干預截面優化范圍，快速的得到比較理想的截面尺寸。

2.4 柱腳設計

輕鋼結構柱腳形式有兩種：即鉸接柱腳和剛接柱腳。對于鉸接柱腳，基礎僅受軸心荷載作用，設計相對比較簡單。但部分輕鋼節結構廠房都有吊車，依據《輕鋼結構剛架輕型房屋鋼結構技術規程》規定：用于工業廠房且有5 t以上的橋式吊車時，宜將柱腳設計成剛接；《技術措施結構2003）規定：當設有橋式和梁式吊車時，輕鋼結構剛架柱宜采用等截面構件，柱腳應設計成剛接。因此5 t以上的橋式和梁式吊車的門剛結構柱腳應設計成剛接；3 t及以下懸掛式吊車和無吊車的門剛結構，柱腳才可以設計成鉸接。有較大吊車的房屋，柱頂位移較大，柱腳采用剛接，使得每榀剛架形成超靜定結構，不但能減小柱頂位移而且具有更大的安全儲備。對于高寬比和風荷載較大的無吊車門剛結構，柱腳也宜設計成剛接。

同時當柱底板與混凝土基礎間的摩阻力不足以抵抗全部的水平剪力時柱腳還應設置抗剪鍵，抗剪鍵的設置需要計算。在基礎施工時應留置鍵槽，鍵槽每側寬出抗剪鍵不小于30 mm，底部空隙高度不小于20mm。在柱腳底板和基礎頂面之間留有一定空間，柱腳鉸接時不宜大于50 mm，柱腳剛接時不宜大于100 mm。

3 結束語

輕鋼結構設計對于建筑工程鋼結構設計來說具有十分重要的作用，對于鋼結構設計的發展也是具有重大意義的，因此我們應該加強對于輕鋼結構設計的探討。由于我國在建筑行業，特別是在輕型鋼結構建筑方面的發展還不是很好，在施工設計中還存在著很多的問題，因此，應該在輕鋼廠房的設計方面多做研究。并且由于我國的輕鋼結構廠房的需求量不斷增加，做好輕鋼結構廠房的設計就會更加的重要。

參考文獻：

[1]白洪源；余洋.關于輕鋼廠房結構設計的幾處解惑工程[J].建設與設計2011，（08）.

[2]賀劍.門式剛架輕鋼結構廠房的鑒定與加固方法研究同濟大學2008-03-01碩士

[3]鄒劍強；付桂宏；徐克利.設有100/20t吊車的重型鋼結構廠房結構設計[J].建筑結構2009，（04）.

[4]徐可心；楊金澄.淺談輕型門式鋼架結構廠房的設計吉林省土木建筑學會[J].2011年學術年會論文集，2011，（12）.

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關鍵詞:鋼結構設計 結構構造

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

1 鋼結構概述

隨著社會經濟的發展，鋼結構廠房在我國建筑行業中也隨之迅速的發展,在鋼筋混凝土建筑之后,鋼結構廠房是最具革命性的建筑新發展和新應用之一。與傳統的鋼筋混凝土結構相比,鋼結構的優點主要表現在以下幾方面:一、鋼結構的強度大相同跨度的廠房鋼結構的材質更輕，從而減輕結構的自重。二、鋼結構開間和跨度可以做的更大，內部分割更靈活。三、因為鋼結構的自重輕（部分樓面采用鋼格柵、屋面墻面可以采用夾芯彩鋼板），地震作用力比混凝土結構要小，從而也減小了基礎設計的內力，降低基礎造價。四、鋼結構材料的延性好，地震作用下能吸收更多的地震能量，地震來臨的時候有相對較多的時間逃生。五、鋼結構施工速度快，對于一些資金緊張（比如建設需要大量的銀行貸款，或者急需早日投產的項目）的企業來說，這些往往是決定性的因素。

2 鋼結構設計

2.1 收集資料

鋼結構設計過程的前期資料準備工作首先就是要收集環境資料,包括:使用年限內的基本風速、風壓和雪壓;當地的土壤類別;大氣中是否含腐蝕性成分;當地地震基本烈度及建筑物抗震設防分類標準和設計基本地震加速度值等等。其次,必須收集規范和標準,目前我國現時實行的主要設計規范是《鋼結構設計規范》GB50017-2003。再次,要了解結構設計的習慣做法,例如:坡口焊與刨平頂緊的使用,插入式柱腳和錨栓式柱腳的使用,建筑墻體采用開敞還是封閉等。

2.2 確定結構體系、柱網

鋼結構體系主要由橫向結構系統和縱向結構系統組成。橫向系統的具體情況根據工藝要求、廠房剛度要求、結構受力情況、材料選用情況等確定。縱向系統一般由柱及其支撐、托架、吊車梁及制動梁或桁架、墻梁等組成。

柱網的確定一般依據工藝要求、經濟柱距及跨度、建筑美觀等方面。造價主要包括基礎費用,鋼材用量、制作安裝難度及進度等。跨度的確定一般根據工藝的要求。廠房的劃分由起重量Q確定,當Q≤20t為輕型廠房;當30t≤Q≤75t為中型廠房;當100t≤Q≤250t為重型廠房;當Q>250t為特重型廠房。根據多年設計經驗總結,經濟柱距為:重型廠房地基差時宜采用24m,中型廠房地基差時采用18m、15m,輕型廠房采用12m;地基較好時廠房一般宜采用12m、18m柱距。經濟柱距的確定還應考慮吊車軌面標高等因素。

2.3 設計荷載及荷載效應的計算

結構設計應考慮的荷載包括:風載,地震荷載,活荷載,吊車荷載。按承載能力極限狀態設計鋼結構時,應考慮荷載組合。荷載的標準值、荷載分項系數、荷載組合值系數、動力荷載的動力系數等應采用現行的國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009中的規定。結構重要性系數γ0應采用現行國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068中的規定。

根據《鋼結構設計規范》GB50017中的規定,說明如何計算吊車荷載:作用于每個輪壓處的水平力標準值:Hk=αPkmax;Pkmax:吊車最大輪壓標準值;α:系數,一般軟鉤吊車α=0.1,抓斗或磁盤吊車α=0.15,硬鉤吊車α=0.2。

2.4 結構構造

鋼結構的主材是根據不同鋼型號的物理性能確定的,如:屈服強度和抗拉強度。高強螺栓是根據屈服強度、抗拉強度、承剪切能力、抗滑移能力和扭矩值來確定的。

3 鋼結構廠房設計中應注意的問題

3.1 鋼結構的腐蝕及防腐

造成鋼結構腐蝕的原因很多。首先是環境因素,鋼結構長期暴露在相對濕度比較大的環境中,就會產生腐蝕現象,而且環境中的酸、鹽等化學物質也會使鋼結構的腐蝕加速;其次是由于設計的不合理,例如:鋼架和墻體之間應該保留足夠的空間,便于維護;還有施工時控制不良,主要是由于涂料質量控制及施工過程涂膜厚度的檢查不嚴格造成腐蝕問題出現。

鋼結構的腐蝕生銹降低鋼結構的強度和承載能力,減少鋼結構的使用壽命,一旦由于腐蝕造成鋼結構變形、斷裂、垮塌就會造成難以挽回的損失,并且鋼結構腐蝕影響建筑物的美觀。因此,當務之急是做好防腐工作。選擇防腐涂料要考慮涂料的防腐年限、保光保色性、是否便于維修等。防腐蝕年限小于5年為短期防腐蝕、5年至15年為中等防腐蝕、大于15年為長效防腐蝕。室外鋼結構宜采用環氧富鋅底漆兩度、環氧云鐵中間漆兩度、聚氨酯面漆兩度,總漆膜厚度不小于150μm的長效防腐涂料。室內鋼結構宜采用鐵紅醇酸底漆一度、云鐵醇酸防銹漆一度、醇酸面漆兩度,總漆膜厚度160μm。

3.2 鋼材及連接材料的選擇

鋼結構既承受靜力荷載又承受動力荷載,必須根據其所受的荷載情況選用適當的鋼材,直接承受動力荷載的鋼材應具有較高的質量,需要驗算疲勞的鋼材對綜合性能要求更高。承重結構的鋼材根據規范宜采用Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼。承重結構采用的鋼材應保證在抗拉強度、伸長率、屈服強度含量等方面必須符合規定,。對受拉和受彎的鋼材應選用較高質量的,防止鋼材產生斷裂。焊接結構鋼材的質量要求應高于同樣情況的非焊接結構鋼材,應保證含碳、硫、磷的量符合規定。鋼中硫含量過高會造成鋼材的熱脆現象，而磷含量過高會造成鋼材的冷脆現象，對經常處于或可能處于較低溫度下工作的鋼結構,尤其是焊接結構,應選用化學成分和力學性能質量較好的鋼材。鋼材質量等級:Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼可分有A、B、C、D、E五級。下表描述了焊接結構和非焊接結構在不同的工作溫度下所使用的不同的鋼材質量等級。

如表1所示。

表1

3.3 鋼材焊接裂縫

焊縫裂紋出現的原因:(1)廠家的焊接質量較差,同時運輸過程中的振動使原始的裂縫加大甚至開裂。為了保證安全,質檢人員應該重視這些焊縫、加強對焊縫的檢驗力度,保持大板梁等長度較大鋼結構在吊裝運輸過程中受力均勻、不發生大的變形,以避免裂縫的出現。(2)焊接時焊劑焊條潮濕、焊接坡口沒有清理,在氣體保護焊時,有油污、氣體保護不當進入空氣,導致氣孔的產生,可能引起裂縫。因此在焊接前,要將焊接部位徹底清理干凈,在鋼結構制作過程中要按照焊接相關規程對鋼材進行保管存放,對于存在氣孔的部位要引起高度的注意,防止焊接裂縫產生。

4 結語

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【關鍵詞】房建；鋼結構；施工技術

近年來，我國房建工程總量增多，隨之而來的是鋼結構使用的增多與范圍的變廣。鋼結構雖然在我國房建施工中占有了很大的份額，但是在實際的施工過程中還是不可避免的暴露出一些問題。這些問題如果不能及時獲得解決，就會對整個施工過程造成影響，嚴重的還會影響人民的生產與生活。因此，我們一定要注意選擇質量優良的鋼結構材料，恰當的施工技術，將發生施工事故的風險降到最低。

1 我國房建中鋼結構類型的基本類型

1.1 低合金高輕度結構鋼

鋼結構有很多種，但是在我國目前的房屋建筑中，主要由以下兩種鋼結構的類型。一是碳素結構鋼，二是低合金高強度結構鋼。與碳素結構鋼相比，低合金高強度結構鋼有較高含量的金屬元素，是低合金鋼中的一種。從整體上來看，碳素結構鋼的強度要要低于低合金高輕度結構鋼。低合金高強度鋼也因此具有了較大的剛度以及將強的穩定性以及較好的承載力。也因此而往往掛鉤在高負荷和跨度結構中并有更良好的表現。

1.2 碳素鋼結構

作為我國最常用的工程用鋼，碳素結構在我國鋼結構的應用中十分廣泛。我國針對碳素鋼結構有專門的規定。用“Q”來代表屈服點，用數值來表示屈服點的數值。同時還有重量等級符號以及托養方法作為輔助的標準。在我國現行的規定中，總共分成了五類鋼結構：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。Q235的碳素鋼結構通常用于建筑工程的焊接結構中。質量等級則主要由結構中硫磷雜質的含量多少來劃分，并按照從多到少用A＼BC＼D＼E來表示。在進行鋼材的選擇的時候，應當將剛才的性能特點以及質量標準等納入到考慮的范圍之內。同時結合施工的需要以及對于鋼結構的要求來進行選擇，務必選出最適合當前施工狀態的鋼材。同時，在進行選擇的時候還應當考慮到焊接情況以及施工外界環境對于鋼材的影像以及特殊要求，將這些內容綜合考慮選擇最合適的鋼材。尤其是對于沸騰鋼的選擇，應當注意當外界環境低于-20℃時不應當采用此種鋼材。

2 鋼結構的主要特點

在承載力大、跨度較大的工程中常常使用鋼結構。由于鋼結構材質較為均勻，質量也很穩定，與其他材料相比更具有可靠性能。與此同時還具有體積小質量輕的優點，極大地方便了鋼結構在施工過程中的運輸與存放，節省了大量的人力物力。另外，其具有的較強的高輕度、可塑性能以及韌性都拓寬了他的適用范圍，使得鋼結構能夠更加廣泛的應用于各種建筑工程中。還有，鋼結構正在走工業和預案的道路，由工業統一制造安裝，省去了大量的人力操作，縮短了成型時間，也保證了鋼結構的準確性。但是，鋼結構也有一定的缺點，與一些耐火材料相比它的著火點較高，防火性差；與一些防腐材料相比，它比較易腐蝕。

3 鋼結構基礎施工的主要技術

施工質量的好壞很大程度上是由鋼結構施工技術需按取得成功與否決定的。在選取施工技術時，應當結合房建工程的實際情況和對于鋼結構的具體要求選擇適當的鋼結構施工技術。反之，如果選擇的鋼結構技術不恰當，就會對工程的造成嚴重的影響，嚴重的還會危及到施工人員以及住戶的生命安全。因此，在進行鋼結構施工技術選擇的過程中，一定要嚴格按照相關規定的要求，也只有這樣才能夠提高鋼結構技術的應用效果，進而保證整個工程的整體質量。

3.1 螺栓的預埋和安裝

鋼結構的定位主要依靠地腳螺栓的精度實現的。地腳螺栓位置的精確與否，直接關系到了鋼結構能否精準定位。地腳螺栓的基礎軸線的唯一應當不超過2mm的范圍。標高的偏差則不應超過5mm。在完成對于遞交螺栓的預埋工作后應當緊接著進行兩次復測，已確認螺絲的位置是否在誤差允許的范圍內。另外，在安裝螺栓的時候一定要嚴格的按照相關規定進行，要將螺絲沿著一定的絲放，注意掌握力度不能夠生硬地穿過，應當在保證點圈的抑制性以及具體朝向準確無誤的基礎上傳入，還要擰三次來確保螺栓已經緊固。

3.2 吊裝

吊裝有兩個層面：一是鋼柱吊裝，二是鋼梁吊裝。在鋼柱吊裝的過程中既應當建立在保護住腳螺栓的基礎上，又應當確保鋼柱不與其他物件碰撞。而對于鋼梁的吊裝應當在吊裝之前就制定好詳細的方案，并考慮鋼梁的體積較大，與鋼柱相比也較為脆弱，更要注意吊裝過程中的保護措施。

3.3 焊接

鋼焊接的效果好壞，影響因素有很多。擁有上崗證的焊工才能夠嚴格按照相關規定，沿著正確的程序施工作業。由于鋼結構的焊接是鋼結構施工技術中十分關鍵的部分，因此我們都應當對該步驟提起足夠的重視。除了在施工現場配備專業的焊接設備之外，還要精心選擇質量較好的焊條，并檢查、清理焊縫，以減少外界環境對于焊接的影響。同時，在進行焊接之前一定要有一個詳細的規劃，然后嚴格地按照規定進行操作，還要設立檢查機制，對于焊接處進行二次確認，保證焊接的質量。

3.4 整體提升大型鋼屋蓋

近階段，袁立偉帕斯卡液壓原理的危機液壓整體提升技術被我國鋼結構建筑引入。該技術能夠按照作業點的要求，通過對微機進行智能控制來實現整體提升鋼屋頂的步驟，大大減少了人力與物力，縮短了鋼結構技術所需的時間。

4 結束語

雖然鋼結構施工技術在近些年來發展迅速，取得了一定的成就，但是，在實際的施工過程總還是不可避免的暴露出了一些問題。這些問題如果不能及時解決，將會直接影響到了整個工程的質量好壞，嚴重的還會影響人民群眾的生命財產安全。因此，在鋼結構設計中，我們應當結合實際情況，需要對鋼結構的材料以及鋼結構的技術進行選擇，以保證選用的鋼結構符合施工的要求，更好地發揮應有的作用。同時，要注意鋼結構施工中的各項要求，并嚴格執行。也只有這樣，才能夠保證施工的質量，促進鋼結構施工技術的發展。

【參考文獻】

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[2] 黃振妹.多層高跨鋼結構施工質量控制[J].安徽冶金科技職業學院學報. 2006（02）

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關鍵詞：鋼結構 施工 技術分析

鋼結構是指以鋼材為材料做成受力構件的結構，因其具有承載力強、自重輕、強度高、施工快、抗震強等優點，與鋼筋混凝土結構相比，在高、大、輕3個方面具有獨特的優勢，在高層建筑中應用廣泛，如上海金茂大廈、深圳賽格大廈、大連世貿中心等就是采用高層鋼結構的工程。煉鋼技術和成型制造工藝的發展，給鋼結構工程的應用帶來新的活力，同時推動了鋼結構設計與施工技術的不斷進步及完善。在此，本文主要談談高層建筑鋼結構施工技術。

1鋼結構的優勢

鋼結構的優勢有：自重輕，便于運輸和安裝，可跨越度大，用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的1/2；抗展性好；鋼材的塑性和韌性好，即鋼結構不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞，且對動力荷載的適應性較強；設計風格靈活、豐富，在梁高相同的情況下，鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大50%；鋼結構多采用螺栓連接，結構輕，施工簡便，施工安裝周期短；可以有效保護環境，即鋼結構產生的噪音小、粉塵少，對土地資源破壞小，產生的固體垃圾量小，廢鋼資源回收價值高；綜合造價低；鋼結構工業化制作程度高，便于機械制造，集約化生產，精度高，安裝方便，質量易于保證。

2材料選擇要點

目前，我國建筑鋼材一般只用兩種，即碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼，其相應的國家標準為《碳素結構鋼》（GB700―88）和《低合金高強度結構鋼》（GB/T1591―94）。以前常說的三號鋼和 16Mn 鋼就分別屬于碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼。鋼材應有抗拉，屈服強度和硫、磷含量和碳含量的合格保證。所使用的鋼材應具有鋼材的質量保證書，其品種、規格、性能要符合國家產品標準要求，化學成分也要符合相關要求。鋼材表面質量在符合國家現行有關標準規定的基礎上，還應符合以下規定：當鋼材表面有銹蝕、麻點等缺陷時，缺陷深度不能大于該鋼材厚度負偏差值的1/2；連接材料中的焊條焊劑要有產品質量證書，并符合國家要求，藥皮不能脫落，焊芯不能生銹，焊劑不能受潮。保護氣體的純度要滿足施工工藝要求，在使用二氧化碳做保護氣體時，二氧化碳純度不能低于99.5% ，其含水量要小于0.05% 。⑥涂裝材料要有出廠證明書和說明書，并符合國家標準和設計要求，涂料色彩按照設計要求正確使用，必要時可以作樣板。防火涂料技術性能要滿足施工需求，并通過國家正規檢測機構的檢測符合相關標準的規定。⑧防火涂料在使用時要檢驗粘結強度和抗壓強度，并符合國家標準的規定。壓型金屬板板材的規格，品種，材質要符合設計和國家現行有關標準規定。

3鋼結構施工的質量控制

3.1 鋼結構建筑的基礎通常都采用混凝土立柱，基礎的混凝土鋼筋、模板的施工與其他工程的施工方法相同而基礎立柱中預埋的螺栓是更是質量控制的重中之重，每個螺栓及每組螺栓之間的高度間距的偏差，直接影響著工程的整體質量。具體如下：取鋼柱底板大小的鋼板三塊（其中兩塊厚 20mm ，一塊 8 ～20mm 均可），2mm 厚的兩塊銅板按照鋼柱底板螺栓孔位置、大小開孔，將三塊鋼板組裝在一起，把一組螺栓插入螺孔，用 Φ14～Φ16 的鋼筋將螺栓焊接為一體，上下各一道并可以重復多次使用。螺栓間間距及高低必須在規定的偏差范圍之內。在混凝土澆筑前，用經緯儀將螺栓組進行精確的定位.再用 Φ14～Φ16 的鋼筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓鋼筋端頭頂正模板上，上下各一道，這樣每組螺栓之間的間距、高低可以控制并不被損壞。做好施工交接。土建工程結束后.將螺栓組間的（軸線間距）、高低，每一個柱身澆筑的高度用經緯儀進行測量，驗收后，組織相關安裝人員進行驗收，驗收后要求鋼結構安裝人員進行復測。

3.2 鋼構件的加工現已實現工廠化的生產，鋼構件的進場質量驗收就顯得至關重要，構件進場除了核查數量，并進行表面檢查外，還需要檢查以下資料：①鋼材材質的檢驗單，②鋼材的材質證明（復印件須蓋生產單位公章，并且說明原件存放地）；③無損檢測報告和探傷檢測報告。在安裝柱，梁時，主要檢查柱底版下的墊鐵是否穩定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、側自彎曲、螺栓的擰緊程度以及摩擦面清理驗收合格后，方可起吊施工。當鋼結構安裝完，并進行驗收合格之后，要求施工單位將柱底板和基礎頂面的空間用膨脹混凝土進行二次澆筑。鋼結構工程螺栓的連接通常使用高強螺栓和普通螺栓這兩種，普通螺栓連接，每個螺栓一端不能墊 2 個以上墊片，螺栓擰緊后外露螺紋不能少于 2 個螺距；高強螺栓使用前需要檢查螺栓的合格證和復試單，安裝過程中板疊接觸面要平整，接觸面必須大于 75%邊緣縫隙不能大干 0.8mm，高強螺栓要自由穿入，不能用工具敲打和擴孔，不能強制穿入。高強螺栓不能作為臨時螺栓，螺栓擰緊要注意按一個方向施擰，當天安裝的要終擰完畢，并逐個嚴格檢查，對欠擰、超擰的要及時補擰或更換。不合格的焊縫不得擅自處理，同一部位的焊縫返修次數不能超過 2 次。鋼結構涂刷前，構件表面不能有異物，涂刷遍數和厚度應符合相關規定。在監理施工過程中，要求施工人員先固定鋼窗一邊的柱子，待釩窗完全固定并就位之后，再焊接另一邊的立柱這樣便可以保證鋼窗與立柱之間不會有縫隙。壓抑彩板進場后，要對其進行檢查，并復核施工安裝有關鋼構件的安裝精確度；清除檁條安裝時的焊縫藥皮和飛濺物，并涂刷防銹漆對鋼構件進行防腐處理。安裝彩板時，要按墻面的順序進行排版，從墻面的一側開始進行，再用螺釘固定，墻板接縫處要做好防水處理。

4結語

鋼結構與其他結構相比，在使用功能、設計、施工及綜合經濟方面都具有優勢，鋼結構建筑具有良好的空間感，能合理布置功能區間：利用鋼材強度高的特點，設計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，適合創新、彈性設計的高層建筑結構體系。鋼結構超高層民用建筑的推廣和使用，標志著我國超高層民用建筑的開發和建設己步入了鋼結構體系時代。

參考文獻：

[1]王祿鵬，李晉民 .高層鋼結構施工管理技術 [J].鋼結構，2005，（1）.

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【關鍵詞】鋼結構；土木工程

1.土木工程中鋼結構的特點

1.1強度

一般來說，結構構件承受或者容納作用效應的能力是由材料的強度來決定的。可以利用有關的國家標準來確定結構鋼的構件性能，這些標準中列出了鋼結構可使用的材料，比如建筑結構鋼要滿足CSA標準ASTMstandardA992/A992M或者CAN/CSAG40.20/C40.21等相關標準的要求。近幾年來，建筑用鋼發生了很大的變化，過去的建筑結構所用的抗拉強度以及屈服強度相關數據均摘自于CISC（2006）歷史記錄，而目前加拿大對于工程結構鋼以及普通建筑結構鋼的標準定出7個鋼種和8個強度級別。根據屈服強度其范圍為260～700Mpa。不過并不是全部的鋼種都有所有的強度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結構設計，那么對鋼種類型和強度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結構可以減少物料消耗、減輕結構自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結構成本。

1.2剛度

振動、變形等適用性參數由構件的剛度來決定，進而由結構體系的剛度來決定。結構體系的實際剛度又由其構件和連接件的分布來決定。不過簡單說來，構件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結構鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強度在20-40Gpa范圍內的混凝土其彈性模量通常在20-28GPa范圍內；即使對于高強度混凝土來說，其彈性模量也不過在40-45GPa之間，由此可見，鋼結構的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結構的剛性有著顯著的優勢。

1.3延性

延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結構設計中，特別是抗震設計中比較重要的特性參數，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結構框架經歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結構可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內在的延性并不一定都會轉化為建筑結構的內在延性，因此要充分認識到這一點，采取適當的設計策略和可靠、穩定的滯消機制。通常一個設計具有延性響應就要有足夠的材料截面、材料延性以及結構延性和構件延性。延性值的能力和需求要與變延性水平、曲率延性（構件延性）以及位移延性（結構延性）所匹配。不過雖然鋼結構的應變延性比較高，但是因為受彎構件的受力不穩定，所以構件的曲率延性經常不足。

1.4韌性

衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩定裂紋的擴展。韌性通常表示鋼結構在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業變形，是鋼結構一個很重要的特點。正是因為鋼構件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產生裂紋的可能性。鋼結構足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結構來說更要具備此特性。鋼結構的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區設計鋼結構，首先要考慮韌性。相對來說，低碳鈮鋼比高碳鋼成分鋼更能改善韌性。

1.5整體

由上可知，無論是從剛度、強度還是在延性方面，鋼結構都要優于鋼筋混凝土，并且鋼結構可以比較容易建構出有異國風情的建筑形式，通常鋼結構系統可以提供最佳的設計靈活性以及最大的空間利用率。鋼結構的另一個優點就是：它還是一個理想的懸臂施工體系。適當的應用空腹鋼鐵托架以及構件腹板開孔，可以為管道以及其它供電線路提供通道，不僅降低了樓層的高度，而且增加了審美吸引力。鋼架像在鋼結構中一樣，被用來擴展現有的混凝土建筑結構或者增加樓層。在進行施工時，裝配鋼結構的施工人員要遠遠少于混凝土建筑結構所需要的人數；與混凝土建筑相比，鋼結構的安裝以及制作質量都要更加的可靠和簡便。并且在修改時，鋼結構比混凝土結構更加容易，成本更低，特別是要附加支撐系統時，鋼結構可以更加快施工進度。

2.鋼結構的缺點

當然，每種材料都不是完美的，所以鋼結構的應用和施工也存在著一定的缺點，其主要表現為以下幾個方而：

2.1材料缺點

盡管鋼結構的剛度要遠遠大于混凝土，但是對于一個給定的負載，鋼結構的構件截面剛度則要小于與其對比的混凝土結構，這主要是因為鋼的強度優勢導致其構件的尺寸相對較小。因此要提高這些構件的穩定性，就要增加型鋼的尺寸或者采取填充混凝土以及外包混凝土的措施，以提高截面的剛度。并且鋼材的耐火性和耐腐蝕性都相對有欠缺。鋼材長期受到100度的輻射熱時強度的變化不大，表現出一定的耐熱性能，但當溫度達到150度時，就要采用隔熱層進行保護，并且重要部位的鋼結構一定要涂刷防火涂料。

2.2市場環境

2.2.1設計力量較薄弱

在設計建筑結構時要注意結構的功能要求是不是屬于鋼結構合理的應用范圍。通常在設計較高承載力需要使用鋼結構時，要考慮用不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限狀態為準則。鋼結構有很多節點，要對每個螺絲、墊板以及焊縫進行精確的計算，而且每個專業要一次性到位，所以鋼結構的設計要比混凝土結構的設計更復雜，并且圖紙也遠遠多于混凝土結構。

2.2.2鋼結構生產未形成體系

只有在大規模生產的情況下才可以體現出鋼結構的優越性。并且目前鋼結構的生產標準、價格標準以及質量標準都沒有統一，國家標準以及監管機制方面也都有一定的欠缺，因此很多設計師以及開發商都相對比較茫然。

2.2.3價格問題

由于鋼結構的生產未形成體系，因此鋼結構的價格比較高。雖然鋼產量近年有大幅度的提高，但是人均產量仍然相對較低，鋼材仍是我國國民經濟中比較貴重的材料，而混凝土的價格優勢就體現出來了。

3.鋼結構施工安裝要點

整體來說鋼結構的施工流程比較復雜，并且建筑的要求不同，在細節上也有很大的差異性。此處列舉三點進行簡單說明。

3.1選材與連接

鋼材通常分為板材、型材、金屬制品以及管材四大類。土木工程中的建筑鋼材通常采用普通的低合金鋼、優質碳素結構鋼以及普通碳素鋼等，碳鋼的塑性比較低，但是硬度強度比較高。在鋼結構中，柱子截面一般多為箱形截面或者寬翼緣“工”字形，另外還有“十”字形截面等等；梁多數是焊接或者軋制的“H”型鋼梁，如果要求特殊也可以符合截面，在安裝前要對主要的焊接接頭做焊接工藝的試驗，定出焊接的格料和各項參數。

篇10

【關鍵詞】特點；不足；施工方法

On the steel used in civil engineering

Sun Sheng-nan

（Chengde City Bureau of Housing and Urban Development Property Management Office Chengde Hebei 067000）

【Abstract】Civil engineering disciplines as an important foundation， its important attributes for a comprehensive， social， practical， unity. Steel works as an important branch of civil engineering， in improving the national economy development and people's lives to play an important role. Meanwhile， many industries have played a role in promoting revitalization. Development and scientific and technological progress and economic prosperity are inextricably linked steel works.

【Key words】Features；Inadequate；Construction method

1. 土木工程中鋼結構的特點

1.1 強度。一般來說，材料的強度決定結構構件承受或容納作用效應的能力。利用相關的國家標準來確定結構鋼的構件性能，這些標準中列出了鋼結構可使用的材料，比如建筑結構鋼需要滿足CSASTMstandardA992/A992M或者CAN/CSAG40.20/C40.21等相關標準的要求。近些年來，建筑用鋼發生了很大的變化，過去的建筑結構所用的抗拉強度以及屈服強度相關數據均摘自于CISC（2006）歷史記錄，而目前加拿大對于工程結構鋼以及普通建筑結構鋼的標準定出7個鋼種和8個強度級別，屈服強度范圍為260～700MPa。不過并不是全部的鋼種都有所有的強度級別，因此如果是一個特定的建筑鋼結構設計，那么對鋼種類型和強度級別的選擇就非常重要。從整體來說，采用鋼結構可以減少物料消耗、減輕結構自重、降低支撐部件與地基的尺寸，最終降低整個建筑的結構成本。

1.2 剛度。剛度決定構件的振動、變形等適用性參數，進而決定結構體系的剛度。其構件和連接件的分布又決定了結構體系的實際剛度。簡單來說，構件的剛度由材料的幾何截面特性以及材料的彈性模量來決定，結構鋼的彈性模量通常為200GPa。而普通密度抗壓強度在20～40GPa范圍內的混凝土其彈性模量通常在20～28GPa范圍內；即使對于高強度混凝土來說，其彈性模量也不過在40～45GPa之間，由此可見，鋼結構的鋼性是混凝土的十倍及五倍左右，所以鋼結構的剛性有著顯著的優勢。

1.3 延性。延性指的是某種材料拉伸的過程中無斷裂的塑性變形能力。一般情況下延性是結構設計中，特別是抗震設計中比較重要的特性參數，地震中幸存的建筑物直接依賴于主要結構框架經歷大的非彈性變形時的滯后耗能性。鋼結構可以說是目前使用最廣泛的、韌性最好的工程材料之一。不過材料內在的延性并不一定都會轉化為建筑結構的內在延性，因此要充分認識到這一點，采取適當的設計策略和可靠、穩定的滯消機制。通常一個設計具有延性響應就要有足夠的材料截面、材料延性以及結構延性和構件延性。延性值的能力和需求要與變延性水平、曲率延性（構件延性）以及位移延性（結構延性）所匹配。不過雖然鋼結構的應變延性比較高，但是因為受彎構件的受力不穩定，所以構件的曲率延性經常不足。

1.4 韌性。衡量材料斷裂前吸收能量以及塑性變形的能力的指標就是韌性。它可以抵抗缺口部位的不穩定裂紋的擴展。韌性通常表示鋼結構在制造、安裝以及使用過程中可以承受比較大的工業變形，是鋼結構一個很重要的特點。正是因為鋼構件的韌性才使其在彎曲、剪切、沖孔、鍛造、鉆孔等制作過程中降低了產生裂紋的可能性。鋼結構足夠的斷裂韌性是必須具備的，特別對受到交變荷載以及沖擊荷載的建筑結構來說更要具備此特性。鋼結構的斷裂韌性對于溫度條件很敏感，并且隨著溫度的減小而降低。所以在天氣寒冷的地區設計鋼結構，首先要考慮韌性。

由上可知，無論是從剛度、強度還是在延性方面，鋼結構都要優于鋼筋混凝土，通常鋼結構系統可以提供最佳的設計靈活性以及最大的空間利用率。

2. 土木工程中鋼結構的不足

2.1 使用年限比較短。

鋼結構的一個致命的缺點就是使用年限比較短，但通常壽命僅有5～10年，然而混凝土結構最大的優勢就是可以永久使用。假如，住宅建筑采用鋼結構，那么很多人就會放棄購買，這就必然影響了建筑物的銷售，因此，我們必須要引起高度的重視。

2.2 價格較高。

受多種因素的影響，當前，我國的鋼結構生產一直未形成體系，所以說，其價格依舊是國民考慮的關鍵問題。

2.3 生產體系未形成。

鋼結構生產的優越性務必要進行大規模的生產才能得以體現。當前，我國鋼結構質量標準、生產標準、價格標準都尚未成形，國家監管的力度也比較弱，使得開發人員與設計人員都很茫然。

2.4 設計復雜。

建筑結構在設計的時候，要到充分的注意到其使用的范圍，在設計較高承載力的時候就需要采用鋼結構，要兼顧到不適合繼續承載的巨大變形為結構設計的極限。其中鋼結構的節點多，計算一定要精確而且還得盡量做到一次就位，因此鋼結構的設計就更加的復雜化，圖紙也會更多。

2.5 材料的不足。

鋼結構的剛度大于混凝土，但對于負載而確定的情況，鋼結構的構件則小于與其對比的混凝土結構，主要是因為鋼的強度使構件的尺寸較小。假如我們要想提高構件的穩定就需要增加鋼的尺寸，使得其成本增加。且鋼的腐蝕性與耐火性均有待提高，一旦溫度超過所能承受的限度，就得需要采用隔熱層來進行保護，其中重要的部位必須要做防火處理。

3. 土木工程鋼結構施工中的一些方法

3.1 鋼結構安裝要點。

根據土木工程項目設計的不同，對剛結構施工安裝的要求也不盡相同，總的來看，該過程較為復雜，此處只作一些簡要的說明。

（1）選材與連接。

一般情況，我們把平時使用的鋼材劃分為四類，即板材、型材、金屬制品和管材。土木工程中的建筑鋼材常常首選普通的碳素鋼和低合金鋼，如有一定需要，也會考慮優質的碳素結構鋼。在鋼結構為主的土木工程項目中，柱截面較為常見的是寬翼緣“工”字形，“十”字形截面等等；梁多數是“H”型鋼梁。在安裝以前，就要明確的計算出所需各項鋼材的參數，梁與梁之間、梁與柱之間的連接，可以采取焊接連接或高強螺栓連接，特別要注意高強螺栓的連接孔位的精度。

（2）油漆工藝流程。

首先，要處理掉鋼材表而的污垢，第二步就是去銹。這兩個步驟我們要根據實際情況采取不同的處理方法，如果鋼材表面銹蝕較小，我們可以采用手工刷打、打磨的方法；如果銹蝕較為嚴重，我們需要采取機器先行處理，然后進行手工輔助，總之，做好鋼材的基層處理就是要使鋼材的表而光亮、平滑、煥然一新。在基層處理的基礎上，我們需要保證鋼材表面的干燥，涂防銹漆和刮膩子的過程中一定要細致到位，不能使涂料填蓋鉚孔。確保刮平、干燥以后，不宜將材料堆放時間過長。如有特殊原因，不能及時使用已處理的鋼材，我們要對材料進行再加工。

3.2 鋼結構的施工特點。

構件加工運輸吊裝要細致。鋼結構構件的截面尺寸要求嚴格，而鋼結構的構件的截面厚度又較薄，因此構件的加工質量至關重要。在運輸過程中應保證構件不變形不受損，到現場時，堆放場地要通風且防潮防腐，且一般置于吊裝運輸等機械的回轉半徑內，便于運輸和吊裝。鋼結構既然有防火防腐要求，因而防火防腐涂料本身的質量和涂裝就要加強監督和管理，包括金屬表面基層的處理、油漆的遍數和涂刷厚度以及檢驗要求等。

4. 結語

隨著社會的發展，人們對建筑的質量、美觀要求更高，鋼結構不斷普遍運用到建筑工程中，這是符合建筑發展趨勢的。其在質量、施工、成本上都具有很大的優勢。因此，在鋼結構設計時我們要不斷的提高設計理念和行業認知，提高專業人士的技術能力，還要不斷的培養專業人才，為鋼結構施工提供強有力的保障，也促進我國建筑行業的健康發展。

參考文獻

[1] 梁爽.土木工程中的鋼結構應用與研究[J]科技致富向導，2013 ，07：48.