建筑钢结构设计及安装工艺浅析

李刚琦　李汝伟

摘要：经济的发展带来了建筑业的创新与变革，绿色、环保、节能等可持续发展的理念在建筑设计与施工中体现的越来越明显。铜结构设计工期较短，成本较低，绿色无污染，材料浪费较少，是近些年建筑工程中常用的模式，下面我们就对建筑钢结构设计与安装工艺进行科学解读，助力于建筑铜结构的快速发展，提升工程质量。

关键词：建筑钢结构；设计；安装工艺

引言

建筑钢结构的应用范围在不断增加，相关的设计方法和施工技术也日趋成熟，但是在设计与施工过程中仍然存在一定的问题，影响钢结构的质量与安全。比如说防腐性能、防火性能、防震性能等方面，所以相关的工作人员要完善设计方法，提高施工质量，保证建筑钢结构的使用安全和使用寿命。

1.建筑钢结构的设计

第一是要进行建筑钢结构适用性判断，不是所有的建筑都可以采用钢结构的设计模式，判断的依据就是地质条件、使用需求、使用年限等方面；第二是钢结构的造型。钢结构的造型要与整体的建筑风格相融合，还要简单实用，稳定坚固；第三是对钢结构的截面进行估算。估算的主要内容就是支撑钢结构的梁柱断面尺寸的大小、数量、形状、位置等，要满足受力要求；第四是要对钢结构进行相关的分析。分析的过程可以采用一些高科技软件来进行，分析的主要内容就是钢结构的线性和弹性；第五是进行工程结构的判定。在进行结构判定时要采用相应的结构软件，为了增强判定时数据的真实性，对于适用条件、构造、相关要求等模拟时要更加精准；第六是进行钢结构的组成构件和节点部位的设计。对于节点的形式、数量、连接方式等要设计合理，还要保证节点与结构模型中的节点完全一致。构件的设计要从选材、形状、造价、受力情况等方面考虑；第七是绘图。钢结构图纸主要分为设计图和施工图，在进行图纸绘制时要采用标准的制图软件，绘图者技术要熟练，绘图时要精细、认真。

2.建筑钢结构的安装工艺

2.1钢结构中地脚螺栓安装环节。地脚螺栓在安装的过程中主要有直接浇筑和先进行坑位预留再浇筑两种方式，在施工过程中较为常用的就是先留坑位再浇筑的方法。首先就是进行地脚螺栓浇筑位置的选择，要满足设计要求，并进行检测；其次是钢板选材要合理，厚度在0.07～0.1m范围之内，尺寸要保证与垫板尺寸相同；第三是浇筑过程的控制。将固定螺母和支腿螺母安装在钢板的上部和下部，并在钢板表面预留浇捣孔；第四是开始钢板下方钢筋的绑扎工作，并对钢梁和地脚螺栓进行焊接。

2.2钢柱安装环节。首先是在钢柱安装的过程中严格控制垂直度，并对其进行及时的检测和调整；其次是建筑高度要符合设计标准，建筑位置要准确，尤其是第一节和第二节钢柱，在安装时要将钢柱与螺栓和安装孔对齐；第三是竖直方向上钢柱的偏差保持在0.02mm以内。除此之外，还要使用地脚螺母进行安装修订，分析受力条件，保证丝杆选择合理。

2.3钢梁安装环节。钢梁安装是施工中的重要部分，在安装时要从以下几方面人手。第一是要保证钢梁的轴线和垂直度符合要求，及时检测和纠正；第二是钢梁的固定。根据钢梁的受力来确定耳板安装的位置，然后将厚度为0.01～0.016m的上限位板安装于钢梁上方，加固钢梁；第三是对钢梁安装过程进行全程动态监控，及时校正。

3.实例分析

某纺织厂厂房建设使用钢结构，该纺织厂处于地层较为活跃的地带，在设计时抗震等级为三级，建筑面积为6000m2。

3.1设计：型钢选择工字型轧制型钢，布置时将翼缘的两侧分别布置于受压区和受拉区之内，翼缘尽量靠近混凝土截面的近边；型钢混凝土梁截面宽度不小于0.3m，截面的宽与高比值在4.0之内；配筋率大于0.3%，纵向钢筋间距在三级抗震要求下小于250mm；型钢混凝土柱的计算长度与界面短边之比小于30；剪力墙截面厚度在三四级抗震要求下，底部加强处要大于剪力墙无支长度的1/20，其他地方不得小于剪力墙无支长度的1/25，厚度在200mm以上。

考虑地震作用时，轴压比设计如下：

3.2施工：混凝土柱和梁之间的节点连接方式采用贯通型刚性连接，穿孔时避开型钢的翼缘，保证型钢腹板截面损失率低于腹板面积的25%；钢柱安装时起吊方法采用双机抬吊法，先校正位置，然后进行临时的固定螺栓安装，最后拆除吊索；钢梁安装时在翼缘处开孔做为吊点，通过钢梁跨度确定吊点位置；剪力墙板安装时先对框架安装，然后将墙板运到指定位置，调换索具，并在分离器两侧放置对称索具，进行墙板绑扎，然后起吊；标准节框架安装使用的是节间综合安装法，首先进行标准间选取，然后安装4根鋼柱，接下来安装钢梁和支撑，顺序是从下到上，并及时校正和固定，在安装时，每两根钢柱安装一个节间，一直到完成为止。

4.结束语

建筑钢结构设计与安装是影响钢结构建筑质量的直接原因，所以务必保证设计的科学合理，施工过程的标准规范。为了促进钢结构建筑的快速发展和使用，要对设计与安装过程进行严格控制，从材料选取、地质勘查、适应性确定、设计方法、施工工艺等多方面进行改进，为钢结构建筑的质量提升奠定基础。