1引言
在整個高層鋼結(jié)構(gòu)的設計施工過程中使建設企業(yè)等待周期變短,施工企業(yè)不但縮短了建設周期,同時提高了經(jīng)濟效益。
2高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計應用
2.1高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計基本原則
高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計的基本原則包含結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)基礎選擇、計算簡圖與方法的選擇3個方面。1)高層鋼結(jié)構(gòu)由于在施工、使用過程中的特殊環(huán)境,對其穩(wěn)定性要求非常高,如果在設計過程中忽略了穩(wěn)定性這一重要因素,就可能會在施工、使用過程中出現(xiàn)問題,甚至出現(xiàn)安全事故。穩(wěn)定性方面的問題一般都是由于設計人員缺乏經(jīng)驗,未能充分掌握鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性概念,或者對部分新型的高層鋼結(jié)構(gòu)了解不夠透徹等原因造成。2)高層鋼結(jié)構(gòu)設計過程中要,注意對建筑工程項目實地的水文地質(zhì)條件進行勘察,在勘察數(shù)據(jù)的基礎上進行高層鋼結(jié)構(gòu)基礎的相關(guān)設計,才能保證選擇合適的基礎方案,同時注意對設計完成的基礎進行驗算,保證設計方案的經(jīng)濟性[1]。3)在高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計過程中,現(xiàn)有的設計很多僅僅只針對框架柱的穩(wěn)定進行計算,而建筑工程項目建設過程中可能存在很多類型的框架結(jié)構(gòu)形式,在高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計過程中要選擇具有典型性的框架結(jié)構(gòu)類型條件,確保在設計計算過程中能有效保證計算的準確性。
2.2高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計注意事項
1)在進行高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計過程中,要充分考慮到建筑物自身條件、承受荷載的能力、具體的使用功能、鋼結(jié)構(gòu)制作安裝方式、選取的材料是否滿足使用要求等方面,同時保證高層鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能、防火性能。在進行高層鋼結(jié)構(gòu)布設時,還要結(jié)合高層鋼結(jié)構(gòu)具體的使用情況來進行綜合考慮,減少外部原因造成的扭轉(zhuǎn)效應,保證各部分的抗側(cè)力強度,從而滿足建筑物的使用要求。2)高層鋼結(jié)構(gòu)的主要組成部分就是各種類型的鋼材、附件等,在選用時要嚴格按照相關(guān)標準規(guī)范選用合格鋼材、連接件、焊接材料,主體部分的抗拉強度、延展強度、冷縮度、硫碳等物質(zhì)含量等相關(guān)參數(shù),在設計過程中必須要保證滿足使用要求,特殊區(qū)域還要結(jié)合建筑物周圍的水文地質(zhì)、環(huán)境等因素進行合理選擇[2]。3)高層鋼結(jié)構(gòu)設計過程中涉及抗震時,要嚴格依據(jù)抗震設防烈度、結(jié)構(gòu)類型、建筑高度來決定采用合適的抗震結(jié)構(gòu),在此要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的高度、系統(tǒng)情況、施工現(xiàn)場條件來考慮剛?cè)岫龋C合性地進行判斷,以達到能夠滿足基本變形需要的同時,還能保證強度和承載要求。4)高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計過程中,要考慮到建筑的防火、抗火性能,鋼材雖然是不燃材料,但是很容易受溫度影響,特別是火災狀況下,鋼材的膨脹系數(shù)增長導致鋼材喪失基本強度,容易引起鋼結(jié)構(gòu)的倒塌,所以在高層鋼結(jié)構(gòu)工程設計過程中要對其進行加強。
3高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工
1)高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工中鋼柱、鋼梁是最重要的基礎構(gòu)件,由于各類建筑工程項目設計的差異,就需要建筑工程施工單位對鋼材進行切割、焊接、打孔等操作來進行制作。鋼柱主要承載了建筑豎向荷載,受上部荷載作用,會發(fā)生一定的彈性形變,在下料過程中要適當進行控制,不能死板地依據(jù)構(gòu)建制作長度進行切割等操作,同時形狀相同的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件會因為使用部位、環(huán)境的不同采用不同型號的鋼材進行制作,在鋼柱的制作過程中,要對其進行標記,避免發(fā)生用料錯誤、安裝錯誤的情況出現(xiàn),結(jié)合建設項目高度、鋼柱自重、形變量、焊接情況對其標高進行嚴格控制[3]。鋼柱制作完成后,鋼梁部分同樣也要注意,本身高層鋼結(jié)構(gòu)工程屬于框架形式體系,鋼柱、鋼梁之間的連接多是使用剛性連接,這就要求鋼梁必須是貫通型結(jié)構(gòu),同時附帶很多與其他構(gòu)建相連接的部分,這就導致其制作的工藝要求比較高,可通過上下翼緣處設置橫向加勁肋的方式與鋼柱等構(gòu)件連接,條件允許情況下,盡量提高鋼梁的制作、安裝精度。2)高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工中,在鋼柱、鋼梁制作完成進行現(xiàn)場安裝時,要考慮鋼結(jié)構(gòu)與基礎如何進行相連,而連接的方式在設計過程中就已經(jīng)考慮到,大部分采用預埋地腳螺栓的方式進行,而地腳螺栓埋設質(zhì)量會直接影響鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工質(zhì)量以及整個工程施作的難易程度,所以在進行地腳螺栓埋設時要嚴格控制相關(guān)參數(shù),準確進行測量,及時進行定位復測,控制澆筑過程,保證鋼結(jié)構(gòu)安裝工作順利進行。3)在高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工工程中會大量涉及吊裝工作,要嚴格按照相應的吊裝標準進行操作,在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行吊裝以前,必須認真檢查各個鋼柱、鋼梁、附件的標高、間距等參數(shù),同時依照設計順序進行有效組裝;吊裝過程中要依據(jù)前期所做標識,將正確的構(gòu)件進行有效連接,避免出現(xiàn)安裝錯誤,對于超長、超寬的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在設計制作過程中要充分考慮到構(gòu)件起吊點的選取,在保證安裝方便、安全的基礎上為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預留吊裝用孔洞;吊裝工作過程中要按照起吊規(guī)范要求、鋼結(jié)構(gòu)設計要求進行吊裝。4)在高層鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中會將高強度螺栓穿入進行安裝,在這個過程中要保證高強度螺栓穿入方向是一致的,截面為箱形的構(gòu)件,可以從內(nèi)部穿入,外側(cè)緊固。穿入完成后依照設計及規(guī)范標準要求,添加規(guī)定數(shù)量墊片,若存在誤差不能強行將螺栓穿入,因為強行穿入螺栓會破壞螺紋造成螺母的安裝困難,進而影響整個系統(tǒng)的螺栓連接強度,需要使用專用工具進行糾偏,使得安裝順利進行,避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)間的位移。各螺栓螺母安裝完成后,要進行初擰、終擰兩道工序,大型復雜構(gòu)件還需要加入復擰工序,之所以采用復雜的擰裝工序,主要是為了避免鋼結(jié)構(gòu)件在安裝時,部分節(jié)點進行緊固后對周邊產(chǎn)生位移影響,避免位移影響累計導致的安裝強度不足,初擰、終擰過程中不可將一個點擰緊再去處理下一個點,需要交替進行,避免某一螺栓一次擰到初擰、終擰值的現(xiàn)象,在擰緊后緊固值扭力應等于規(guī)范標準設計的標準扭矩。
4結(jié)語
高層鋼結(jié)構(gòu)設計與施工作為建筑工程過程中的重要組成部分,本身具有低自重、高強度、施工效率高的優(yōu)點,越來越廣泛地用于高層建筑中,隨著高層鋼結(jié)構(gòu)設計水平的不斷提高,鋼結(jié)構(gòu)本身的缺點會逐漸被技術(shù)填補,而在施工中所存在的問題就要嚴格依照相關(guān)的規(guī)程標準進行操作,以保證施工質(zhì)量,只有這樣才能保證鋼結(jié)構(gòu)在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中的應用效果,充分發(fā)揮它應有的作用。
作者:金學成 單位:寶塔國際石化工程技術(shù)有限公司
【參考文獻】
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