建筑设计论文：浅谈钢结构在建设中的应用

　　现代化厂房建设要考虑诸多因素，特别是大型厂房建设由混凝土结构发展到现代化的新型钢结构建筑，在厂房建筑过程中，既要考虑到节能环保，又要考虑到经久耐用等因素，还要考虑到工程造价成本的科学合理。钢结构建筑特性完全具备上述功能。钢结构建筑具备混凝土建筑无可比拟的大跨度.自重轻.安装加工便捷.造价低廉.缩短厂房建设工期.节约成本以及良好的节能环保.不易绣蚀等特性，因而它被广泛应用于大型公共建筑.车站码头.体育场馆和大型工业厂房建设

　　1.2钢结构的种类

　　1.2.1主钢结构钢结构建筑材料中分为轻钢结构和主钢结构两大类。轻钢结构的主要产品是单层大跨度系列，主钢结构系统多为多层重钢结构产品。现代化建筑的大型体育场馆.车站码头.大型工业厂房建设中常用的经济适用单跨在20～40m之间，钢柱间距在10～20m之间。主钢结构由柱和梁组成。其材料一般采用16m钢为主，也有采用Q235号钢的，由腹板和翼板拼焊为‘H’型柱和梁。根据跨度荷载的不同，其主钢结构的腹板厚一般为5～8mm,翼板厚度一般为9～15mm..

　　1.2.2次钢结构。次钢结构主要是指围梁.支撑杆.连接件等。次钢结构是含钢量一般为7～8Kg/㎡.一般的支撑杆件用圆钢作材料，特殊的支撑杆件采用主钢结构的‘H’型钢结构形式。钢结构建筑的围护结构由屋面内、外板，墙面内、外板以及相关的保温材料组成。屋面板和墙面板由0.47～0.6mm的镀铝锌板压制成型，要求它的屈应力达到550MPa，对保温材料的要求很高，其材料一般由国外进口

　　1.2.3钢结构中的固定螺栓和封胶圈。由于钢结构建筑跨度大、承载负荷大，因此，对钢结构中的连接螺栓以及密封胶圈质量要求很高，要达到螺栓的使用寿命高于普通螺栓的6倍以上;同时与任何板材连接牢固可靠，密封圈要具备抗老化、耐紫外线、耐臭氧、耐高温的要求。为了使厂房建设的钢结构建筑安全可靠，相关密封胶圈大都从国外进口

　　1.2.4其它附件钢结构建筑中其它附件，根据厂房建设中初步设计和施工图，尽量保证材料质量、材料安全系数、材料国家标准与之配套的辅助材料符合厂房建设设计要求。

　　2钢结构构件的采购和加工制作

　　1.1采购

　　根据厂房建设的钢结构设计要求、设计标准，了解有关厂家的钢结构的品种、规格、数量、技术标准生产能力产品质量货运能力等优中优选。

　　2.2加工制作

　　为了确保钢结构构件在厂房建设中的质量，成立由钢结构工程师、制图工程师、放样技术员、安装工程师和焊接工人组成的工艺制作加工小组，负责钢结构制作加工工艺过程的监控、审核、确保加工质量安全可靠。钢结构厂房建设钢柱的加工制作工艺流程是：总工程师室申领钢结构构件加工制作图→根据图纸到材料库领取钢结构材料→施工技术室进行工艺电脑编程→放样→下料→拼板→切割→组立→焊接→钻孔→组装→成型矫正→订铆→焊接检验→防锈防化处理→编号→签认验收合格清单→交付安装使用

　　2.2.1加工制作放样

　　放样是钢结构构件制作加工工艺中的第一道工序，放样尺尺寸必须精确，因此钢结构构件加工放样前要仔细审核加工图纸，核实各部分之间的标准尺寸，核实相关尺寸是否与土建部分、安装工程部分有无矛盾和不合理的地方，防止钢结构构件加工完后，无法在厂房建筑中安装。放样时根据图纸上的几何尺寸，按照1：1的比例，画出构件间的相关尺寸，经核实后方可下料。加工制作完后，要统一编号、制作标牌、标出图号、标注钢结构构件的名称、数量、规格、存放位置、使用地方等。便于钢结构构件整体安装时有条不紊地取材，规格有序地拼装.

　　2.2.2切割

　　经过放样后，进入材料切割阶段，切割要选择切割技术熟练的工人，同时能熟练掌握各种焊接设备的性能和切割设备的性能，熟练掌握钢结构构件的切割方法。切割时根据钢结构构件材质的厚度及时调节氧气切割的火力大小、切割速度和氧气压力，只有这样才能确保钢结构构件切口平顺光滑不毛边。在切割时还要考虑切割、焊接钢构件的收缩余量和组装误差，长度误差控制在±2mm左右，宽度误差控制在±1mm左右。

　　2.3拼板

　　拼板焊接要严格按图纸对其焊接等级质量要求进行，对钢结构构件焊接前要求进行除锈、除油、除毛刺处理。按照设计标准要求，单面坡口公称0.5±5mm之间，纯边高度1.5～2mm之间，尤其要特别注意焊接质量。焊接前要清除杂质、清洁焊丝、烘干焊剂。采用埋弧焊时采用的焊丝、焊剂要与钢结构构件的材质相匹配，引弧和引出焊缝长度应大于40mm以上。同时，要选择合适的焊接电流电压、焊接速度及合理的焊接程序，确保钢结构构件焊接质量。

　　2.4钢结构构件的制孔

　　钢结构构件的制孔，必须保证位置正确，孔径达标，互相匹配。钢结构构件安装时所留的A、B级螺栓孔应具备H12的精度，保证标准的光洁度。制作方法采用钢模钻孔，最好是采用专用钻床加工确保制孔速度加工效率和质量保证。

　　2.5矫正成型

　　厂房建设钢结构建筑中的钢构件经过放样、切割、拼板、钻孔、安装钢结构时的标准要求，对加工成型的钢结构构件进行水平垂直矫正。矫正可采用加热矫正和冷压矫正两种形式。目的是要达到设计标准中的强度和平直度。

　　3钢结构构件的使用安装

　　3.1安装前的准备工作

　　厂房建设钢结构建筑安装包括钢柱、钢梁、连接构件等的安装。为了确保安装质量和安装时的安全生产，安装前要做好必要的准备工作。

　　3.1.1进行建筑工程复测

　　厂房建设构件安装前，首先要对土建工程部分和厂房全体工程部分进行全面系统的复测。对控制网、轴线、标高进行复测。根据施工设计提供的标准控制点和主轴线，测绘出厂房建设总钢结构中的钢柱安装位置、基准点、横纵向轴线等，确保土建部分与钢结构部分相吻合。

　　3.1.2安装设备的准备

　　根据厂房建设中钢结构建筑跨度大、构件多、面积大、体积重、结构复杂等特点，经过多种方案比较，优化施工方案，选定合适型号吊车，配合工人进行整体安装，确保工期进度、质量、安全达到厂房建设的标准。

　　3.2钢结构构件的安装工艺过程

　　3.2.1安装组织指挥

　　成立安装指挥小组：吊车司机2～3人，吊车作业指挥2人，钢结构件标准检查1人(负责就位检测误差在2mm以内)整体吊装安全指挥员2人，钢结构建筑工程师1人，负责安装技术标准的现场测定。

　　3.2.2钢结构构件的安装程序

　　根据厂房建设施工的实际情况，结合施工进度的进展情况，筹划科学合理的安排顺序。安装顺序按内容分一般为：钢柱-钢梁-连接构件-支撑构件-檩条-拉杆-隔撑等。在吊装就位后，对照相关安装图纸复核就位。整个安装过程中钢梁安装是重点，因为它重量重、跨度大。其基本作业程序是：将钢梁在地面台架上进行整体拼接，吊装就位后，在钢梁的两测使用缆绳将钢梁固定，保证钢梁的平面外的稳定，然后吊装下一跨钢梁，下一跨钢梁安装完后，在此跨间安装檩条，固定钢梁，保证钢梁的稳定性。在实施安装的过程中要切实保证安全生产和安装质量。钢结构工程师要尽职尽责，监控每个过程的安装标准。安全指挥人员要精心组织，随时注意吊装过程中的人身和设备安全。在实施安装过程中，创造良好的外部环境，选择无打风无暴雨的较好天气作业，确保钢结构安装万无一失。

　　4钢结构建筑安装的监测措施

　　钢结构厂房建设中安装就位后，要对其精度标准进行严格的复核测定，以保证安装精确度达到设计标准要求。根据厂房建设钢结构建筑对施工质量要求高的特点，特别注重内部质量监工队伍选择、施工设备选购、施工现场管理、施工工艺、施工技术规范标准、工程师负责制、工程监理负责制、原始资料图标化、签证化等每一个环节、每一个程序，严格按贯标程序实施管理。对钢结构建筑安装尤为精细化。专门配备三维全站仪TOCON-22ID测量系统，该全站仪的侧角精度为±2mm，测距精度为(±2mm+2×10)范围内，保证了钢结构安装过程中对安装就位精度测定的需要。在实施过程中，重点做好轴线控制、轴线基准点、轴线标高的复测。做好纵向与平面测量控制是保证钢结构吊装顺利进行的首要环节，也是确保钢结构安装的重要施工工艺。采用边安装边测定的方法，随时进行测定复核。对标高和轴线基准点的复测，也是采取多点多角度进行测定，满足精度要求，找准基准点。复测工作十分重要，为了保证厂房钢结构建筑的整体工程质量优良，将测量人员、测量仪器设备置于总工程师直接管理范畴，直接对施工质量进行控制。

　　5结论

　　厂房建设的实践证明：钢结构建筑以其跨度大、材质优良轻便、建筑材料环保、造价低廉、建筑工期短、投入产出快等优点，完全适用大型厂房建设。只要我们认识了钢结构建筑的特性，掌控了钢结构的加工制作工艺、安装工艺、测试工艺，就能多块好省地建设标准化大型厂房。钢结构建筑应用广泛，值得推广使用。