建筑钢结构论文实用13篇

建筑钢结构论文
建筑钢结构论文篇1

1.2轻型钢结构主体稳定

轻型钢结构建筑的建筑材料重量轻,而且材质分布很均匀,材料本身就具有非常好的抗震功能。轻型钢结构主要的承重构件是钢结构的,所采用的钢材塑性、韧性都非常好,而且钢结构自身还可以承受很大的动力荷载,轻型钢结构的杆件基本上都是在工厂经过精密的计算之后加工出来的,这也在一定程度上保证了钢材的质量。在一些地震比较频繁的地区,轻型钢结构体系始终是厂房建设的首选钢材结构,同时还被用做地震后的救灾安置房钢材。用于地震救灾安置房主要是因为轻型钢结构体积轻,因为地震区在震后还会出现很多的余震,这些余震虽然震感不是特别强烈,但是对于一个刚刚经过大地震的地区来讲则是致命的,所以运用轻型钢结构材料作为安置房的钢材,可以很好保护人们免受第二次的伤害。

1.3施工建筑方式简单方便

轻型钢建筑是采用最为先进的自动化制造设备批量生产出来的,建筑的大体可以进行现场组装,在现场安装的时候不会受到气候等外界因素的影响,施工的速度非常快,一般比较普通的厂房在三个月之内就能够完全安装完毕。

2轻型钢结构工业建筑空间设计

2.1整体式轻型钢结构体系

门式钢架建筑体系的结构工业化生产程度会更高一些,在建筑使用后,进行拆除时对资源的重复利用率也是最高的,这种建筑体系非常适用于工业厂房和仓库的建设,也正是因为如此,这种建筑体系逐渐成为了现阶段工业建筑设计中使用最广的一类轻型钢结构建筑体系。

2.2轻型钢结构屋盖体系

2.2.1网架结构网架结构最早是在20世纪40年代兴起的,一经兴起就取代了当时普遍使用的钢筋混凝土壳体结构,之后又建造了一些非常经典的公共建筑,比如英国的哈罗文娱中心、美国的芝加哥国会大厅、我国的首都体育馆等建筑都是网架结构的。

建筑钢结构论文篇2

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史,1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起,到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长,以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高,使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面积比率越来越大,在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑;同时高强度钢材应运而生,在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。

超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。来源于/

一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史,并在设计和施工中积累了不少经验,已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》。

1、钢材的国产化

国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》(YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-94)又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。

2、钢结构设计国产化

截止2003年3月,我国已建和在建的高层建筑钢结构有60余幢,按其结构类型划分,钢框架-RC核心筒占4314%,SRC框架-RC核心筒占1617%,二者合计6011%;钢框架-支撑体系占1813%;巨型框架占813%;纯钢框架占617%,筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明,目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。

鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究,所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。

国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。

钢结构设计分两个阶段,即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式,无构件图、节点图和钢材表等,对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此,建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题,国内应多做一些理论和试验研究工作,比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低,在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面,国际上研究和应用较多,国内应加快进行此方面的研究。

二、高层及超高层结构体系

对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。

对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

三、钢结构制作与安装1、钢柱的安装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。

100m高的超高层钢柱一般分为8~12节构件,钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度,即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,要求对每节钢柱应编号予以区别,正确安装就位。

矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊,不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。

钢柱标高的控制一般有二种方式:

(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格,这种制作安装一般在12层以下,层高控制不十分严格的建筑物。

(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上,精度要求较高的层高,应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。

2、框架梁的制作与安装

高层、超高层框架梁一般采用H型钢,框架梁与钢柱宜采用刚性连接,钢柱为贯通型,在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。

框架梁应按设计编号正确就位。

为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性,在工厂制造时,在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿),悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝,腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接。

由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(d0为螺栓孔径),并应保证孔边距的要求。

框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度,需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度。

建筑钢结构论文篇3

一、做好施工前的准备工作

首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立;②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。

二、塔吊的选择与布置

塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。

三、严格原材料

钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中,首先钢筋的质量证明文件应齐全有效,且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证,材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的二倍。

四、钢构件验收

钢构件住进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收,对中心线不清晰的要重新弹上安装线。

五、螺栓安装

钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大干75%,边缘缝隙不得大干0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧应按一个方向施拧,当天安装的应终拧完毕,终拧完毕应逐个检查,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。

六、钢柱安装

按结构平面形式分区段绘制吊装图,吊装分区先后次序为:先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,先柱后梁、先主梁后次梁吊装,使每日完成的工作量可形成一个空问构架,以保证其刚度,提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度,在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面,并用水平仪找平后,开始吊装钢柱。吊装钢柱时,为了防止意外事故出现,在柱的上端活系两根缆风绳,可以从多个方向临时固定,也可用来调整垂直度。测量校正,钢柱吊装就位后,用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控,微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。七、焊接

钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。

八、门窗工程安装

钢窗安装质量的控制重点有两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是,钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱,有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中,要求施工单位先固定钢窗一边的立柱,待钢窗完全固定就位后,再焊接另一边的立柱,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。

总之,我国正在大力发展钢结构高层民用建筑,我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验,满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。

参考文献:

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[4]沈祖炎,钢结构基本原理[M].北京,中国建筑工业出版社,2004.

建筑钢结构论文篇4

近数十年来,前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家,其钢产量轮流位居世界第一位。因此,这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期,我国在这方面的发展则比较缓慢,水平也相对落后。近几年来,随着我国改革开放政策的实行和推进,我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间,我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年,我国钢产量首次突破亿吨大关;1998年我国钢产量已达11434万t,而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前,我国与发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距,因此,为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用,我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。

中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%.在我国,钢在建筑中主要用于建筑用钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构上的也就200~300万吨。

根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据,美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是:在20世纪50、60、70、80和90年代,以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出,美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。

2低层、多层建筑钢结构和轻钢结构

美国金属建筑的主要市场分布:工业(生产用厂房、仓库及辅助设施等)、商业(商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等)、社区(私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等)、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。

在美国,低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会(AISC和MBMA)联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%.

轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“H”型截面做主与梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特点。由于自重轻,也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场,我国企业应奋起直追,创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系,以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。

3高层及超高层钢结构

由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高,最大的结构采用的都是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑,它们是:

1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦(1969年以前一直是最高的);

1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心(南北两座);

1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦;

1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦(KLCC,号称目前世界最高,但美国的西尔斯大厦有异议);

我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层,建筑高度421m,结构高度395m,也跻身于世界最高行列。如果上海浦东环球金融中心大厦(95层460m)建成,则堪称世界最高,实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m,为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑,这又是我国的一大光荣。

巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼,该建筑内部布置大开口和大空间庭院,其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析,这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼,63层、高298.74m,也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形,其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”,通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系,具有极好的整体效应和抗推刚度,其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦(DIB-200),高800m,地上200层,地下7层,总建筑面积150万m2,由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层(200m)的框筒柱,1~100层设4个柱,101~150层设3个柱,151~200层设1个柱,每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统,进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦,是诺尔曼。福尔特设计的。

4大跨度钢结构

大跨度或较大跨度大都采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。

大跨度钢结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m(正放四角锥)。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶(Astrodome,直径196m)及新奥尔良超级穹顶(Superdome,直径207m)。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6m,结构直径187.2m,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186m×235m),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222m,是当今最大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(Skydome,直径203m),降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来研究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶(TheMilleniumDome),1997年6月开始拟建,仅用一年时间施工,1998年6月举行升顶仪式,该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱(柱本身90m)通过总长度70km的钢缆绳悬挂起来的,桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m,中间设有中心索桁架和70m直径环,上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆(Teflon)的玻璃纤维布。工程总面积8万m2,总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然,从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,为此,日本、美国学者和研究单位都在进行研究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳,覆盖纽约市第23-59号街区,网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图,其中500m为全天候多功能体育娱乐活动厅,1000m为创造理想未来城市,体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入研究,但在桥梁方面,1000m左右跨度已经实现,世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m;最大的悬索桥为日本的名石大桥(1991m),公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥(悬索桥1377m)。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m),1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶)。2000年澳大利亚悉尼主体育场(11万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库(一、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库(2-153m×90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是数一数二的,这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。

5我国建筑钢结构的前景与差距

从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看,建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口,特别是大于50mm的厚钢板,国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大,而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板,具有以下类型:

①有高强度低预热型(以前预热75℃,现在预热50℃)的厚钢板590N/mm2级(HT590级);

②抗地震的厚钢板,主要有低屈服比高强度钢材(HT590~HT780级)和低屈服点钢板,这种钢材日本重点生产,用于次要结构上,当地震时这种材料先屈服,保证主要结构减少地震损失;

建筑钢结构论文篇5

毕业设计内容的设置除了应密切结合指导教师的科研项目外,还应结合指导教师的专业特长,这样教师对学生的指导才能高效。例如,笔者从攻读博士学位开始,就从事新型高层钢结构体系及抗震性能等方面的研究。留校后,承担了研究生选修课高层建筑钢结构课程的教学工作,负责讲授高层钢结构的制作和安装,以及新型抗侧力和耗能构件在高层钢结构的应用等内容。以上研究和教学工作均为指导采用新型结构体系的高层钢结构毕业设计奠定了基础。同时,通过给学生答疑,笔者感到,虽然学生的着眼点不同,但多数问题是围绕设计任务提出来的,一些问题也是指导教师尚未涉及而想弄明白的问题。因此,教师愿意投入时间去研究问题,这样既解决了学生的疑惑,也有利于指导教师提高自身的专业技能。

(二)设计题目的指定应兼顾学生的兴趣

目前,学生毕业设计的题目,大体上是由学院统一指定的。这样做是为了避免学生“偏科”,即避免一些设计题目出现无学生选择的窘境。但是,高层钢结构设计题目与其他题目一样,也仅是提升学生在一个专业方向上的理论水平和技能。而且相当多的设计院在未来一定时期内仍主要是开展量大面广的混凝土结构设计。因此,由学院指定毕业设计题目的方式无法完全满足学生的专业设计兴趣和爱好,使真正对钢结构设计有兴趣的学生又得不到应有的锻炼。倘若学生对指定的题目毫无兴趣,毕业设计就可能收效甚微。其实,每个学生经过3年多的学习,基本已有感兴趣的专业方向,毕业设计题目应结合学生毕业后的就业方向或深造计划,并综合考虑学生自己的兴趣、能力和未来发展等因素来选择建议。题目指定要有适当的灵活性,给学生一定的选题权利,可列出每年开设的所有题目,让学生提前自愿申报2~3个题目,然后综合分组。这种适当考虑学生兴趣的选题做法将使学生对毕业设计更有积极性,收效可能更好。

(三)设计内容应结合专业最新发展而适时更新

为避免多年使用同一设计题目可能出现的抄袭现象,指导教师有必要适时更换设计内容和要求。鉴于目前设计院或施工单位“以高层设计为主流”的情况,应结合高层建筑的实际工程应用,增加新型结构体系的设计内容,以缩短学生就业后的工作适应期。对高层钢结构,应要求学生掌握目前比较流行的结构形式、计算方法和构造要求。因此,笔者在设计任务书中鼓励学生应用新型的抗侧力构件和新型的结构体系作为设计任务。除了采用传统的纯钢中心支撑,推荐采用新型的墙板内置无粘结钢支撑或杆状防屈曲支撑(BucklingRestrainedBrace)代替传统的纯钢支撑。除了中心支撑,也鼓励采用偏心支撑和钢板剪力墙等抗侧力构件。例如,在2014年的毕业设计中,一名学生自愿尝试采用偏心支撑钢框架结构形式,通过努力,圆满完成了设计任务,最终取得了较好成绩。

二、积极有效的师生互动是毕业设计取得实效的基石

(一)注重培养学生主动学习的能力

对20多层的高层建筑钢结构设计,要求学生学习结构设计方法和设计软件的使用,进行结构建模、内力分析和设计,这样的工作不仅量大而且有难度。建议教师提前布置和安排任务,给学生自学的机会和时间。以结构建模和分析为例,笔者一开始便尽早安排学生安装和学习使用结构设计软件ETABS,这样学生在做荷载汇集等准备工作之余,就可以有针对性地查阅和学习该软件的使用说明等资料,到建模和分析环节时,学生就可以建立结构模型。为学生自学软件后建立的结构模型。应当注意的是,虽然大多数学生之前并未有建立复杂结构模型的经验,也可能因此而心生畏惧,指导教师应强调学习和使用通用软件的必要性,让学生明白学好一个软件对将来应用其他类似设计软件也有很好的借鉴作用。教师要耐心引导和鼓励,培养学生的兴趣和自信心。可要求学生先简后繁,积累经验。学生消除畏惧心理后,建模和设计操作就会逐渐得心应手,在实践中熟能生巧。有的学生在熟练使用软件后甚至主动去钻研软件内的参数和求解设置等功能,提高了对理论知识的归纳消化和应用能力。

(二)营造积极的心理互动氛围

结构方案的确定以及结构建模、分析和设计等,这些任务一环紧扣一环,教师应在各阶段工作中严格检查,认真引导和解惑。以建模和分析为例,因大部分学生是初次接触大型设计软件和设计规范等,面对陌生的软件以及系数重重的设计公式,要在短时间内掌握并熟练应用软件进行结构设计,有较大难度。特别是对这些软件在内部分析环节可能存在的一些缺陷,指导教师必须强调指出,以免学生误入歧途而影响进度。因此,指导教师应对软件的一些关键环节有使用经验,并能做出正确的判断,才能引导学生去认真求证,加深理解。这样也才可能帮助学生较快熟悉设计过程,培养学生的自信心和学习兴趣。毕业设计为师生提供了长达一学期的交流互动机会,教师应在指导工作中倾注热情,与学生积极互动,这样不仅能使任务完成得更加高效,而且也有利于学生的全面发展。教师不仅要关注学生的专业训练,也要不失时机地对学生进行职业道德的言传身教,引导学生带着问题去思考和讨论,启迪学生的智慧,充分调动学生的积极性和主动性。

三、毕业设计应适当增加针对性实习

与单纯课堂教学相比,毕业设计属于实践环节。但若不加以恰当引导,相当多的学生的毕业设计仅仅是对参考书等资料的简单模仿。因此,在毕业设计过程中,应通过小组或个人(以整个年级为单位的统一毕业实习,针对性不强)的实习活动,例如参观钢结构工程或钢构件制作等,夯实书本所学知识,拓宽知识面,使学生获得真实感受。此外,通过实习,还可消除学生不切实际的想法和由此导致的误差或错误,有助于学生深入思考,以开展更加符合实际应用需求的理性创作。

(一)参观钢结构工程和钢结构安装

应组织学生参观正在建设的高层钢结构工程。因为从施工中暴露的钢骨架,学生可以清楚地观看构件和节点的加工和连接做法。实地考察如不可行时,也应提供必要的实录视频、图形资料和讲解,以加深学生的理解。还可以推荐一些好的参考书和期刊,例如《钢结构进展与市场》和《建筑结构》等,帮助学生了解新型钢结构工程和建造技术。此类资料图文并茂,是本科生很好的课外读物。另外,因高层建筑钢结构一些基本的构造和连接做法等,在低层和多层钢结构中也有体现。因此,也可组织学生考察当地一些在建的多层甚至单层钢结构工程,例如施工现场的焊缝和螺栓连接等。通过接触实际工程,增强学生的认知能力。

(二)参观钢结构加工厂和钢构件制作

在实习中,还可组织学生参观钢构件加工厂等。随着新材料和新工艺的快速发展,目前钢结构中的大型构件的加工制作方法和质量控制技术等都有革新,书本上的知识也非常有限。必要的学习参观有利于学生拓展知识面,帮助他们更好地理解和绘制施工图。指导教师可组织学生参观了解钢构件的生产过程。例如,参观工厂的焊接、刨边和钻孔等相关工艺流程等,并做好有针对性的实地讲解,有利于学生对重要概念的理解和对书本知识的消化。

四、考核应以学生实质性的进步为依据

(一)注重形式,更追求质量

学院毕业设计要求学生完成不少于9张的1号图纸,有些学生甚至能提供多达14张或者更多的图纸。诚然,为确保培养质量,数量上的要求是必要的,但任务完成的质量更为重要。笔者曾在一次钢结构毕业设计的答辩中发现,能够提供十多张图纸的学生,计算书虽然写的很饱满,但是连一个常用角焊缝的符号代表什么意思也回答不上来。可见,依葫芦画瓢的做法,在本科毕业设计中依然存在。再以结构施工图的绘制为例,在坚持部分图纸必须手绘完成这一传统做法的基础上,为了提高学生应用计算机作图的能力,目前鼓励采用计算机绘图。但应强调的是,计算机作图应让学生利用Auto-CAD软件亲手绘制,不能依靠设计软件和绘图软件等自动出图。虽然从表现形式上看,自动出图比学生亲手绘图的图面更美观和全面,但这样会使学生过分依赖软件而使其基本技能得不到应有的训练,导致学生对设计理论不熟悉,不能提高识图和绘图能力,并且也难以准确把握和判断其设计结果。因此,教师在毕业设计过程中应时刻提醒学生,在写计算书或绘图时,每写一句,每画一笔,都要弄清楚为什么,真正弄懂了才算得上学有所获。

建筑钢结构论文篇6

2做好柱脚制作与安装工作

在钢结构建筑施工过程中,进行吊装施工要注意的是人为因素的控制,吊装施工中,常常因为人为因素,对钢结构质量造成影响,致使钢结构发生侧向外力现象。该现象在施工当中较为常见,要避免该现象的发生,在预埋螺栓施工中,就要注意钢柱侧边螺栓位置是否准确,是否出现过度靠边的现象。预埋螺栓工作中,施工人员常常忽视预留位置,而预留一定的位置,对提高工程施工质量具有重大的意义。在钢结构施工中,采用到混凝土短柱,在设计上,注意混凝土短柱的强度,保证其强度达到相关要求之后,开展钢结构的吊装工作。施工人员在施工过程中,发现存在抗剪槽等现象时,正确的处理方法是进行柱脚承载拉力的计算,计算承载拉力大小是,承载拉力是否可满足相关要求和良好的控制受力水平。若是没有进行抗剪件的处理工作,需要计算的是吊车水平荷载、水平地震荷载,这两项均要计算,掌握荷载情况,了解柱脚承受的荷载大小,从而保证柱脚的施工质量。

3做好檩条等构件的安装工作

钢结构技术在建筑当中已得到广泛施工,钢结构施工中,安装工作直接关乎着工程质量,钢结构施工重点就是在于安装工作,安装工作中,施工人员为了加快安装速度,常常把檩条、檩托板的螺栓孔径,私自将其扩大,或者是增加长度,这样虽然便于安装,但是对钢结构的稳定性却造成不良影响,因此,为了安全起见,该方式不可采用。檩条在钢结构施工中的作用是进行屋面板的支撑,对于悬挂墙面板而言,其作为一种挂件,并作为整个刚接梁柱隅撑设置。建筑施工中,若是设置了隅撑,就可将钢架平面外的长度适当减少,可提高钢架平面外的稳定性,但是不可忽视的是,檩条、檩托板这两者,只要一者的孔径长度超过规定长度,隅撑将失去本身的作用。此时,施工人员将隅撑角钢、钢梁腹板相焊接,当钢架受到侧向力的作用时,腹板就会受到水平力的作用,致使钢梁失去稳定性。

4做好钢结构建筑施工中高强螺栓安装及其他技术控制

工作在钢结构建筑施工工作中,高强螺栓安装是重要的一项工作,进行高强螺栓的安装,需要严格按照相关程序进行,安装时,根据高强螺栓型号进行安装,将高强螺栓顺利地安装进入孔中,若是扭剪型的高强螺栓,注意安装时需要将有垫圈的倒角与螺母对应。安装螺栓主要螺栓穿入的方向,并且一定要自由进入,不可采用气割的方式来增加孔径,增加孔径应该使用刀绞的方式,孔径增加之后,采用砂轮机将孔边缘的毛刺清除。另外,高强螺栓安装还需要注意,不可在下雨天气里进行安装,安装完毕之后,做好检查工作,查看高强螺栓是否安装到位,并做好相关的记录工作。为了保证工程的施工质量,务必要按照施工图纸进行施工,施工图纸在整项工程当中,起到了指导的作用,若是施工图纸出现问题,钢结构建筑工程在施工中必然存在质量问题。为此,施工前期,进行图纸的绘制工作时,对钢结构图纸给予高度重视,图纸绘制完成之后,技术人员与施工人员等,联合进行审核,确保图纸的实用性与准确性。为了保证图纸的准确性,可以将图纸由施工单位、设计单位进行负责,这两个单位负责图纸的绘制监督工作,图纸绘制时是否满足设计要求,是否达到质量要求等,都由这两个单位负责。而图纸的审查工作,需要具有专业技术的检查人员负责,检查人员认真查看图纸,而其他的工作人员对图纸的内容要了如指掌,当发现图纸存在问题时,立马召开会议进行研讨。另外,负责钢结构建筑施工的工作人员,必须要具有一定的建筑技术,钢结构建筑与混凝土结构建筑不同,对技术要求较高,只有具有专业施工技术的施工人员来完成施工工作,才可确保工程质量。

建筑钢结构论文篇7

1)钢椽装饰方案及二次深化设计。钢椽包装选用强度、耐久性好的铝单板为装饰材料,经过裁剪、折边、弯弧、焊接、打磨等工序,由工厂化加工成所需的形状和尺寸,最后在构件上进行符合古建筑风格特征的氟碳面漆喷涂。在构件制作前先对现场已安装完成的钢椽构件及椽档间距进行复测,按实测结果应用计算机对钢椽之间的档距进行统筹调整、均分和排版设计,对正身椽及翼角部位等装饰椽分块编号,然后绘制铝板加工图。正身椽、正面、侧面大样图见图1,图2。2)钢正身椽包装固定。铝单板装饰构件制作成型后,先在椽头以椽的出挑和起翘确定钢连檐(传统仿古建筑中连檐是指固定檐椽头和飞椽头的连接横木)的位置,保证连檐的空间曲线自然、顺畅、优美,本工程由于构造要求钢连檐采用50×50×5的角钢,底面与钢椽、屋架顶面焊接牢固,位置距椽头80mm;后用小线翻出第一根正身椽以及翼角椽的位置再进行安装。安装时采用单个安装,先根据放线位置安正身椽,整块板通过四周铝角码采用3.2钻尾丝及铝板固定件与钢椽上的木望板连接固定,铝角码型材统一,严格按设计间距安装;正身椽安装完毕后椽档采用宽度为120mm的铝单板平板补档,并通过四周铝角码与上部木望板连接固定。铝单板包椽反折边固定节点图见图3。3)翼角部位的特殊控制。a.传统建筑中翼角部分从立面上看是檐口的一条由飞身椽子开始,逐渐向上翘的曲线;从平面上看,又是一条向45°斜角方向逐渐伸出的自然和缓的曲线,似展翅的鸟翼,从而形象称之为翼角。在本工程翼角部分的铝单板制作是个难点,此部分钢椽从正身椽到老角梁是每隔一椽设置,间距较大,中间用铝单板均匀填补并要反映出仿古建筑翼角的曲线。这就使铝单板装饰的断面形式为变截面矩形,所设铝单板椽头和椽尾尺寸差异较大,与此同时,椽身和椽尾的长度也在变化。为解决这些复杂的变化,此部分测尺时先在现场用三合板做1∶1木质节点实体模型,排列出翼角椽的次序位置,椽身断面由正方形变为菱形,由椽头的菱形直接过渡成椽尾处薄厚不等的楔形,并呈散射状排列,以此确定翼角部位的空间曲线;然后按照模型的尺寸试样进行加工,以保证成型后角度及尺寸位置的准确,体现仿古翼角的曲线和造型。b.本工程四个庑殿顶,每个庑殿顶有四个翼角,必须要求同一屋面的四个翼角椽断面形状、尺寸应统一,长度均按照实体模型尺寸,椽身斜形、翘曲部分应逐根加大至实际需要尺度。需要注意的是翼角处铝单板尾部与钢结构柱子连接不采用角码安装,而是对与钢柱结合处的铝单板进行反折边,然后打孔用钻尾丝上于木基层底面,反折边一方面是为了保护柱子使之安装时不变形,另一方面起角码固定作用。此处钻尾丝固定时严禁扭曲、变形、碰伤,严格控制安装精度,确保立面垂直度2mm;表面平整度2mm;接缝平直0.5mm。翼角钢椽外包铝单板效果图见图4。4)构件连接接口、接缝的细部处理。a.铝单板安装时,铝角码固定处留有15mm的分隔缝,为保证仿古建筑檐椽的整体效果衔接自然、统一,采用泡沫棒填缝,硅酮耐候胶密封的方式进行衔接处理;正身椽、翼角铝单板包椽安装完成后,椽头雀台处与钢连檐、瓦口木连接处的20mm接缝处,必须用耐候胶嵌缝予以密封,防止气体渗透和雨水渗漏。b.接缝处理除考虑立面的装饰效果外,更要考虑受热膨胀后的热伸缩量,嵌缝耐候胶注胶时应注意:第一,充分清洁板间缝隙,保证粘结面清洁,并加以干燥;第二,为调整缝的深度,先在缝内填充聚氯乙烯发泡材料(泡沫棒)再注胶;第三,注胶后应将胶缝表面抹平,去掉多余的胶;第四,注意注胶后应养护,胶在未完全硬化前,不要沾染灰尘和划伤。c.铝单板安装完工后,从上到下逐层将铝单板表面的保护胶纸撕掉,同时逐层同步拆架,拆架时应注意保护铝单板,不要碰伤、划伤,最后完成整个铝单板包椽工程的施工。正身椽外包铝单板装饰效果见图5。

建筑钢结构论文篇8

轻钢结构建筑的主要材料是钢结构框架辅以彩色金属压型钢板,由于其框架结构以门式刚架为主,因此,其建筑表现是以门式刚架为基础进行衍化。从总体上说,轻钢结构建筑以简捷明快的特点得到各界认可。按的情况,国内外企业所承建的建筑在建筑表现上其差距主要有以下三个方面:

(一)建筑设计理念上的差距

从本质上讲,轻钢结构的建筑设计仍然执行现行的各种建筑规范,与混凝土建筑没有本质的区别。但其建筑理念由于使用材料的特殊性,确有与混凝土不同的地方,进而使其建筑表现出多种差别。

1、建筑结构设计一体化

混凝土建筑的设计都是按着先建筑设计后结构设计的理念进行设计,而轻钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件,得以使设计程序实现建筑结构一体化设计,即建筑设计完成与结构设计同时完成。目前,国外轻钢结构企业都是遵循这样一条理念,而国内的大多数企业仍执行混凝土建设设计的原则。建筑设计按混凝土建筑的设计方式进行设计,在结构设计的时候一方面很难完整地表现其建筑风格,另一方面也破坏了轻钢结构建筑特有的建筑特色。比如,轻钢结构可以实现大跨度,而混凝土结构很难实现。由于建筑设计工程师不了解这一情况,因此,其设计的建筑可能都是小跨度的建筑,这就有可能失去建设具有恢弘气势的大跨度建筑的机会。这主要由于目前国内众多设计院没有先进的设计软件的原因造成的。今后随着各种先进的钢结构设计软件的普及,这一会得到圆满的解决。

2、围护系统与主体结构设计一体化

在这方面我国企业的基本做法是,主体结构的设计、维护系统的设计分开来进行,而国外普遍的做法是统一进行设计,甚至有些企业仍然执行建筑模数制以保证建筑整体安装的精确度。比如,在两个立柱之间安装内墙板,按前者的做法,内墙板从左柱开始排板是高肋,到右柱都是高肋。实际上这表明按前者的做法不能保证安装的精确度,而后者能保证安装的精确度。

3、配件系统与整体建筑系统设计一体化

国外企业设计的建筑在安装时,基本保证安装结束的时候,地面上没有多余的配件,建筑上也没有缺少的配件。而国内多数企业的情况却是或者少配件,或者多配件。这是因为配件系统的设计与整个建筑系统的设计不统一的结果。而建筑表现也因此受到。当然,这里也有一个配件标准化的问题。

(二)建筑表现形式的差距

轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征,即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面,我们都不同程度的存在差距。

1、建筑规模:国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上,表现得相当出色,特别是一脊双玻或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑,具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品,出自国内企业之手的,目前还不多见。

2、金属压型钢板的线条:线条是表现轻钢结构建筑的风格最独特的特征,这种匀称的线条,或横或纵,使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感,与传统的混凝土建筑相比较形成极大的反差,体现了强烈的的气息。但国内企业建筑往往在不经意间破坏了这种线条,而使得建筑物整体形象呆板、呆滞。

墙面采光窗的不合理设置,是破坏这种线条的主要原因。如前所述,国内设计多是采用先建筑设计结构设计的方式。建筑设计时,为了考虑建筑采光,在墙面设置了大量的采光窗。这种采光窗虽然满足了采光的需要,但在建筑上却破坏了墙面的线条造型。其实,轻钢结构建筑,由于可以大量使用屋面采光板采光,从而减少墙面开窗的数量,这样就可以非常有效地既保证建筑采光又不破坏墙板的线条。

另外,墙板的线条在板型方面,我们也有差距,这也是线条造型的又一个重要因素。

3、建筑色彩:多种色彩的金属压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩,特别是大胆使用跳跃性色彩和冷色调,可以给人一种明显区别于传统建筑的耳目一新的感觉。色彩的表现包括两个部分,一部分是屋面、墙面板的色彩表现,另一部分是收边泛水等饰件的色彩表现。国内多选择白色、兰色、红色,很少选择褐色黑色、以及多种色彩组合。这既有群体审美意识的趋向,也有国内自己生产的板材色彩单调的问题,还有设计工程师建筑审美问题,更有业主主观武断的问题。

4、建筑变化:国外企业设计的规模较小的建筑在追求建筑风格方面,多借鉴小规模混凝土建筑的建筑风格,包括混凝土建筑的装修装饰表现。虽然规模小,但多富变化,使得小规模建筑表现出灵动的建筑风格。而国内企业,基本是方形建筑,确实缺少变化。

(三)建筑装饰表现的差距

轻钢结构建筑由于使用材料的原因,其装饰效果远比混凝土建筑丰富,这也是轻钢结构建筑更具表现力的主要原因之一轻钢结构建筑的装饰物一般具有双重功能的特点,既有使用功能,又有装饰功能。比如外天沟,它既是天沟有组织排水的功能,又是建筑屋檐重要的装饰物。其他如雨蓬、落水管、收边、泛水等,都是如此。

1、外天沟:国外的外天沟由于装饰功能的要求都设计有多种形式,而国内设计的基本就是一种直角形。

2、山墙檐口收边:因檐口收边必须与天沟一致,所以情况与外天沟相同。

3、落水管(含落水斗):国外企业设计的落水管都是用较薄的彩板压型而成,表面有2-5毫米高的肋,断面呈方椭圆形,这种肋条既提高落水管的强度,又起到装饰效果的作用。多种色彩选择的细小肋条与墙板比相映成趣,尤其是雨蓬处的两个转弯的落水管优美的弧形变化,堪称轻钢结构建筑一道亮丽的风景线。而国内的落水管多数是PVC落水管,也有一部分采用方形彩板落水管,装饰效果不强。

4、门窗洞口收边:这是表现轻钢结构建筑装饰效果非常重要的因素,也是建筑表现差距较大之一。许多国内企业已经看到这一问题存在,正在不断地改进。这种差距表现在两个方面,一是加工工艺方面,一是收边造型方面。加工工艺方面,国外企业在收边的外侧,都做约5毫米的130度回转卷边,既提高收边的强度,使得收边安装后平挺,又使收边外侧彩板断口得以掩饰。而国内企业基本没有这道工序,所以,收边安装后既不平挺(收边起波浪),也不美观。在收边造型方面,国外各大企业都有各具特色的漂亮的收边造型,比如ABC(上海美建)、(巴特勒)METALLIC(马泰力克)、ZAMIL(科威特匝米尔)等,都有与别人不同的美观的收边造型,而国内企业基本是一种简单的槽形边,显得很单调。当然,收边的选择也有色彩的问题。

5、门窗:门窗既有重要的功能,也是重要装饰物。国外企业门窗是统一设计、标准样式、专业配套因此,门窗与整体建筑是统一的,不会出现因安装门窗而破坏建筑收边、结构的情况。而我们的情况却存在大量问题。门的问题:轻钢结构建筑门的方式主要有卷帘门、推拉门和平开门。国内企业门都是由门的制造商提供,由于没有统一设计、标准样式和专业配套,所以,往往在安装门的过程中,较大地破坏原建筑门洞口收边或结构,损坏整体建筑效果。窗的问题:目前国内设计的窗多为推拉窗。在窗的方面有三个问题:

建筑钢结构论文篇9

1.土建技术的概念

所谓的土建技术指的是与水、土有关的基础工程设施的设计、建造以及后期养护维修等一系列的工作,目前大部分的工程项目都是用的土建技术。随着建筑行业建造技术的不断发展,土建技术的内涵和外延都有着不同程度的深入和扩展,在未来的工程建造中也会起着越来越重要的作用。

2.土建技术应用中常见的问题

虽然建筑领域的相关技术人员一直在不断发展我国应用土建技术的进程,但是毕竟起步比较晚,且起点不高,也就导致土建技术仍然存在着影响工期、成本、工程质量等方面问题的不完善和不成熟的部分,这些技术上的漏洞使企业财产和利润时常发生成本超额输出和利润回收困难等问题。造成工程质量问题出现的原因是多种多样的,任何一个细小的误差都有可能导致更大的失误出现,比如盲目套取方案图纸导致计划和实际情况不匹配、内部荷载力计算失误、建筑结构和建筑材料选取失误等等,都会影响建筑物整体的质量。

三、钢混结构特点和优势分析

1.刚混结构最大的特点就是坚实和坚固,且受力比较均匀,在实践中能够很好的节约材料,实现企业资源最有配置的目标。其中,均匀受力的特点能够保持建筑物不会因为外部横向荷载力和竖向荷载力等的作用导致裂缝或者位移,提高了建筑物的质量和安全程度。

2.钢混结构所支撑的建筑工程具有极强的稳定性,能够在台风、地震等人力不可抗拒的自然灾害等外部因素下避免财产的破坏和生命安全的威胁,有效的防止外界因素对居住条件的破坏和人民生活质量的破坏。因此,钢混结构也成为了现代工程建造中很多企业所追崇的一种建筑结构,广泛应用于各种种类的建筑项目之中。

3.钢混结构对于建筑工程项目整体的经济效益水平的提高也有着十分重要的推动作用。因为钢混结构的技术相对于简单,原材料成本较低,制作工艺并不复杂,因此所耗费的前期投入以及后期维修费用都较低,预期未来可能发生的因质量问题导致的财产损失也较小,因此从期初到期末,整体的成本支出都比较低,给企业盈利带来了很大的空间。

4.钢混结构由于结构的简易性,因此在设计环节和施工过程中都给技术人员和施工人员带来了极大的便利。由于钢混结构具有安全稳定的性能,且施工难度小,因此整个成本大大降低,安全隐患也控制在了合理的范围内,所以整个施工的效率和建筑的质量都会随之上升,工作量降低,工作周期减短,人工、材料、机器等一切投入也会随之节约。

四、钢混结构在土建技术中的应用

1.关于建筑施工混凝土土建技术的应用

混凝土技术在整个建筑项目中就充当着皮肤组织和筋脉的作用,如果皮肤塌陷、筋脉不稳,就会给整个工程项目造成巨大的损失和错漏。所以在进行建筑工程建设时,一定要挑选适合的混凝土辅料和主料,并配以合理的比例配比,使混凝土的韧性、抗拉伸性、抗负荷性、抗冷热性都得到全方位的提升。同时,混凝土技术的合理使用也会减少墙体裂纹以及内部构造裂缝的产生,起到了粘合整个建筑的重要作用。

2.钢混结构中的土建防水技术的应用

防水技术是土建工程项目一个重要的影响因素,如果防水工作不到位就会使工程内部产生裂缝和泄露,影响建筑的使用,并且为后期的维修增加了很大人工压力和资金成本,对于企业的综合竞争力和市场形象声誉都有着极其不利的影响,因此,对于防水关的掌控是相关技术施工人员和管理层不应忽视的重要问题。

3.钢混结构在土建屋面施工技术的应用

在工程建设时,房屋的屋顶工艺和屋面技术对于建筑的整体使用起到了重要作用,尤其是这些组成部分的防水性能的强弱直接决定了建筑的质量和使用。因此要挑选合适的防水材料,加固屋顶和屋面钢混结构的防水性能,使房屋更加的坚固耐用。在注重防水目标实现程度的同时,也要秉着人文关怀主义,关注居民和建筑使用者的健康状况,尽量选取污染程度较低,对人体无公害的材料,只有这样才能真正实现满意度高的工程建筑。

4.关于建筑施工的土建钢筋连接技术的应用

建筑工程的钢筋就如同人体的骨骼一般重要,没有坚实的骨架,在宏伟的建筑也会沦落坍塌,因此项目进行的过程中必须严格按照土建钢筋连接技术的相关规范,不断发展钢筋连接技术,根据施工的具体情况灵活安装钢筋结构,使工程建筑的主体得到更为坚实的支撑,保证项目施工的安全性和可靠性,提高土建工程的质量水平和使用满意回馈程度。

5.混凝土梁与圆管柱连接点的技术深化

一般二者相连接并不是简单的套筒式联结,因为套筒式联结方式虽然施工简单,速度快且耗费的人工、物力都较低,但是缺乏可靠的坚固性和韧性,所以一般来说施工方会选择采取更为坚实紧密的焊接环形联结,在连接的过程中要注意很多安全事项,其中最重要的是环形钢板的宽度,不能太窄,否则会加大焊接难度,也不能过宽,否则会造成不必要的材料浪费,因此,在连接混凝土梁和圆管柱时的施工要点就是对于环形钢板宽度的控制。

6.混凝土梁主筋和十字形劲性柱连接点的技术深化

在混凝土梁与H形劲性柱翼缘等相互连接时一般采用的是套筒连接,或在钢柱腹板上进行打孔,在柱翼缘板上进行布置时要注意梁筋数量的控制、肢数控制以及位置控制,保证混凝土梁安装的稳定性、对称性和安全性。同时,这也是一项需要加以重视的技术,因为如果连接点的技术安装工作没有做好,对于后期的使用、养护维修都会造成巨大的问题,比如会因为外界压力产生位移,从而导致建筑裂缝、断裂等因素,从而诱发水、电等一系列使用的麻烦和障碍,因此做好链接点的安全工作和监督控制对于整个建筑的质量起着至关重要的作用。

建筑钢结构论文篇10

1从我国钢材生产上看,越来越给钢结构建筑发展创造了非常好的物质基础。随着我国经济的发展,随着老钢厂的不断更新,新钢厂不断崛起,越来越多的钢铁基地为了适应市场的需要,成品钢材的品种越来越齐全,热轧H型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高,为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长,产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧H型钢等一批新型钢已开始在工程中应用,为钢结构发展创造了条件。

2从设计、施工、钢结构工业化生产看,越来越多的标志性钢结构建筑,已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工,还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工,专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高,一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟,专业性、技术性、规模化更加完善。

随着钢结构建筑的遍地开花,我国各地分别建起了钢结构的标志性建筑,如:世界第三高度421米的上海金茂大厦,具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦,跨度1490米的润扬长江大桥,跨度550米的上海卢浦大桥,345米高的跨长江输电铁塔,以及首都国际机场,鸟巢国家体育中心,首钢钢结构厂房建筑群等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程,标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。

3从钢结构应用范围看,我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来,随着城市建设的发展和高层建筑的增多,我国钢结构发展十分迅速,钢结构住宅作为一种绿色环保建筑,已被建设部列为重点推广项目。其实,我国钢结构住宅起步很晚,只是改革开放后,从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅,才使我们有了学习与借鉴的机会。1986年意大利钢铁公司和冶金部建筑研究总院合作介绍一种低层钢结构住宅建筑体系——Bsis,并在冶金部建筑研究总院院内建造一栋二层钢结构住宅样板房;1988年日本积水株式会社赠送上海同济大学二栋钢结构住宅(二层),建在同济新村中;90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。这说明了钢结构住宅的发展势头良好。

4钢结构作为绿色环保产品,与传统的混凝土结构相比较,具有自重轻、强度高、抗震性能好等优点。适合于活荷载占总荷载比例较小的结构,更适合与大跨度空间结构、高耸构筑物并适合在软土地基上建造。也符合环境保护与节约、集约利用资源的国策,其综合经济效益越来越为各方投资者所认同,客观上将促使设计者和开发商们选择钢结构。也正是钢结构建筑的这些优点和实用性,引起了政府的高度重视和推广,并把钢结构住宅作为我国十五期间的重点推广项目。

5钢结构的发展趋势表明,我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。这存在的巨大市场潜力和发展前景及趋势,主要来源于:

(1)我国自1996年开始钢产量超过一亿吨,居世界首位。1998年投产的轧制H型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。

(2)高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用,都为发展钢结构工程创造了良好的技术条件。

(3)1997年11月建设部的《中国建筑技术政策》中,明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国长期以来实行的“合理用钢”政策转变为“鼓励用钢”政策。将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。

(4)钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院、研究所,年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂,有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业,上千家中小企业相互补充、协调发展,逐步形成较规范的竞争市场。

6发展钢结构住宅是我国住宅产业化的必由之路。住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路,这将成为推动我国经济发展新的增长点。钢结构住宅体系易于实现工业化生产,标准化制作,与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料,它属绿色环保性建筑,可再生重复利用,符合可持续发展的战略,因此钢结构体系住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展,直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。

建筑钢结构论文篇11

随着经济和社会的发展,各种建筑理念也不断的更新,一些新型的建筑,如体育场馆、机场建筑、会展中心的大型建筑随之出现,这些大型的建筑物均使用大跨度、复杂的钢结构作为房屋建筑的结构,建筑的功能多样化要求以及美学功能的要求也逐年引发了施工技术的改革,这种改革不仅通流在施工手段上的更新,也是将钢构件的曲线滑移、制造技术、非对称整体施工技术、计算机动态控制技术等应用在工程建设的过程中,也逐渐推动建筑业向机械化、跨行业以及高科技的领域中迈进,施工企业要在竞争激烈的市场中取得一席之地,就需要对施工技术进行不断的创新和改革。1、大跨度钢结构施工的特点

由于大跨度建筑物的使用条件、用途以及其他条件对建筑造型等方面的要求具有一定的差异性,因此,就决定大跨度钢结构使用方案具有多样性,梁氏结构、球形网架结构、框架式结构以及悬挂-悬索结构组成大跨度建筑物的拱形结构以及不同的内部结构和外观结构。此外,大跨度的屋盖类型主要包括圆形平面、矩形平面、托球形平面以及椭圆形平面,从这一方面而言,大跨度建筑物的结构与普通的建筑物相比,极具个性化。同时,大跨度建筑物的结构主要是在自重的负荷下进行工作,因此,将大跨度建筑物的结构自重减小也是建筑设计中的重要任务,从这一方面来考虑的话,大跨度建筑物的机构都是使用高强度的钢材,同时,大跨度建筑物的腹杆体系以及外形决定于屋面形式、跨度大跨度建筑物主要使用吊天棚的结构,因此,大跨度(大于40到50m)的屋架按照其运输条件来分,并不符合轮廓尺寸要求,按照重量最优化的设计原则,大跨度建筑物的屋架高跨比一般保持在1/6到1/8,如果使用屋面材料的尺寸较小或者需要设置吊天棚的情况下,需要设置好较为复杂的再分式腹杆体系。

大跨度钢结构施工中需要注意的关键问题

钢结构临时支撑体系的安装

钢结构的临时支撑体系一般使用满堂式脚手架的方式,但是也有一部分大跨度工程由于施工条件的限制,满堂式脚手架的安装具有一定的困难,以体育馆类大跨度钢结构施工中大多使用两圈贝雷为支撑体系,使用这种支撑体系在满足工程施工要求时也可以实现施工空间的最大化,这就为后续预应力施工以及钢构件的安装提供了良好的条件,这有可以有效的解决满堂式脚手架施工过程中存在的问题。

分层分级的实施张拉方案

分层张拉次序的确定

分层张拉一般可以选择先张拉外层钢索再张拉内层钢索的方式进行,也可以根据实际的情况先张拉内层钢索再张拉外层钢索,由于大跨度建筑物结构中屋架的支撑点位于外层外边缘的结构梁板之上,那么钢结构中力传导的方向为屋架内层架构外层架构结构梁柱基础,并且结构中内层的支撑点也位于外层上弦钢梁的顶部,内层预应力施加也不会对大跨度建筑物的外层结构带来较大的影响,因此,在预应力施加的次序上,应该先保证钢架的外层得到刚度,即先张拉外层钢索,再张拉内层钢索。

分级张拉的确定

对于大跨度建筑物工程张拉控制力的分级,需要考虑到两个因素,即分级张拉对于大跨度建筑物钢屋架造型的影响以及预应力施加的误差值,同时,除了分级张拉确定外,还需要对建筑物工程的张拉进行分批确定,分批确定的原则就是确保每批钢索再张拉时张拉力必须使用对称布置的方式进行。

张拉影响程度之间的确定

为了更好的在理论上确定好内层钢索与外层钢索再张拉时两者之间的影响程度,一般需要使用ANSYS有限元软件对整个大跨度建筑物的钢结构施工过程进行模拟分析,使用该种软件对整个张拉过程的分层、分级和分批的计算分析,计算出外层钢索张拉以及内层钢索张拉过程中各个钢索之间的索力以及钢屋架起拱值等相关的理论数据,以便为后续的使用提供科学的理论参考。

施工监测系统的设定

施工监测系统是整个大跨度建筑物施工控制的基础,也是保证结构施工在施工过程中符合安全设计要求的重要方式之一,因此,从这个角度而言,在大跨度钢结构的施工过程中必须要建立好完善的施工监测系统,这也是大跨度钢结构施工的必然要求。一般情况下,大跨度钢结构施工监测的内容包括以下几方面:

位移(变形)的监测:对于位移(变形)的监测需要使用水准仪、测距仪、全站仪、经纬仪以及光电图像挠度仪对整个钢结构施工的各个关键性节点在不同工况位移下进行监测和控制。

应力的监测:由于大跨度建筑物施工的持续时间长,且现场情况十分复杂,其传感器一般也使用钢弦式的传感器,近些年来,随着技术的发展,光纤光栅传感器由于其抗干扰能力强、可靠性好、寿命长、适宜恶劣环境以及可实现远距离检测的优点,也被广泛的应用在大跨度钢结构的应力监测中。

温度的测量

在大跨度钢结构的施工过程中,温度的测量也是其中的重要内容,对于温度的测量方法较多,包括电阻温度计测量法、辐射测温法、热电偶测温法以及其他测量法,对于体积较小的大跨度建筑物温度的测量应该使用附着性好、体积小、精度高、稳定性好的测温组件进行测量。 3、结语

随着经济的发展以及国家对工程建设的支持,各种大跨度建筑物越来越多,由于工程施工的要求很高,大跨度的施工技术也面临着一些考验,本文根据大跨度钢结构的特点分析了大跨度钢结构施工的特点、问题等,提出了施工的方案以及检测技术的确定,希望可以在一定程度上促进大跨度钢结构施工技术的发展。

参考文献:

[1] 田自强.体育馆大跨度钢结构施工技术要点分析[期刊论文],信息系统工程,2011,05(20)

建筑钢结构论文篇12

一.前言

在很长的一段时期,我国的建筑行业多采取的是钢筋混泥土的建筑结构,但随着土木工程和新的力学体系,新的设计方法出现,经过时间见证,钢筋混泥土的结构在超高层建筑中,有着明显的缺陷,那就是自重很大,于是,更多的设计师和建造师便开始寻找新的建筑结构来更好的实施对建筑的设计施工。终于,经过无数次的实验和实践的检验,最终选用了强度很大的钢材来实施结构设计,甚至演变成为全钢的建筑结构。直到目前为止,全钢结构的建筑已经成为一种建筑风潮,不仅大大推进了我国建筑设计施工的发展,更大大提升了建筑的整体质量。

二.钢结构超高层建筑施工概述

1.工程实例分析

中关村金融中心工程地处北京市中关村科技园区的最核心位置,为北京西部最高建筑(总高度150m),国际甲级写字楼。工程由塔楼、配楼、连廊3部分组成,总建筑面积111 818平方米。其中塔楼地下4层、地上35层,总建筑面积79 012平方米,总檐高150m,为全钢结构。

工程项目部组建了最强的管理团队,通过精心组织、精心施工,攻克了一道道技术难关。用6个月的时间完成了约15 000t钢结构安装施工任务,月施工最快完成9层;采用CO:气体保护半自动焊完成了超厚钢板焊接的施工(最厚达100mm),整个工程的焊缝100%超声波探伤,100%合格,一次探伤合格率达98%;在钢结构吊装方面,经过项目技术人员不断探索与总结,解决了超高层钢结构空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题,且整体垂直度最大偏差9mm。

本工程由于设计的特殊性,无法选用内爬式塔吊,根据工程的地理位置、结构形式及大量的特殊构件选择2台大型附着式塔吊,一台K80/115与一台36B,分别布置在塔楼的西侧与东侧,不仅满足了所有构件的垂直运输,而且为大量超重、超高及偏心构件的吊装创造了条件。K80/115附着式塔吊在国内尚属首次使用,可借鉴的成熟经验不多。施工中通过不断的摸索,很好地解决了塔吊的组装、顶升及施工工效等方面的难题,为工程的顺利进行创造了条件,塔吊平面布置如图1。

2.超高层建筑结构体系简析

每一种类型的建筑都有着不同的结构设计要求,先要综合考虑到建筑的主要用途,是民用还是商业,或者生产车间;再结合从实地勘察来的关于建筑要求的高度,地基的抗震烈度相关参数和数据,严格遵守我国建筑设计规范的安全可靠性原则,进行合理科学的结构设计,并选择符合设计方案的高层结构建筑体系。目前,我国的高层建筑结构体系一般有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系等可以供选择。

3.钢超高结构的建筑体系在设计施工的特点。

全钢结构的建筑体系在设计施工中有着很强的专业性和技术性要求,作为一种新型的建筑设计体系,有着自己的严格的设计施工要求,从地质地形的勘察测量,到对各种钢材料的选择运用,整体的框架的搭建,各部分大小构件的设计剪裁,到实地的施工安装,一直到后期的质量管理,质量的全面监控,及其对整体工程的保养维护,都是一个紧密结合的过程,对施工方的设计水平、技术能力、专业水平、管理能力等一系列综合能力提出了挑战。

一般而言,全钢结构建筑设计施工有着自己特性,加强对各种特点的研究,有助于正确的施工,减少失误。

首先,工序繁多。高层施工,立体施工,相互交叉施工,这是全钢高层建筑施工的第一特点,也是施工的难点之一,必须做好全面细致的科学设计,统筹安排,从设计施工到施工人员的安全保护,都要有着极其高的标准和要求。

其次,全钢结构施工多半位于高空,空间狭小,但由于工序繁多,需要准备的各种部件和施工器械品种繁多,操作人员的空间移动位置小,安全保障难度高,对众多的零部件和施工的构件无处安放,对升降传输速度安全性有着高端要求。

最后,工程进度控制难度大。高空作业,超高的施工标准,严格的施工规范,高端的材料处理,科学的安装,合理安全的拆迁等一系列巩固都受到了各种因素的影响,比如材料的质量,各种构件的传送,自然气候因素,焊接技术等各个方面。

三.钢结构建筑的施工技术操作

1.要做好施工前的各种准备。

首先,要经过实地勘察测量得到准确的各种数据,结合双方的建设协议,综合考虑各种影响因素,做出科学合理的工程设计,制定施工标准和施工规范,严格实行权责制度,做到目标明确,权责分明。

其次,在施工前要做好各种物料、装吊设备的准备和检测,保证施工要用到的各种机械设备够足够齐全,且都能够保持正常运行状态,同时,要做好对施工人员的培训,加强对相关技术的掌握,提高对各种机械的操控熟练程度,加强心理素质的测验和锻炼。

最后,要对即将施工的场地做出清理,对周边的人员和物品进行分离,同时,将各种即将用到的机械设备运输到现场合理布置。

2.以全钢结构施工中的钢柱安装为例做出简单技术分析

钢柱在整个全钢结构体系中起着重要的支撑作用,其安装关系到整个建筑的稳定和安全。因此,笔者将全钢结构施工的钢柱安装为例,探究其施工方法和施工技术,保证钢柱安装的质量。

节柱的标高具有及其重要的作用,如果出现差错,要做到随时随地科学严谨修改,同时,要密切和节柱的轴线检验,以保证二者之间的精确,为钢柱的安装做好准备。

在进行钢柱安装高空作业之时,要将钢爬梯等各种需要的施工构件准备好,并放到钢柱上。进行对钢柱的最后检查,看看钢柱的生产厂家生产的临时连接板是否稳定?若符合标准,则可以根据相关安装标准,采用螺栓开始固定,以保证施工时候随时应用。采用起吊设备,进行两点连接,同时起吊,于此,对钢柱的安装已初步完成。

3.钢柱安装质量受到的影响因素

(一)安装上存在着误差。主要由安装过程中碰撞及钢柱本身几何尺寸偏差引起,也包括校正过程中测量人员操作误差,须通过加强施工管理进行保证。

(二)焊接上存在着变形。钢梁施焊后,焊缝横向收缩变形对钢柱垂直度影响很大,由于本工程焊缝较厚,所以累计误差的影响比较大。因此,加强对焊接质量的监控,刻不容缓。

(三)大自然的日照温差。日照温差引起的偏差与柱子的细长比、温度差成正比。一年四季的温度变化会使钢结构产生较大的变形,尤其是夏季,在太阳光照射下,向阳面的膨胀量较大,故钢柱便向背向阳光的一面倾斜。

(四)缆风绳松紧不当。严禁利用揽风绳强行改变柱子垂偏值。此种做法,既不科学又不安全,难以对施工的质量产生积极意义。

四.关于钢结构超高建筑施工中的协调管理

1.进行施工人员的安全管理,由于全钢超高层的施工,都是立体高层施工,人员之间的上下空间重叠厉害,对各个楼层建设时期,要分开时段,实施分开分时段施工,避免高空坠物,同时,要加强施工人员上下运输和用电用火的监控。

2.对各种机械进行统一安排,严格按照施工程序进行,统一调度,统一进度,在使用高峰期,可以实时流水线作业或者是倒班制,提高机械的使用效率。

3.加强施工平面的管理。由于全钢超高层施工施工场地面向空中,施工场地受到限制,平面狭小,缺乏一定的空间摆放材料和施工器械,而在施工过程中,总会有大量的构件和设备进出。因此,要根据施工设计规范,随时进行场地的协调,对材料,设备的运输,摆放,加强管理监督,实施规范化摆放器械,保证场地的有序性。

五.结束语

钢超高结构建筑的施工具有极大的技术性和挑战性,施工单位必须做好科学合理的设计,设定严格科学的施工规范,并精心准备施工所用各种器械设备,加强对施工人员的培训,提高整个施工队伍的技术能力和综合素质。在施工时候既要保证施工进度,控制施工质量,又要结合施工的实际情况,从全局出发,统筹全局,兼顾细节,保证施工的科学合理性,保证整个全钢结构超高层施工的安全稳定,优质高效。为推动我国建筑业的进步,经济的发展,人们生活水平的提高,做出贡献。

参考文献:

[1]施红兵钢结构的超高层建筑施工技术 [期刊论文] 《建筑施工》 -2008年4期

[2]万荣涛 浅谈超高层建筑钢结构施工技术 [期刊论文] 《浙江建筑》 -2009年3期

[3]阿曼姑·买买提 浅论钢结构工程的施工技术 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2011年23期

[4]贾艳峰 超高层异形钢结构屋面施工技术 [期刊论文] 《施工技术》 ISTIC PKU -2009年10期

建筑钢结构论文篇13

一、建筑结构的主要分类及其应用情况概述

一般来说,按所用材料的不同,可以把建筑结构分为以下几种主要类别。一是混凝土结构(以混凝土为主要材料的结构)包括:钢筋混凝土结构―配置受力的普通钢筋,钢筋网或钢骨架;预应力混凝土结构 ―配置预应力钢筋的混凝土结构;素混凝土结构 ―没有配置受力的钢筋的混凝土结构。二是钢结构,以钢材(钢板、型钢)为主制作的结构。三是砌体结构,由块材通过砂浆砌筑而成的结构。四是木结构,指全部或大部分用木材制作的结构。五是混合结构,由两种及两种以上材料作为主要承重结构的房屋此外还有钢―混凝土组合结构、钢管混凝土等。

就各种建筑结构的应用而言,混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。与砖石结构、钢木结构相比,混凝土结构的历史并不长,但发展非常迅速,是目前土木工程结构中应用最为广泛结构,而且高性能混凝土和新型混凝土结构形式还在不断发展。砌体结构的发展历史更为悠久,考古资料表明,我国在新石器时代末期(约6000-4500年前),已有地面木架建筑和木骨泥墙建筑。就我国而言,解放之后,无论在桥梁、房屋,且在新结构、新技术方面也有了很大的发展,并建立了具有我国特色的结构设计计算理论。钢结构主要应用于重型结构及大跨度建筑结构;多层、高层及超高层建筑结构;轻钢结构;塔桅等高耸结构;钢-混凝土组合结构。

我国是最早应用钢结构的国家,但是历史的原因致使现代建筑钢结构的应用及发展与发达国家相比,已有相当大的差距。目前钢结构的发展趋势主要体现在以下几个方面,发展低合金高强度钢材和型钢品种,结构和构件设计计算方法的深入研究,结构形式的革新,结构优化设计。

二、建筑结构设计的基本理论及其方法

无论如何,建筑物结构设计必须要满足一些基本的要求,否则,看起来多么美丽的结构,也是镜花水月,空中楼阁。一是安全性,结构在正常施工和使用时应能承受可能出现的各种荷载及外部作用,以及在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。二是适用性,结构在正常使用时有良好的工作性能。三是耐久性,结构在正常维护下,材料性能虽随时间变化,但仍能满足预定功能要求。随着人们对建筑物结构设计的要求变化以及相关的理论及技术的变革,建筑物结构设计的发展也经历了不同的发展时期。

20世纪50年代主要是以弹性理论为基础的容许应力设计方法,20世纪60年代则是破坏阶段设计法,20世纪70-80年代主要是采用多系数分析,单一安全系数表达的极限状态设计法。20世纪90年代至今主要是概率设计法,以近似概率为基础的极限状态设计法。即用概率统计方法对荷载、材料强度值及抗力进行统计分析。

承载能力极限状态设计表达式采用,ro S ≤R,式中R是结构构件的承载力设计值(结构抗力),R = R(fc,fs,k,…),式中 fc、fs-砼。钢筋强度设计值,ak-几何参数的标准值。ro 是结构构件的重要性系数,S是内力组合设计值(作用效应)。鉴于材料的承载能力对结构设计的重要影响,有必要考虑米塞斯屈服准则的影响。米塞斯屈服准则可以表述为:在一定的变形条件下,当受力物体内一点的等效应力 达到某一定值时,该点就开始进入塑性状态。在一定的变形条件下,当材料的单位体积形状改变的弹性位能(又称弹性形变能)达到某一常数时,材料就屈服。

当结构由可变荷载控制时,如排架、框架结构,会有不同的组合。不同结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要小于超过承载力极限状态的后果,故其可靠度指标要低一些。在荷载效应及结构抗力计算中均采用标准值。结构或构件在持荷作用下,其裂缝和变形会随时间的推移而发展,因此讨论其荷载组合时应考虑短期效应和长期效应的组合。

还需要注意的是,由于实际结构中的不确定性,因此无论如何设计结构,都会有失效的可能性存在,只是可能性大小不同而已。为了科学定量的表示结构可靠性的大小,采用概率方法是比较合理的。失效概率越小,表示结构可靠性越大。因此,可以用失效概率来定量表示结构可靠性的大小。结构可靠性的概率度量称为结构可靠度。

在建筑结构设计之时,还需要把握个体空间和整体功能协调的问题。个体空间主要考虑如下问题,体量大小:具体功能活动所要求的平面大小与空间高度(三维);基本设施要求:对应特有的功能活动内容确立家具、陈设等基本设施;位置关系:自身地位以及与其他功能空间的联系;环境景观要求:对声、光、热及景观朝向的要求;空间属性:明确其是私密空间还是公共空间,是封闭空间还是开放空间。整体功能关系主要考虑,相互关系:是主次、并列、序列或混合关系。对策方式:表现为树枝、串联、放射、环绕或混合等组织形式。密切程度:是密切、一般、很少或没有。对策方式:体现为距离上的远近以及直接、间接或隔断等关联形式。

三、结语

事实上,我国现行结构设计规范也较多,如《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001,《建筑结构荷载规范》GB5009-2001,《混凝土结构设计规范》GB50010-2002《砌体结构设计规范》GB50003-2001,《钢结构设计规范》GB50017-2003等等。设计人员必须遵照各种结构类型设计规范或规程进行设计。各种设计规范或规程是具有约束性和立法性的文件,其目的是使工程结构的设计在符合国家经济政策的条件下,保证设计质量和工程项目的安全可靠。结构如同建筑的骨骼,要承受各种力的作用,形成支撑体系,是建筑物赖以存在的物质基础。尤其应当考虑到不同因素之间的集合性、相关性、层次性、环境制约性、整体性、动态性。掌握建筑结构设计的系统性,任何一个建筑结构体系都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,建筑结构的整体工功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。

参考文献

[1] 王勇,张建平.基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计[J].华南理工大学学报(自然科学版),2013,41(3):76-82.

[2] 连业达,张洵安,王朝霞等.巨、子结构质量比对新型有控建筑结构影响研究[J].振动与冲击,2007,26(8):112-115.

[3] 周锡元,阎维明,杨润林等.建筑结构的隔震、减振和振动控制[J].建筑结构学报,2002,23(2):2-12,26.

[4] 李志军,邓子辰.建筑结构离散变结构控制的模糊趋近律方法[J].西北工业大学学报,2007,25(5):747-751.

[5] 董安正,赵国藩.建筑结构模糊可靠度置信区间的确定方法[J].建筑结构学报,2003,24(2):83-85.

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