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篇1

關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)

建筑自人類產(chǎn)生以來都是人們生活的重要組成部分，但在很長(zhǎng)時(shí)間里運(yùn)用的都是石材，木材等。隨著科技的發(fā)展新型材料的運(yùn)用越來越廣泛，其中鋼材是其中普遍采用的一種。而以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑是現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流，鋼結(jié)構(gòu)建筑和鋼筋混凝土，砌體，木結(jié)構(gòu)建筑相比有一定的差別，鋼結(jié)構(gòu)建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，有的還用鋼鉸線、鋼絲繩（束）組成，其連接方式采用焊縫、螺栓或鉚釘連接，探索現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)和表現(xiàn)具有重要的意義和價(jià)值。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展歷史

最早在建造房屋中使用鋼結(jié)構(gòu)的國(guó)家可以追溯到十八世紀(jì)末的英國(guó)，一百年后法國(guó)工程師埃菲爾建造了聞名的鐵塔，人們也開始嘗試建造鋼結(jié)構(gòu)的獨(dú)戶住宅，從此鋼結(jié)構(gòu)建筑徹底改變了以往建筑造型的模式，建筑設(shè)計(jì)的理念和方法亦隨之嬗變。早期的鋼結(jié)構(gòu)僅是部分構(gòu)件、配件用鑄鐵、熟鐵制成，到了19世紀(jì)80年代結(jié)構(gòu)型鋼的出現(xiàn)加快了鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的發(fā)展，使鋼結(jié)構(gòu)建筑在20世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)了其第二次理論和實(shí)踐的飛躍和創(chuàng)新的發(fā)展，德國(guó)包豪斯學(xué)派就是其理論的發(fā)源地。

我國(guó)自1949年全國(guó)解放后，鋼結(jié)構(gòu)就在大跨重型工業(yè)廠房、大型公共建筑和高聳結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用。尤其是近20年來，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于土木工程的公共建筑中，比如沈陽桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)屋蓋，北京天文館新館工程等，我國(guó)目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，同時(shí)鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)布滿現(xiàn)代化時(shí)代氣息，實(shí)際證實(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)更具有廣闊的發(fā)展前景。

二、現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)的建筑特征

（一）預(yù)工程化程度高，建設(shè)成本降低，工期縮短

鋼結(jié)構(gòu)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，提高了建筑預(yù)工程化，使不同材料、不同外形和不同制造方法的建筑構(gòu)配件具有一定的通用性和互換性。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的預(yù)工程化使材料加工和安裝一體化，大大降低了建設(shè)成本；并且加快了施工速度，使工期能夠縮短40％以上，從而加快了房地產(chǎn)開發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)速度，使建筑能更早投入使用。

（二）建筑和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和功能一體化,使建筑更富有功能化

在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，結(jié)構(gòu)成為形象構(gòu)成的重要因素，結(jié)構(gòu)的形體，構(gòu)件，節(jié)點(diǎn)從很大程度上導(dǎo)致并制約著建筑的形象。建筑和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和功能只有做到一體化，才能使建筑更富有功能化以便隨后的各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行下去，創(chuàng)造出技術(shù)和藝術(shù)融為一體的鋼結(jié)構(gòu)建筑。北京2008年奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)投標(biāo)方案中有許多方案都體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑的這一特征。例如清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的可開合式方案，在體育場(chǎng)大屋面的中心設(shè)置兩個(gè)半圓型的玻璃頂面，同時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)、平行滑動(dòng)完成大屋面的開合；又如中國(guó)建筑設(shè)計(jì)探究院場(chǎng)館方案外觀即為建筑的結(jié)構(gòu)，形象完美純凈，功能和結(jié)構(gòu)達(dá)到了完美的統(tǒng)一；還有日本朱式會(huì)設(shè)建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的折疊式方案，屋頂由懸臂的鋼架結(jié)構(gòu)支承，可在30分鐘內(nèi)完成開閉的動(dòng)作，確保全年比賽的及活動(dòng)不受天氣影響。

（三）鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠滿足超高度和超跨度的要求

鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體，強(qiáng)度高，彈性模量亦高。其密度和強(qiáng)度的比值遠(yuǎn)小于磚石，混凝土，木材，在同樣受力情況下鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而可以做成跨度較大和高度較高的結(jié)構(gòu)以及靈活的結(jié)構(gòu)形體?，F(xiàn)在人類已具有建造跨度超過1000米的超大穹頂和高度超過1000米最高至4000米的超高層建筑的能力。并且鋼索和膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合形成索膜結(jié)構(gòu)體系更能滿足建筑對(duì)跨度的要求，使這類型建筑成為標(biāo)志性建筑，比如日本東京后樂園棒球場(chǎng)屋蓋是鋼索和氣承膜組成的索膜結(jié)構(gòu)，面積達(dá)28000平方米，英國(guó)政府為迎接21世紀(jì)而興建的標(biāo)志性建筑倫敦千年穹頂――大型綜合性展覽建筑也是索膜結(jié)構(gòu)體系，其穹頂直徑達(dá)到320m。

（四）原材料可以循環(huán)使用，有助于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于資源，能源都非常短缺的我國(guó)意義尤為重大，因?yàn)橹袊?guó)是世界上最大的磚砌體建筑和混凝土建筑大國(guó)。鋼材是一種高強(qiáng)度高效能的材料，具有很高的再循環(huán)價(jià)值，邊角料也有價(jià)值，不需要制模施工。目前國(guó)際上引人矚目的新型住宅產(chǎn)品已引入我國(guó)，其環(huán)保節(jié)能的特征主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面摘要：

（1）該類型住宅采用全封閉式保溫隔熱防潮系統(tǒng)，溫度變化小，熱損失低。不論冬夏，都具有舒適當(dāng)居住環(huán)境。室外0攝氏度時(shí)，室內(nèi)仍可以保持17攝氏度以上；在室外溫度達(dá)到30攝氏度的情況下，室內(nèi)溫度僅為21攝氏度左右。

（2）和磚混結(jié)構(gòu)住宅相比，可節(jié)能60％以上，冬夏季空調(diào)設(shè)備可節(jié)約耗電30％以上，結(jié)構(gòu)的廢舊利用為100％，和磚混結(jié)構(gòu)比較，同樣樓層凈高條件下，鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)墻體面積小，節(jié)約空調(diào)所需能源，減小維護(hù)費(fèi)用。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)和技術(shù)表現(xiàn)

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的構(gòu)思成功關(guān)鍵所在是技術(shù)構(gòu)思和表現(xiàn)，在方案設(shè)計(jì)的深化中，需要同結(jié)構(gòu)工程師，設(shè)備工程師，甚至包括機(jī)械工程師密切配合。此時(shí)技術(shù)表現(xiàn)是自然而然的事情，無論是空間形式，形式體量還是構(gòu)造節(jié)點(diǎn)對(duì)其建筑設(shè)計(jì)和表現(xiàn)影響都是很重要的，下面就分別從幾個(gè)方面來闡述這一點(diǎn)。

（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的技術(shù)表現(xiàn)

建筑形象的構(gòu)思是一個(gè)概念形象的創(chuàng)作過程，是建筑創(chuàng)作的難點(diǎn)之一，也是建筑設(shè)計(jì)中備受關(guān)注的核心新問題之一?；仡櫣I(yè)革命以來建筑和科學(xué)技術(shù)關(guān)系的發(fā)展，可以明顯地發(fā)現(xiàn)建筑對(duì)技術(shù)變革反應(yīng)的遲滯性，這從一個(gè)側(cè)面反映了建筑學(xué)在社會(huì)文化當(dāng)中的深層地位，以及建筑學(xué)和人的生活方式的密切聯(lián)系。另外現(xiàn)代方興未艾的信息革命正在廣泛地滲透并涉及社會(huì)活動(dòng)的每個(gè)領(lǐng)域，使現(xiàn)代科學(xué)思維被融入到建筑設(shè)計(jì)中，新項(xiàng)目的規(guī)劃、建筑和景觀設(shè)計(jì)方法發(fā)生了巨大的變化。建筑設(shè)計(jì)的宗旨也從單純的追求美發(fā)展到追求新問題的合理解決，從根本上改變了人們以往對(duì)建筑的熟悉和設(shè)計(jì)方式，并最終影響了人類千百年來形成的傳統(tǒng)建筑觀，比如高技派建筑就是其主要代表，其以精致的節(jié)點(diǎn)和精細(xì)的加工來體現(xiàn)高超的技藝，以更高的工藝水平來設(shè)計(jì)和“制造”建筑。

（2）鋼結(jié)構(gòu)建筑細(xì)部設(shè)計(jì)有較高要求

鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜化和精致度要求越高，對(duì)細(xì)部設(shè)計(jì)的要求也越高。因?yàn)榧?xì)部設(shè)計(jì)決定一個(gè)地方最終是否得到確認(rèn)及其質(zhì)量。在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中，各種金屬結(jié)構(gòu)桿件，連接金屬桿件的節(jié)點(diǎn)細(xì)部，經(jīng)常暴露在外，使建筑帶有強(qiáng)烈的科技感，比如建于1977年法國(guó)的巴黎蓬皮杜藝術(shù)和文化中心，它的鋼柱、鋼梁、桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件都在外，從中不僅體現(xiàn)出技術(shù)美，而且體現(xiàn)出人的聰明和能力。因而，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑來說細(xì)部質(zhì)量保持較高的設(shè)計(jì)要求是非常重要的，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)受到非凡重視。

（3）建筑策劃也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)和表現(xiàn)的影響因素

因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)具有建筑設(shè)計(jì)的一般屬性，建筑師不是隨心所欲在作設(shè)計(jì)，業(yè)主設(shè)計(jì)任務(wù)書對(duì)建筑師的平面和設(shè)計(jì)構(gòu)思等發(fā)生的功能是重大的?？蛻粝ＭO(shè)計(jì)師有更好的業(yè)績(jī)，而且希望在其最終產(chǎn)品的確定過程中，設(shè)計(jì)師和市場(chǎng)專家都能更高效的參和決策。在這個(gè)階段，建設(shè)項(xiàng)目更強(qiáng)調(diào)整體設(shè)計(jì)、更強(qiáng)調(diào)

專業(yè)設(shè)計(jì)師、市場(chǎng)專家及開發(fā)商之間的協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)過程包括了持續(xù)的信息和知識(shí)的交流和整合。另外，鋼結(jié)構(gòu)建筑的專業(yè)化不但能提供豐富的設(shè)計(jì)知識(shí)而且能有效的整合設(shè)計(jì)資源和市場(chǎng)專家共同對(duì)建筑負(fù)責(zé)，使設(shè)計(jì)和業(yè)主的經(jīng)營(yíng)意圖有效的結(jié)合起來，使項(xiàng)目獲利和減少風(fēng)險(xiǎn)。

四、現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)所面臨的新問題

（一）鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防火新問題

火災(zāi)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最大危害，鋼材雖為非燃燒材料，但鋼不耐火，溫度為400度時(shí)，鋼材的屈服強(qiáng)度將降至室溫下強(qiáng)度的一半，溫度達(dá)到600度時(shí)，鋼材基本損失全部強(qiáng)度和剛度，因此當(dāng)建筑采用無防火保護(hù)辦法的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，一旦發(fā)生火災(zāi)，很輕易使建筑損壞，比如美國(guó)世貿(mào)中心大樓外墻是排列很密的鋼柱，外面包以銀色鋁板，在美國(guó)911事件中兩個(gè)塔樓分別受飛機(jī)撞擊后所產(chǎn)生的大火使鋼材軟化，最終導(dǎo)致大樓倒塌。從發(fā)生的鋼結(jié)構(gòu)建筑火災(zāi)案例可以發(fā)現(xiàn)兩類現(xiàn)象，一類為防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中沒有達(dá)到規(guī)定的耐火時(shí)間而破壞，另一類防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中超過了預(yù)期的耐火時(shí)間而并沒有破壞。建筑的構(gòu)造防火新問題一般在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上較易解決，而在鋼結(jié)構(gòu)建筑上則需考慮更多的因素，以下為兩種常用防火辦法摘要：.一是采用進(jìn)口的新型防火板——保全板；二是根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的部位不同分別采用厚型或薄型的防火涂料，并在露明部位加涂裝飾漆。

（二）鋼結(jié)構(gòu)中建筑設(shè)計(jì)的防腐新問題

鋼材假如長(zhǎng)時(shí)間暴露在室外受到風(fēng)雨等自然力的侵蝕，必然會(huì)生銹老化，其自身承載力會(huì)下降，建筑的美觀也會(huì)受影響。因此防腐新問題也是鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)需要解決常見新問題，目前的做法主要是采用新型防腐和構(gòu)造材料。在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員在碰到鋼結(jié)構(gòu)建筑中對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑都做出非凡的要求，比如涂刷防銹涂料，防火涂料屬于油漆類。防火涂料一般做法為先刷紅丹防銹底漆兩度，再刷鋼結(jié)構(gòu)面漆兩度（面漆顏色由甲方定）。另外對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工也有確定的要求，比如構(gòu)件出廠前涂紅丹防銹底漆一道；鋼結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整后，將其清洗干凈，然后再刷一度底漆，兩度面漆。然而現(xiàn)在雖然有各種不同類型的防腐涂料但較為有效的防腐涂料還需外國(guó)進(jìn)口，我想隨著中國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，中國(guó)將會(huì)生產(chǎn)出更優(yōu)秀的新型防腐涂料。

（三）鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理新問題

（1）保溫。外部環(huán)境對(duì)建筑的熱輻射主要從兩個(gè)方面影響建筑的熱環(huán)境摘要：一是透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，并被室內(nèi)表面所吸收，產(chǎn)生了加熱的效果；二是被建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)表面吸收，其中一部分熱量通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)逐漸進(jìn)入室內(nèi)。由于玻璃可以讓陽光直接射入室內(nèi)從而迅速升高室溫，非凡是隨著新型玻璃材料的不斷出現(xiàn)，玻璃的熱工性能逐步改進(jìn)，建筑采光和建筑保溫之間的矛盾已日趨淡化，“遮蔽”和“阻隔”走向平衡。所以對(duì)建筑的保溫辦法主要集中在護(hù)結(jié)構(gòu)上，而目前對(duì)此解決辦法有兩種較為有效摘要：

1）研制、優(yōu)化保溫材料的構(gòu)造，提高建筑熱環(huán)境性能。例如在建筑物得內(nèi)外表面或者外層結(jié)構(gòu)的空氣層中，采用高效反射材料，可以將大部分的紅外射線反射回去，從而建筑物起到保暖和隔熱功能；此外還可運(yùn)用高效節(jié)能玻璃，硅氣凝膠，新型節(jié)能墻體材料，達(dá)到節(jié)能的目的。

2）防止保溫材料凝聚水外保暖和中間保溫作法?？煞乐贡夭牧嫌捎谡羝臐B透積累而受潮。內(nèi)保溫作法則保溫材料有可能在冬季受潮，外保溫可避免主要承重結(jié)構(gòu)受到室外溫度的劇烈波動(dòng)影響，從而提高其耐久性。外保溫作法對(duì)外表面的保護(hù)層要求較高內(nèi)保暖和中間層保溫則由于外表面是由強(qiáng)度大的密實(shí)材料構(gòu)成，飾面層的處理比較簡(jiǎn)單。

（2）吸音。在一些建筑大廳中，尤其是在音樂廳中頂棚反射板增加的反射聲幾乎同時(shí)到達(dá)聽眾的雙耳，缺少側(cè)向反射帶來的圍繞感。在這類建筑的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮材料的使用，包括吸聲性能以及裝飾性、強(qiáng)度、防火、吸濕、加工等多方面。目前廣泛地應(yīng)用于音質(zhì)設(shè)計(jì)和噪聲控制中的解決途徑是吸聲材料和吸聲結(jié)構(gòu)。

1）吸聲材料摘要：材料本身具有吸聲特性。如玻璃棉、巖棉等纖維或多孔材料具有良好的吸聲性能，由于空氣的粘滯阻力、空氣分子和孔隙壁的摩擦，使聲能轉(zhuǎn)化為摩擦熱能而吸聲。

2）吸聲結(jié)構(gòu)摘要：材料本身可以不具有吸聲特性，但材料制成某種結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生吸聲。如穿孔石膏板吊頂。

（3）隔音。噪聲于建筑密不可分，噪聲污染的防治和治理已經(jīng)成為建筑聲學(xué)重要的組成部分。噪聲規(guī)劃、噪聲控制等理論也逐漸演化開來。人們可以聽到的聲音都屬于聲環(huán)境范疇。人們可以聽到談話、鳥鳴、音樂、泉水叮咚、歌聲等；但也能聽到吵鬧、機(jī)器轟鳴、車輛的轟鳴等噪聲。但主要是有恬靜要求的房間，如錄音室、演播室、旅館客房、居民住宅臥室等建筑對(duì)隔聲隔振要求非常高，需要專門的聲學(xué)設(shè)計(jì)。對(duì)于旅館、公用建筑、民用住宅人們對(duì)恬靜的要求也越來越重視。并盡量靠近聲源，會(huì)提高隔聲效果。一般隔聲間外墻使用隔聲性能較好的材料或結(jié)構(gòu)，如磚、混凝土、紙面石膏板墻等，觀察部分使用隔聲窗，進(jìn)出部分使用隔聲門或吸聲迷道等。

五結(jié)論

由本文以上討論可以得出下面三點(diǎn)看法和結(jié)論摘要：

（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同具體條件的不同而有所側(cè)重，一個(gè)好的建筑設(shè)計(jì)，必須做到形象構(gòu)思和結(jié)構(gòu)構(gòu)思的一體化。

篇2

鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)施工的工序流程：

1.鋼柱安裝

鋼柱在運(yùn)輸?shù)轿恢?，它的擺放安裝過程需要注意以下五點(diǎn)要求：(1)定位軸線在鋼柱擺放的基礎(chǔ)混凝土平面上用水墨線標(biāo)記出鋼柱所在位置的十字線，并且在鋼柱柱身上相應(yīng)地標(biāo)記出定線。(2)鋼柱吊裝進(jìn)行鋼柱吊裝采用臨時(shí)吊裝耳板，在鋼柱吊裝就位后再做切割磨平的一些工作。然后考慮到鋼柱的長(zhǎng)度，吊裝過程中應(yīng)采用斜拉起吊，同時(shí)將柱腳用木板墊高。(3)柱就位軸線調(diào)整運(yùn)用專用角尺檢查鋼柱就位的情況并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整工程中需要三個(gè)人同時(shí)操作，一個(gè)人移動(dòng)鋼柱，另外一個(gè)人協(xié)助穩(wěn)定，最后一個(gè)人進(jìn)行檢測(cè)。那么鋼柱就位的標(biāo)準(zhǔn)就是：鋼柱柱身的定位線與基礎(chǔ)平面上標(biāo)記好的定位線相一致，而且誤差必須必須小于2毫米。(4)柱頂標(biāo)高調(diào)整鋼柱就位軸線調(diào)整完畢后，需要進(jìn)行鋼柱標(biāo)高的調(diào)整。其操作方法為：首先在柱身上標(biāo)記標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，然后利用水準(zhǔn)儀測(cè)定其差值，適當(dāng)?shù)脑黾訅|片(注意墊片最多不能超過2片)進(jìn)行調(diào)整鋼柱的柱頂標(biāo)高。(5)鋼柱垂直度校正1)初步校正：對(duì)鋼柱的垂直角度作出初步的調(diào)整和校正，還可以利用水平尺完成這一項(xiàng)工作。2)精確校正：同時(shí)利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)而從鋼柱的兩個(gè)側(cè)面來觀測(cè)，利用纜風(fēng)繩的擺動(dòng)來進(jìn)行精確的調(diào)整和校正，并且注意要在柱腳下墊鐵。等精確校正完畢之后，就緊固鋼柱的腳螺絲，并將其柱腳和墊鐵牢固焊接。

2.鋼梁安裝

(1)起吊準(zhǔn)備對(duì)鋼梁吊裝之前，需要仔細(xì)的檢查它的編號(hào)、型號(hào)、幾何尺寸、承剪板的位置和方向以及螺栓連接面和焊縫質(zhì)量。另外在起吊鋼梁之前，要提前對(duì)鋼梁身上的污物和浮銹進(jìn)行清除摩擦，并且將梁和柱對(duì)接的定位線標(biāo)記在梁身。(2)吊裝過程運(yùn)用兩點(diǎn)綁匝吊裝法對(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝。當(dāng)?shù)跹b基本就位的時(shí)候，仔細(xì)的調(diào)整鋼梁的位置以使得梁身上的定位線和鋼柱身上的定位線基本上達(dá)到吻合，隨即進(jìn)行點(diǎn)焊操作加固。(3)鋼梁的焊接(4)次梁的安裝一部分次梁的安裝可使用人工用棕繩吊到就位點(diǎn)實(shí)施焊接安裝。

3.焊接的操作標(biāo)準(zhǔn)

(1)待焊接的部位的表面及邊緣應(yīng)該保持清潔、整齊，不能有裂紋、油污、毛刺、氧化皮等其他雜質(zhì)。(2)焊縫區(qū)之外的母材上，應(yīng)該避免電弧擊痕。如有電弧擊痕遺留下的裂紋或者傷斑，要打磨并做好檢查。(3)完工焊縫應(yīng)要清除熔渣，焊縫和附近母材用鋼絲刷來清除干凈，焊接結(jié)束和驗(yàn)收前，施焊的接頭不能油漆。(4)用角焊縫連的工件，要盡可能密貼，如果間隙超過了1.6mm，要增加焊縫焊角，增加的值等于它根部的間隙值。嚴(yán)禁用填充物填充間隙。(5)在正式焊接過程中，如果查出定位焊有裂紋必須將它鏟除以防止形成隱患。(6)制作使用的焊條要符合焊接工藝規(guī)定使用的經(jīng)過設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的焊條。(7)從事焊接操作人員是選用合格的焊接人員。(8)機(jī)械、工具、焊接材料和其他輔助的材料必須有產(chǎn)品合格證，且按照技術(shù)的要求使用。(9)焊接之前必須檢查焊口的尺寸和清理情況，合格后才能施焊。

4.防火噴涂

(1)噴涂工藝的流程先利用攪拌機(jī)拌料，其次對(duì)拌料振動(dòng)篩過濾，然后把過濾后的料倒進(jìn)料斗，接著用噴涂工具把料噴涂在結(jié)構(gòu)的表面，最后加覆防火涂料進(jìn)行固化。需注意流程中，要重點(diǎn)重復(fù)最后兩道工序，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的厚度。(2)注意事項(xiàng)1)拌料過程配料時(shí)要嚴(yán)格按照涂料的配比。攪拌時(shí)間不能夠少于20分鐘，攪拌合格標(biāo)準(zhǔn)，涂料內(nèi)沒有結(jié)塊、稠度均勻，還要求流動(dòng)性達(dá)到施工要求，涂料以用手抓起掌心向下，涂料不落下。2)噴涂過程中，第一遍為防止涂料在固化過程中產(chǎn)生裂紋，厚度達(dá)到4到8mm之間。噴槍操作時(shí)，距工作墻面的距離必須小于0.3m。3)噴涂完成后，需檢查噴涂效果，尤其是角落和縫隙處。厚度不夠處進(jìn)行補(bǔ)涂。

鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量管理

建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量管理分為施工前的前期質(zhì)量管理、施工中的過程質(zhì)量管理和完工后的質(zhì)量監(jiān)督管理三個(gè)方面，這也是實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理的具體體現(xiàn)：

1.前期質(zhì)量管理

前期質(zhì)量管理，即施工準(zhǔn)備階段，此項(xiàng)工作將貫穿整個(gè)施工過程，有計(jì)劃有步驟的實(shí)施工程，為工程質(zhì)量管理提供了保障和依據(jù)。前期質(zhì)量管理包括采購階段的質(zhì)量把關(guān)和鋼結(jié)構(gòu)工程的拼裝管理。不論是材料選購的質(zhì)量還是焊工技術(shù)和焊接材料，都必須嚴(yán)格按照質(zhì)量要求進(jìn)行，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的構(gòu)件、材料要及時(shí)報(bào)檢，保證其質(zhì)量。施工現(xiàn)場(chǎng)必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、機(jī)械設(shè)備及用電等進(jìn)行嚴(yán)格管理，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)人員需戴安全帽，電工應(yīng)穿絕緣鞋，高空作業(yè)必須系好安全帶等。

2.安裝過程質(zhì)量管理

鋼結(jié)構(gòu)安裝階段必須要有監(jiān)督人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督管理。具體實(shí)施過程如下：(1)熟悉圖紙與原設(shè)計(jì)的一致性、合理性和適用性。(2)檢查安裝運(yùn)輸設(shè)備、起重、場(chǎng)地的安全性，工地焊接設(shè)備的適用性。(3)復(fù)查建筑物的定位軸線、標(biāo)高、位置等。(4)抽查成品件的外形尺寸和表面質(zhì)量，抽查的數(shù)量為同類構(gòu)件的10%。(5)設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定貼緊的節(jié)點(diǎn)接觸面不少于70%，且邊緣間隙不大于0.8mm，用0.3的塞尺抽查10%且不少于3件。(6)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工程及金屬壓型板工程的控制和檢驗(yàn)。

3.后期質(zhì)量管理

為了確保鋼結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量，不僅需要前期的培訓(xùn)、施工過程的質(zhì)量控制，最后工序的驗(yàn)收工作也是十分重要的。后期質(zhì)量管理主要是施工驗(yàn)收階段對(duì)所完成工程項(xiàng)目指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，在鋼結(jié)構(gòu)工程收尾階段，組織施工人員進(jìn)行盤點(diǎn)，做到不遺漏，如果發(fā)現(xiàn)有任何質(zhì)量問題都要做出及時(shí)調(diào)整；收尾以后，通知業(yè)主，等待驗(yàn)收。后期質(zhì)量管理要保證不符合質(zhì)量要求的工程不能投入使用，其次要做好裝修維護(hù)的質(zhì)量監(jiān)督，避免由于維護(hù)不達(dá)標(biāo)造成的質(zhì)量事故。

篇3

鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)體系、框架中心支撐結(jié)構(gòu)和框架偏心支撐結(jié)構(gòu)等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)體系具有良好的結(jié)構(gòu)延性，使得該結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗震性能，但是由于抗側(cè)剛度不足，不宜用于高層建筑中?？蚣苤行闹谓Y(jié)構(gòu)體系具有極強(qiáng)的抗側(cè)剛度，適用于高層建筑中，但是支撐構(gòu)件的滯回性能比較差，對(duì)于地震能量耗散能力有限，抗震能力明顯不如框架結(jié)構(gòu)?？蚣芷慕Y(jié)構(gòu)能夠利用偏心連梁的剪切屈服來耗散地震能量，還能夠確保支撐結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，具有極強(qiáng)的抗震性能。

二、鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

2.1合理選擇鋼結(jié)構(gòu)建筑的場(chǎng)地和地基

選擇建筑場(chǎng)地之前，首先應(yīng)該結(jié)合整個(gè)建筑的需求，掌握建筑所處場(chǎng)地的地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)資料，對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將建筑選擇對(duì)抗震有利的區(qū)域，盡量避開對(duì)抗震不理的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如軟弱場(chǎng)地、邊坡邊緣等。為了避免鋼結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、傾斜等，使建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早進(jìn)入塑性區(qū)，同一結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)不能設(shè)置在不同的地基上，應(yīng)該加強(qiáng)地基的整體性和剛性，不利場(chǎng)地和地基應(yīng)該采取補(bǔ)救加固措施等。

2.2科學(xué)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)

首先鋼結(jié)構(gòu)建筑形狀力求規(guī)則和簡(jiǎn)單，這樣鋼結(jié)構(gòu)建筑的受力性能比較明確，地震作用力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞比較小，在抗震設(shè)計(jì)中盡量要求建筑形狀規(guī)則和對(duì)稱，來減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏移。其次是鋼結(jié)構(gòu)建筑的強(qiáng)度、剛度和承載力應(yīng)該連續(xù)變化，在樓層平面內(nèi)均勻變化，并且沿著建筑結(jié)構(gòu)豎向變化也要均勻和連續(xù)。

2.3鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

首先建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，綜合考慮建筑抗震設(shè)防等級(jí)、地質(zhì)條件、地基、施工材料、地震活動(dòng)情況等因素選擇合理結(jié)構(gòu)體系，并且結(jié)構(gòu)體系必須要有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和地震作用的傳遞途徑，可以考慮設(shè)置多道抗震防線。其次是要避免建筑構(gòu)件破壞影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力或承載力，鋼結(jié)構(gòu)比較具有良好的變形能力、承載力以及耗散地震能量的能力，對(duì)于抗震薄弱部位和環(huán)節(jié)應(yīng)該采取有效措施提升抗震能力。最后是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量用一些延性較好的分體系做成，并且用延性較好的構(gòu)件連接起來。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)建議

選擇建筑場(chǎng)地和地基必須選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地和地基，這會(huì)在很大程度上影響鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，而鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將會(huì)直接體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)的震害上，對(duì)于無法避開的場(chǎng)地和地基應(yīng)該采取必要的補(bǔ)救措施。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)注意以下兩點(diǎn)：建筑結(jié)構(gòu)形狀力求規(guī)則和對(duì)稱，這樣能夠減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏離；結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和承載力要均勻連續(xù)變化。綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)建筑各種因素選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，保證建筑結(jié)構(gòu)的必要?jiǎng)偠群蛷?qiáng)度，使得建筑結(jié)構(gòu)在地震中具有良好的變形能力以及耗能能力。

四、結(jié)語

篇4

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；建筑體系；應(yīng)用

前 言：改革開放以來，隨著我國(guó)鋼建技術(shù)的不斷成熟，質(zhì)量的逐步穩(wěn)定。輕鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，它是以輕型高效鋼材和輕質(zhì)高效隔熱維護(hù)材料組裝而成的，居住舒適，美觀潔凈、適用性能強(qiáng)的全裝配低層和多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。從輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究資料上分析，其建筑物的重量與其它類住宅通用體系相比可減輕30%，特別是在地質(zhì)承載力低和地震烈度較高的地區(qū)，其綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)于一般住宅建筑體系。因此，在我國(guó)土地資源匱乏而鋼產(chǎn)量相對(duì)充裕的現(xiàn)實(shí)情況下，國(guó)家倡導(dǎo)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)是十分適宜的，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為繼大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑和高層鋼結(jié)構(gòu)建筑之后在我國(guó)發(fā)展最迅速的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。

一、輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要結(jié)構(gòu)體系

（一）輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系

輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系主要適用于中低層住宅或別墅，大致可分為兩類：一類為以冷彎C型鋼組成的龍骨體系，另一類為以小型熱軋型鋼組成的龍骨結(jié)構(gòu)體系。輕鋼龍骨體系一般由柱、梁、天龍骨、地龍骨及中間腰支撐通過配套扣件和加勁件用自攻螺釘連接而成。梁柱構(gòu)件厚度在1～3mm，柱子間距為400～600mm。其主要受力機(jī)理為：柱子與上下龍骨及支撐或隔板組成受力墻壁，豎向力由樓面梁傳至墻壁的大龍骨，再通過柱子傳至基礎(chǔ)。水平力由作為隔板的樓板傳至受力墻壁再傳至基礎(chǔ)。由于在傳力過程中，墻面板承受了一定的剪力，并提供了必要的剛度，故墻面板應(yīng)滿足一定的要求。樓板可采用樓面輕鋼龍骨體系，上覆刨花板及樓面面層，下部設(shè)置石膏板吊頂，既可便于管線的穿行，又滿足了隔聲要求。

（二）純框架體系

該體系在縱、橫兩個(gè)方向均為多層剛接框架，由輕鋼梁、柱組成，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，節(jié)點(diǎn)一般必須采用剛接連接。使用空間較大，但其抗側(cè)移剛度較弱。為滿足層間水平位移和總側(cè)移的要求，構(gòu)件的截面尺寸會(huì)較大，造成用鋼量較大，不夠經(jīng)濟(jì)。梁采用H型鋼、箱形梁以及其它形式。

（三）框架支撐體系

針對(duì)純框架結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度差的缺點(diǎn)，框架支撐體系在縱、橫兩個(gè)方向適當(dāng)部位沿柱高增設(shè)支撐體系。支撐常采用兩種形式，一種是采用截面剛度較大的H形或箱形截面；另一種是采用輕型的槽鋼、角鋼或鋼管截面。前者一般用于高度較高，抗側(cè)移要求特別是抗震要求較高的多高層建筑，后者用于高度不是很高的低層建筑，一般住宅建筑主要是輕型支撐形式。框架梁一般采用熱軋或高頻焊接H型鋼，可選用高寬比較大的截面，其抗彎承載力及剛度均較大；亦有采用冷彎薄壁型鋼。柱子可以采用與純框架結(jié)構(gòu)類似的截面，也可以根據(jù)其受力特點(diǎn)，選擇冷彎型鋼組合斷面等輕型構(gòu)件。

（四）錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系

錯(cuò)列桁架結(jié)構(gòu)體系由美國(guó)麻省理工學(xué)院于20世紀(jì)60年代首先提出，在建筑布置上具有一定優(yōu)越性，稱作間隔析架體系，國(guó)內(nèi)也有譯為交錯(cuò)桁架的，其成功用于多個(gè)公寓及旅館建筑中。該體系是由房屋外側(cè)的柱子和跨度等于房屋寬度的桁架組成，桁架高度等于層高，在相鄰柱上為上下層交錯(cuò)布置，樓板一端擱置在桁架的上弦，另一端擱置在相鄰桁架的下弦。由于兩開間布置一榀桁架，且中間無柱子，所以非常適合住宅、旅館建筑各單元的靈活布置要求。

（五）框架一剪力墻體系

該體系是以樓梯間或其它適當(dāng)部位（如分戶墻）采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，作為結(jié)構(gòu)主要抗側(cè)力體系，框架部分主要承擔(dān)豎向荷載。其優(yōu)點(diǎn)是，鋼筋混凝土剪力墻抗側(cè)移剛度較強(qiáng)，可以減小鋼柱的截面尺寸，降低用鋼量：剪力墻的布置較為靈活，房間布置所受的限制較小，但應(yīng)避免采用鋼框架與單片混凝土剪力墻組成的混合結(jié)構(gòu)。另外，也可采用預(yù)制混凝土剪力墻、薄壁鋼板剪力墻或組合剪力墻。

（六）框架一核心筒體系

該體系常常是以衛(wèi)生間（或樓、電梯間）組成四周封閉的現(xiàn)澆鋼筋混凝土核心筒，與鋼框架的混合結(jié)構(gòu)受力體系。核心筒抗側(cè)移剛度極強(qiáng)，主要承擔(dān)水平荷載，鋼框架主要承擔(dān)豎向荷載，可以減小鋼構(gòu)件的截面尺寸。

二、輕鋼結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用范圍

一般來說，輕鋼結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：①冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；②熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)；③焊接或高頻焊接輕型鋼結(jié)構(gòu)；④輕型鋼管結(jié)構(gòu)；⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。

（一）應(yīng)用范圍

輕鋼結(jié)構(gòu)用度廣、優(yōu)勢(shì)明顯，在我國(guó)大量應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、多層工業(yè)廠房、辦公樓以及高層建筑中的非承重構(gòu)件等。

（二）輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)

輕鋼建筑一般指承受相對(duì)較小的外加荷載，采用較小的構(gòu)件截面尺寸，結(jié)構(gòu)自重較輕的鋼結(jié)構(gòu)。輕鋼住宅結(jié)構(gòu)是以經(jīng)濟(jì)型材構(gòu)件，包括冷彎型鋼，熱軋或焊接H 型鋼、T 型鋼，焊接成無縫鋼管及其組合構(gòu)件作為住宅承重骨架，以輕型墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)所構(gòu)成。輕型墻體材料有壓型鋼板及其組合板材、PC 板、蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板（ALC 板）及稻草板等重量輕，保溫防火隔熱性能好、防火效果佳的輕質(zhì)材料。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)相比，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)有：1.建筑空間布置靈活，能滿足不同住戶對(duì)住宅的多種功能要求；2.采用材料輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、安全性高；3.可以實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)的工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化；4.施工方便快捷，建設(shè)周期短；5.符合國(guó)家環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求；6.綜合經(jīng)濟(jì)效益好。

正是由于輕鋼結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)點(diǎn)，而且隨著近年來防火、防腐新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，已較好地解決了輕鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性差的缺點(diǎn)，使得它在工業(yè)廠房以及民用設(shè)施中獲得了廣泛的應(yīng)用。

三、輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用

在美國(guó)、日本、意大利、澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)，早己把鋼結(jié)構(gòu)用于住宅，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑則是一種常見的結(jié)構(gòu)體系。在美國(guó)普通的低層民用住宅中，采用輕鋼結(jié)構(gòu)，特別是采用鍍鋅輕鋼龍骨作為承重結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于住宅建造所占的比例，從20世紀(jì)90年代初的5%己發(fā)展到現(xiàn)在的25%左右，且技術(shù)己經(jīng)成熟完善，例如典型的北美輕鋼住宅。北美鋼結(jié)構(gòu)低層住宅是一種輕型鋼骨結(jié)構(gòu)體系，一般為4層以內(nèi)，也可以建造6-7層的房屋。

我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究和應(yīng)用試用于20世紀(jì)90年代末，目前還處于研究和試點(diǎn)工程階段。目前全國(guó)已進(jìn)行了大量的試點(diǎn)項(xiàng)目，例如：上?，F(xiàn)代房產(chǎn)實(shí)業(yè)有限公司建造了幾萬，低層和高層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程；1999年新疆庫爾勒建造了一幢8層錯(cuò)列桁架體系鋼框架住宅樓；馬鞍山鋼鐵公司建成了2層的輕鋼試點(diǎn)工程，全部采用馬鋼生產(chǎn)的熱軋H型鋼；北京西三旗水電工程宿舍為6層H型鋼-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，壓型鋼板組合樓面，自承重砌體外墻，鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)加連系梁，防火為防火涂料加砂漿覆面；北京某綜合辦公樓為5層，局部6層，為輕鋼結(jié)構(gòu)，用鋼量約55kg/，按現(xiàn)行定額標(biāo)準(zhǔn)，其造價(jià)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)方案略低；山東萊蕪鋼鐵股份公司在萊蕪鋼城建造H型鋼住宅樣板小區(qū)等。

四、結(jié)束語

通過對(duì)輕鋼建筑結(jié)構(gòu)體系的研究和應(yīng)用表明，逐步開發(fā)輕鋼建筑，不但可以加快國(guó)家和城市的發(fā)展速度，還能提高建筑質(zhì)量和人們的居住水準(zhǔn)，同時(shí)還促進(jìn)了社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展，給社會(huì)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，這也是發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王元清.輕鋼房屋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，1999（6）.

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[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)建筑；煤礦建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)形式；應(yīng)注意的問題；應(yīng)用分析；

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

近些年以來，城鎮(zhèn)居民經(jīng)濟(jì)水平的快速提高，帶動(dòng)了建筑行業(yè)迅速崛起，居民建筑、高層建筑、煤礦建筑以及超高層建筑不斷興起。并且隨著城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，其精神、物質(zhì)需求也不斷增多。因而，對(duì)于當(dāng)前日益增多的建筑物而言，城鎮(zhèn)居民對(duì)建筑的要求不斷加大，同時(shí)迫切需要提高建筑的質(zhì)量，來保障城鎮(zhèn)居民的生命以及財(cái)產(chǎn)安全。因此，鋼結(jié)構(gòu)在當(dāng)代建筑中廣泛應(yīng)用。

當(dāng)前的煤礦建筑設(shè)計(jì)往往會(huì)存在很多的問題，并且由于煤礦建筑的廣泛應(yīng)用，需要采用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承壓能力大、抗震性能優(yōu)越的鋼結(jié)構(gòu)來提高煤礦建筑設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量水平。因此，在鋼結(jié)構(gòu)普遍適用于煤礦建筑的同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也持續(xù)不斷地在提高，繼而逐漸成為現(xiàn)代建筑材料的主體。所以，鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，應(yīng)該是當(dāng)前煤礦建筑設(shè)計(jì)所要研究的主要方向之一。那么，到底什么是鋼結(jié)構(gòu)建筑呢？

一、 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的闡述

所謂鋼結(jié)構(gòu)建筑，主要指的是相對(duì)于傳統(tǒng)建筑的生態(tài)化建筑。鋼結(jié)構(gòu)建筑一般是用鋼板與鋼管、型鋼等材料制成的鋼柱與H型鋼梁共同為承重骨架，在采用鉚釘、螺栓或焊縫作為連接方式的同時(shí)，配以輕質(zhì)新型的高強(qiáng)、隔熱和保溫的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并輔之以部品優(yōu)化集成和功能配套的電氣、水暖設(shè)備的環(huán)保節(jié)能建筑。 對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑而言，一般有以下三個(gè)特點(diǎn)：

（一）一方面，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑安裝程序一般比較簡(jiǎn)便，并且鋼結(jié)構(gòu)建筑不受季節(jié)性的影響，因而能夠快速提高建筑的施工進(jìn)度；另一方面，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑由于采用比較先進(jìn)的加工工藝以及大規(guī)模的生產(chǎn)方式，其造價(jià)與傳統(tǒng)建筑相比大為降低，從而大大提高了開發(fā)商的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）鋼結(jié)構(gòu)建筑一般具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)度高、承載能力大、以及抗震性能優(yōu)越等諸多優(yōu)點(diǎn)，這亦是現(xiàn)代建筑廣泛應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑施工作業(yè)的一個(gè)重要原因。鋼材的強(qiáng)度高使得在同等受力的環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)自重比較??；同時(shí)在地震發(fā)生時(shí)，自重小的建筑受地震影響也比較小，并且當(dāng)鋼材的結(jié)構(gòu)遭到破壞時(shí)人們比較容易發(fā)覺、從而避免意外事故的發(fā)生，因而相較于傳統(tǒng)建筑來講，鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)更為地穩(wěn)定、強(qiáng)度更高、承載能力更大、抗震性能優(yōu)越。

（三）現(xiàn)代的鋼結(jié)構(gòu)建筑的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是其靈活性比較大，采用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)建筑一般易于拆卸、移動(dòng)、以及組裝。并且從鋼結(jié)構(gòu)建筑的外型來看，鋼結(jié)構(gòu)建筑的外型比起傳統(tǒng)建筑更為地美觀。同時(shí)，在進(jìn)行拆卸以及組裝工作的時(shí)候，往往由于設(shè)計(jì)者所出發(fā)的角度不同、往往由于設(shè)計(jì)者的審美角度以及想象能力不同，鋼結(jié)構(gòu)建筑常?？梢砸远喾N形式表現(xiàn)出來，進(jìn)而展示了其建筑自身的美感。因而，鋼結(jié)構(gòu)建筑在當(dāng)代社會(huì)建設(shè)過程中廣泛應(yīng)用。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問題

鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生各種各樣的問題，因而，如何有效避免這些可能出現(xiàn)的問題，是當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)所要研究的具體方向。

（一）對(duì)于煤礦建筑的設(shè)計(jì)工作而言，首先要充分考慮腹板所承擔(dān)的剪應(yīng)力與翼緣所承擔(dān)的彎矩，并且在鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用于煤礦建筑中的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該以受彎以及壓彎構(gòu)建的設(shè)計(jì)為主要依據(jù)，并且在資金投入最小化的程度上，適當(dāng)允許腹板局部屈曲。從而在梁柱設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，達(dá)到適當(dāng)減少資金花費(fèi)與增加強(qiáng)度的目的。

（二）在進(jìn)行煤礦建筑設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要綜合考慮梁、柱、軸向變形、彎曲變形、以及剪切變形等多種因素對(duì)結(jié)構(gòu)分析計(jì)算所造成的影響。同時(shí)，在依據(jù)三維空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算時(shí)，充分利用彈性方法來進(jìn)行結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的計(jì)算工作，可以提高結(jié)構(gòu)分析計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性以及精確性，進(jìn)而保障了煤礦建筑設(shè)計(jì)工作的整體水平。

（三）從通常情況下來講，雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能比較優(yōu)越，但是往往在煤礦建筑設(shè)計(jì)工作中沒有對(duì)多層輕型鋼結(jié)構(gòu)的工作性能、設(shè)計(jì)方法、基本構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行多方面的考慮，進(jìn)而導(dǎo)致在地震發(fā)生的時(shí)候鋼結(jié)構(gòu)建筑嚴(yán)重受損，從而對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成難以估摸的影響。所以，在煤礦建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在煤礦建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的抗震性能進(jìn)行綜合考慮。

（四）在煤礦建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，常常需要使用抗側(cè)力構(gòu)件來控制側(cè)向位移。但是往往由于煤礦建筑中所使用的抗側(cè)力構(gòu)件數(shù)量比較大，受到較為強(qiáng)烈地震的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性倒塌等情況，因而在當(dāng)前煤礦建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，一般采用易操作、用途廣、無污染的調(diào)頻液體阻尼器來削弱結(jié)構(gòu)振蕩響應(yīng)。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

（一）建造速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝修快捷、管線安裝方便的多層多跨框架體系不僅能夠滿足煤礦建筑綠色發(fā)展的要求，同時(shí)其平面布置的靈活性、剛度均勻分布、自重輕、自振周期長(zhǎng)的特點(diǎn)使得多層多跨框架體系具備了優(yōu)越的抗震性能。所以，一般用框架、剪力墻結(jié)構(gòu)體系與抗剪桁架結(jié)構(gòu)體系來進(jìn)行煤礦建筑設(shè)計(jì)的施工作業(yè)。

（二）在綜合考慮柱支承體系、純框架體系、框架支承體系等各個(gè)前提下，構(gòu)建多層多跨框架的基本結(jié)構(gòu)體系。相對(duì)于多層多跨框架體系而言，其梁柱節(jié)點(diǎn)一般采用鉸接的形式，并且其扛?jìng)?cè)力承載力和空間剛度是由支承提供的，而且一般是在柱距比較小的建筑中設(shè)置；同時(shí)，直接由鋼接框架來提供空間剛度與承載能力的純框架體系一般無法設(shè)置支承且柱距較大的建筑物；而框架支承體系一般滿足了不同的建筑功能，因而在當(dāng)前煤礦建筑設(shè)計(jì)中普遍使用。

（三）在煤礦建筑設(shè)計(jì)中，往往需要利用到增厚技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行增厚作業(yè)。那么，如何實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的增厚技術(shù)呢？一般通過加固舊房的抗震能力、解決地基承載力所存在的問題、結(jié)構(gòu)增層后的地震動(dòng)分析以及隔震減災(zāi)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

一方面，相對(duì)于當(dāng)前的多層框架消能技術(shù)而言，一般是用來降低主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，并且保護(hù)煤礦建筑的結(jié)構(gòu)、以避免出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象。因而對(duì)于其能夠有效減少抗震成本的優(yōu)點(diǎn)而言，一般采用多層框架消能技術(shù)來達(dá)到抗震的目的。另一方面，融匯了梁柱變截面技術(shù)、預(yù)應(yīng)力技術(shù)、利用梁柱腹板屈曲后的強(qiáng)度、以及蒙皮效應(yīng)的輕量化技術(shù)等，在當(dāng)前的建筑作業(yè)中也是比較普及的。所以在進(jìn)行煤礦建筑設(shè)計(jì)作業(yè)的時(shí)候，可以適量采用輕量化技術(shù)。

小結(jié)：

綜上所述，在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行煤礦建筑設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，必須要結(jié)合腹板所承擔(dān)的剪應(yīng)力與翼緣所承擔(dān)的彎矩、抗震性能、側(cè)向位移等多種因素進(jìn)行全面、綜合的考慮。只有充分了解鋼結(jié)構(gòu)建筑在煤礦建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用中可能產(chǎn)生的問題，才能夠更好地將鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用到煤礦建筑設(shè)計(jì)工作當(dāng)中來。

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；抗震能力設(shè)計(jì)；建議

鋼結(jié)構(gòu)建筑是目前建筑中最常見的一種類型，這種建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)受到地震的較大影響，這種建筑結(jié)構(gòu)具有較好的延展性，雖然在地震下會(huì)出現(xiàn)大變形的情況，但是也不會(huì)出現(xiàn)倒塌的情況，從而保障了建筑居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的這種抗震性能也需要通過合理的設(shè)計(jì)才能夠?qū)崿F(xiàn)，下面本文主要就針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力設(shè)計(jì)及建議進(jìn)行深入的分析。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的震害特點(diǎn)分析

1.1 節(jié)點(diǎn)連接破壞

節(jié)點(diǎn)連接破壞的類型主要有兩種，一種是框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞，另外一種就是支撐連接破壞。其中造成框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞出現(xiàn)的主要原因就是在節(jié)點(diǎn)的下翼緣處出現(xiàn)了嚴(yán)重的裂縫問題，而這種問題主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)梁的上翼緣部位在進(jìn)行焊接處理的過程中，由于沒有腹板的支持，所以使得焊接縫受到了影響，進(jìn)而就產(chǎn)生了裂縫。同時(shí)，焊縫本身就存在一些質(zhì)量上的問題，這樣也會(huì)造成框架梁柱節(jié)點(diǎn)破壞的出現(xiàn)。另外，焊縫在金屬的沖擊下，韌性逐漸下降，鋼結(jié)構(gòu)性能的要求也逐漸的降低等情況下，也會(huì)使得框架梁柱節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞現(xiàn)象。

采用螺栓支撐連接的鋼結(jié)構(gòu)，支撐桿件螺孔之間的剪切滑移，節(jié)點(diǎn)板端的剪切滑移以及支撐面的斷裂都會(huì)降低鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，鋼結(jié)構(gòu)建筑的支撐結(jié)構(gòu)中影響抗震性能的抗側(cè)力部分，一旦發(fā)生地震將會(huì)首先承受地震的水平作用，如果建筑的某一個(gè)樓層的支撐發(fā)生損壞，將會(huì)削弱整個(gè)樓層抗震性能，進(jìn)而會(huì)影響到整個(gè)建筑的抗震性能。

1.2 構(gòu)件破壞

框架支撐結(jié)構(gòu)中，常常會(huì)出現(xiàn)支撐桿件失穩(wěn)的情況，也會(huì)出現(xiàn)桿件斷裂損壞的情況。但是只要采取合理的設(shè)計(jì)，那么地震就不會(huì)對(duì)支撐構(gòu)建造成嚴(yán)重的影響，而且在多次的地震的沖擊下，即使桿件出現(xiàn)變形的情況，也會(huì)很快的恢復(fù)到原狀，從而確保桿件的穩(wěn)定性，但是在地震突發(fā)的地帶，支撐桿件由于突然受到巨大拉力的影響，這樣就會(huì)使得桿件在一定程度上出現(xiàn)失穩(wěn)的問題，鋼結(jié)構(gòu)建筑也會(huì)逐漸的轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄郧臓顩r，而在拉壓次數(shù)逐漸增加的情況下，鋼結(jié)構(gòu)建筑的承載能力也會(huì)越來越弱，在拉壓力超過鋼結(jié)構(gòu)建筑承載力的極限時(shí)，在桿件支撐的中心位置出，就會(huì)有塑性鉸的出現(xiàn)，而當(dāng)桿件的塑性鉸為反向形成狀態(tài)時(shí)，則支撐桿件的抗拉剛度也就會(huì)慢慢的恢復(fù)到原位。

1.3 構(gòu)件的倒塌破壞

就以20世紀(jì)80年代中期墨西哥出現(xiàn)的大地震作為實(shí)例進(jìn)行分析，在這次地震中，有3棟采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行修建的綜合性大樓，其中一棟出現(xiàn)了倒塌的情況。而其他的兩棟則并沒有倒塌，只是出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞，這三種大樓都是在受到地震沖擊力的影響下，支撐結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)了縱向或者是橫向的偏移，從而發(fā)生了倒塌或者是破壞的情況。

由于地震的影響，使得這三棟建筑的質(zhì)量重心出現(xiàn)了偏差，剛度重心也距離較遠(yuǎn)，在一定程度上扭轉(zhuǎn)效應(yīng)相對(duì)較大，鋼柱在承載力上相較于地震沖擊力來說要小，由于地震的沖擊力過大，超過了建筑結(jié)構(gòu)所承受的極限，從而就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞或者是倒塌的情況。從這一點(diǎn)就可以充分的了解到，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑所具有的抗震性能進(jìn)行提升的過程中，應(yīng)該采用規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)體系，從而使得鋼結(jié)構(gòu)建筑具備更強(qiáng)的抗震性能，以此來保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 鋼結(jié)構(gòu)的抗震體系

鋼結(jié)構(gòu)建筑在目前大家建筑工程中較為常見，其結(jié)構(gòu)體系主要包括了鋼架結(jié)構(gòu)體系、框架中心支撐結(jié)構(gòu)等多種體系形式。其中框架結(jié)構(gòu)體系有著較強(qiáng)的延展性能，在這種結(jié)構(gòu)體系中，抗震性能較為突出，然而，卻沒有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度，在高層建筑中，并不適用，也無法起到良好的支撐作用。而框架支撐結(jié)構(gòu)體系雖然具有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度，能夠有效的對(duì)高層建筑起到支撐的作用，但是在支撐構(gòu)件的滯回性能上，表現(xiàn)并不突出，無法對(duì)地震所產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行有效的消散處理，這就使得這種結(jié)構(gòu)體系的抗震能力無法發(fā)揮出其實(shí)際的效用，在抗震性能上相較于框架結(jié)構(gòu)來說較弱。

通過分析可以看出這兩種鋼結(jié)構(gòu)體系均就有一定的缺陷，在應(yīng)用上也具有局限性，所以，相關(guān)的人員研究出一種新型的鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，給體系就是框架偏心結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)主要是利用偏心梁所具有的剪切屈服性能來對(duì)地震能量進(jìn)行消散處理，使得地震的沖擊力可以降低，從而使得支撐結(jié)構(gòu)能夠保持較好的穩(wěn)定性，這樣就能夠使得鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的抗震性能得到有效的提升。

3 鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

3.1 合理選擇鋼結(jié)構(gòu)建筑的場(chǎng)地和地基

選擇建筑場(chǎng)地之前，首先應(yīng)該結(jié)合整個(gè)建筑的需求，掌握建筑所處場(chǎng)地的地震活動(dòng)情況和工程地質(zhì)資料，對(duì)建筑場(chǎng)地進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將建筑選擇對(duì)抗震有利的區(qū)域，盡量避開對(duì)抗震不理的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，例如軟弱場(chǎng)地、邊坡邊緣等。為了避免鋼結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫、傾斜等，使建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件過早進(jìn)入塑性區(qū)，同一結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)不能設(shè)置在不同的地基上，應(yīng)該加強(qiáng)地基的整體性和剛性，不利場(chǎng)地和地基應(yīng)該采取補(bǔ)救加固措施等。

3.2 科學(xué)合理設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)

首先鋼結(jié)構(gòu)建筑形狀力求規(guī)則和簡(jiǎn)單，這樣鋼結(jié)構(gòu)建筑的受力性能比較明確，地震作用力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞比較小，在抗震設(shè)計(jì)中盡量要求建筑形狀規(guī)則和對(duì)稱，來減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏移。其次是鋼結(jié)構(gòu)建筑的強(qiáng)度、剛度和承載力應(yīng)該連續(xù)變化，在樓層平面內(nèi)均勻變化，并且沿著建筑結(jié)構(gòu)豎向變化也要均勻和連續(xù)。

4 鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)建議

選擇建筑場(chǎng)地和地基必須選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地和地基，這會(huì)在很大程度上影響鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，而鋼結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)將會(huì)直接體現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)的震害上，對(duì)于無法避開的場(chǎng)地和地基應(yīng)該采取必要的補(bǔ)救措施。

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)注意以下兩點(diǎn)：建筑結(jié)構(gòu)形狀力求規(guī)則和對(duì)稱，這樣能夠減少剛度中心和質(zhì)量重心的偏離；結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和承載力要均勻連續(xù)變化。綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)建筑各種因素選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該設(shè)置多道抗震防線，保證建筑結(jié)構(gòu)的必要?jiǎng)偠群蛷?qiáng)度，使得建筑結(jié)構(gòu)在地震中具有良好的變形能力以及耗能能力。

結(jié)束語

通過本文的分析可以充分的了解到，鋼結(jié)構(gòu)建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，所涉及到的內(nèi)容有很多，而本文則主要選取了其中最具有代表性的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了論述，總的來說，鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中所占有的地位不可取代，合理的遵照相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)原則，并制定出具體的鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案，依據(jù)抗震設(shè)計(jì)方案來對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑中出現(xiàn)的各種相關(guān)問題進(jìn)行有效的解決，從而確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性和安全性，進(jìn)而更好的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；防腐；防火；維護(hù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

近幾年來，我國(guó)鋼產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，為全球第一大粗鋼產(chǎn)量生產(chǎn)國(guó)，這已經(jīng)是中國(guó)連續(xù)十二年鋼產(chǎn)量居世界第一。隨著鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全國(guó)各地發(fā)展起來，為了使鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命有效提高，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑做好維護(hù)工作。鋼結(jié)構(gòu)在建筑的應(yīng)用較遲，因此在實(shí)際工程管理、施工技術(shù)和維護(hù)技術(shù)等方面的經(jīng)驗(yàn)還尚欠缺，需要不斷的積累，要向擁有先進(jìn)技術(shù)及工藝的國(guó)家去學(xué)習(xí)與借鑒，以此來逐步完善我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)與管理體系。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑使用壽命的長(zhǎng)短直接受其維護(hù)力度和技術(shù)支持的影響，所以鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命起著不可或缺的責(zé)任。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)缺點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)：（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)施工周期短，工廠流水線生產(chǎn)規(guī)模較大，現(xiàn)場(chǎng)只需要進(jìn)行安裝，節(jié)省了大量的周期作業(yè)。（2）與混凝土結(jié)構(gòu)相比較而言，鋼結(jié)構(gòu)具有承載性能好、抗側(cè)彎等能力。（3）鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)回收再利用，避免了建筑垃圾大規(guī)模形成。（4）剛結(jié)構(gòu)建筑比較環(huán)保節(jié)能，在施工過程中產(chǎn)生的粉塵較少，噪音較小。（5）經(jīng)濟(jì)效益高，不僅能大大節(jié)省成本，而且在環(huán)保節(jié)能適宜居住方面等等都有良好的表現(xiàn)。（6）建造鋼結(jié)構(gòu)建筑很容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和構(gòu)件加工的全自動(dòng)化，因此能大大提高施工效率，縮短工期。

2.缺點(diǎn)：（1）耐火性能較差，采用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的鋼材原料導(dǎo)熱系數(shù)要比一般鋼筋混凝土導(dǎo)熱系數(shù)高，從而使溫度一超出其極限熔點(diǎn)后就會(huì)使其逐漸喪失建筑剛度和強(qiáng)度。所以在設(shè)計(jì)過程中技術(shù)配套的防火設(shè)計(jì)也就成為了重點(diǎn)設(shè)計(jì)部分。（2）耐腐蝕性一般，鋼材本身就是含鐵成分居多，鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕，必然會(huì)引起建筑應(yīng)力分布不均，影響了建筑結(jié)構(gòu)整體安全性，使其鋼結(jié)構(gòu)的塑形變形破壞提前發(fā)生。因此，在設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能進(jìn)行全面的考慮。

3.鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)：（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑的承載強(qiáng)度高，抗震性能好，安全性較高對(duì)地基處理要求低，節(jié)省了費(fèi)用，在較大變形下不致于倒塌，安全性遠(yuǎn)高于其他工程結(jié)構(gòu)。（2）鋼結(jié)構(gòu)建筑能合理的布置功能區(qū)間，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創(chuàng)造開放式建筑。（3）鋼結(jié)構(gòu)可工廠化批量生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝，不必支模拆模，節(jié)省支模材料，同時(shí)鋼材為綠色環(huán)保建材，施工過程可避免鋼筋混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染和噪聲污染。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑受腐蝕的原因

鋼結(jié)構(gòu)建筑受腐蝕主要是一些兩方面的原因：一是電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕的主要原理在于電解質(zhì)的溶液與鋼結(jié)構(gòu)表面形成腐蝕電流，最終作用于鋼結(jié)構(gòu)，使得鋼材表面出現(xiàn)銹蝕，所以在各種合金元素與鐵元素標(biāo)準(zhǔn)電極位不相容的情況下，變化成腐蝕電池的兩極，再加上空氣中養(yǎng)分以及水分等元素侵入鋼材中時(shí)，使得接通了所有腐蝕電池的兩極，最終發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的腐蝕。二是化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕是只非電解質(zhì)溶液與干燥氣體互相作于在鋼結(jié)構(gòu)的表面，從而形成銹蝕，總的來說，形成腐蝕的外部因素在于空氣中的濕潤(rùn)度以及空氣中存在的有腐蝕性物質(zhì)。一般情況下，空氣濕度處于在50%之下時(shí)，出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的幾率相對(duì)來說較小。

三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐

由于曝露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性較弱，極易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。這不僅會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安全造成影響，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，因而對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行維護(hù)工作時(shí)，在防腐方面要多加關(guān)注。

（1）涂抹具有物理屏蔽功能的防銹漆。利用涂抹具有物理屏蔽功能的防銹漆，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而緩解鋼材的電化學(xué)反應(yīng)，增強(qiáng)鋼材的抗腐蝕功能。在鋼材表面使用金屬涂層，比如電鍍、熱鍍、噴鍍等，或者在鋼材制品的表面涂上一些抗腐蝕的非金屬材料，如：機(jī)油、瀝青或者塑料等，通常采用比較普遍的非金屬涂層就是涂刷油漆，比如醇酸樹脂涂料、環(huán)氧樹脂涂料等。（2）改變金屬結(jié)構(gòu)組織，改造成介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，耐候鋼，即耐大氣腐蝕鋼。（3）處理腐蝕介質(zhì)，具體情況是保持金屬干凈，間隔一段時(shí)間就清洗一次，另外還可以增加一些緩蝕劑，以降低侵蝕速度。（4）在鋼結(jié)構(gòu)上涂抹陰極保護(hù)型防銹顏料。這一類防銹顏料的作用在于防止鋼材表面上防銹漆的電極電位更小于鐵元素時(shí)，其鐵元素電極電位變成陰極，從而保護(hù)鋼材中的電化學(xué)不受腐蝕。（5）采用最常用的金屬保護(hù)方法：鍍鋅法，通過鍍鋅而形成的保護(hù)膜來增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性。

四、鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火

鋼材料的耐火性較差，在空氣中溫度達(dá)到450℃以上時(shí)，其屈服強(qiáng)度下降至正常情況的一半以上，而當(dāng)溫度高于500℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)可以說是已經(jīng)不存在所有的剛度以及強(qiáng)度，因此對(duì)于處于高溫環(huán)境下的建筑鋼結(jié)構(gòu)，只需幾分鐘就會(huì)到達(dá)其臨界點(diǎn)，屆時(shí)則會(huì)完全喪失其支撐能力，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)建筑物坍塌現(xiàn)象。所以，提高在維護(hù)工作中的防火技術(shù)是十分必要的。

（1）在鋼結(jié)構(gòu)空心且封閉的構(gòu)件中填充水，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠吸收熱能，并且運(yùn)用封閉空間中的水汽的蒸發(fā)來消耗熱能，或是通過構(gòu)件內(nèi)的自動(dòng)循環(huán)將熱能完全消耗，將鋼結(jié)構(gòu)的溫度控制在90℃~100℃之間。在理論上，沖水冷卻法是保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)最好的方法，但其要求鋼材中設(shè)有空心封閉空間，但這一類鋼材的應(yīng)用相對(duì)較少，所以此法不適用與普通的鋼結(jié)構(gòu)建筑。（2）對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑中安裝一個(gè)能夠阻隔火源的屏障，充分屏蔽火浪的沖擊，從而起到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)的作用。在重點(diǎn)部位安裝隔火屏障的設(shè)計(jì)也是相對(duì)來說較為經(jīng)濟(jì)有效的鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)方法。（3）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防火顏料的涂抹，而且防火顏料在目前所有建筑的鋼結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用，防火顏料主要分為膨脹類和非膨脹類兩類，膨脹類防火顏料即薄型防火顏料，而非膨脹類防火顏料可以稱為隔熱防火顏料，隔熱性能良好，耐火時(shí)間也比膨脹類防火顏料耐火的時(shí)間長(zhǎng)。

五、鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)技術(shù)

1.采用噴砂結(jié)合電動(dòng)鋼刷除銹工藝，徹底除去以前的鐵銹和噴皮。2.在加固的鋼構(gòu)件上進(jìn)行涂層清理，涂層必須全部打磨干凈，后在鋼板表面均勻的涂刷芳綸纖維膠，按照設(shè)計(jì)好的尺寸剪裁好芳綸纖維布貼平。3.采用電動(dòng)鋼刷進(jìn)行人工除銹，要保證做到徹底除銹，對(duì)腐蝕較嚴(yán)重的鋼結(jié)構(gòu)建筑，采用原子灰加固，干燥后再采用兩遍環(huán)氧富鋅防銹底漆。

六、在鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)中應(yīng)該注意的問題

1.提高鋼結(jié)構(gòu)建筑維護(hù)的技術(shù)水平，鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)技術(shù)是十分必要的，只有對(duì)建筑的缺陷和鋼結(jié)構(gòu)建筑可能出現(xiàn)的問題有針對(duì)性的進(jìn)行檢測(cè)，才能從根本上解決鋼結(jié)構(gòu)建筑壽命短容易被腐蝕和不耐高溫等的缺點(diǎn)。每個(gè)技術(shù)人員都必須具備這種維護(hù)技能，合理預(yù)測(cè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的缺陷。

2.對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)需要較高的技術(shù)水平，因此對(duì)技術(shù)人員要求較高，在鋼結(jié)構(gòu)建筑維護(hù)過程中要注重加強(qiáng)對(duì)員工的技能培訓(xùn)，爭(zhēng)取做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，使員工能夠掌握好理論知識(shí)的同時(shí)掌握專業(yè)技能，并在培訓(xùn)期間制定一定的激勵(lì)制度，使員工能夠有很高的積極性對(duì)待培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)提高員工自身的專業(yè)能力和素質(zhì)。

結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命和鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)技術(shù)有著直接的關(guān)系，鋼結(jié)構(gòu)建筑能否為社會(huì)提供安全穩(wěn)定的建筑有著不可或缺的責(zé)任。因而要加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的維護(hù)工作，使鋼結(jié)構(gòu)建筑更好地為社會(huì)和大眾服務(wù)。

篇8

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)

建筑比較

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要材料是鋼結(jié)構(gòu)框架輔以彩色金屬壓型鋼板，由于其框架結(jié)構(gòu)以門式剛架為主，因此，其建筑表現(xiàn)是以門式剛架為基礎(chǔ)進(jìn)行衍化。從總體上說，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑以簡(jiǎn)捷明快的特點(diǎn)得到各界認(rèn)可。按的情況，國(guó)內(nèi)外企業(yè)所承建的建筑在建筑表現(xiàn)上其差距主要有以下三個(gè)方面：

（一）建筑設(shè)計(jì)理念上的差距

從本質(zhì)上講，輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)仍然執(zhí)行現(xiàn)行的各種建筑規(guī)范，與混凝土建筑沒有本質(zhì)的區(qū)別。但其建筑理念由于使用材料的特殊性，確有與混凝土不同的地方，進(jìn)而使其建筑表現(xiàn)出多種差別。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化

混凝土建筑的設(shè)計(jì)都是按著先建筑設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，而輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于其特殊的材料和先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，得以使設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)，即建筑設(shè)計(jì)完成與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)完成。目前，國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都是遵循這樣一條理念，而國(guó)內(nèi)的大多數(shù)企業(yè)仍執(zhí)行混凝土建設(shè)設(shè)計(jì)的原則。建筑設(shè)計(jì)按混凝土建筑的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一方面很難完整地表現(xiàn)其建筑風(fēng)格，另一方面也破壞了輕鋼結(jié)構(gòu)建筑特有的建筑特色。比如，輕鋼結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)大跨度，而混凝土結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)。由于建筑設(shè)計(jì)工程師不了解這一情況，因此，其設(shè)計(jì)的建筑可能都是小跨度的建筑，這就有可能失去建設(shè)具有恢弘氣勢(shì)的大跨度建筑的機(jī)會(huì)。這主要由于目前國(guó)內(nèi)眾多設(shè)計(jì)院沒有先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件的原因造成的。今后隨著各種先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的普及，這一會(huì)得到圓滿的解決。

2、圍護(hù)系統(tǒng)與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化

在這方面我國(guó)企業(yè)的基本做法是，主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分開來進(jìn)行，而國(guó)外普遍的做法是統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)，甚至有些企業(yè)仍然執(zhí)行建筑模數(shù)制以保證建筑整體安裝的精確度。比如，在兩個(gè)立柱之間安裝內(nèi)墻板，按前者的做法，內(nèi)墻板從左柱開始排板是高肋，到右柱都是高肋。實(shí)際上這表明按前者的做法不能保證安裝的精確度，而后者能保證安裝的精確度。

3、配件系統(tǒng)與整體建筑系統(tǒng)設(shè)計(jì)一體化

國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的建筑在安裝時(shí)，基本保證安裝結(jié)束的時(shí)候，地面上沒有多余的配件，建筑上也沒有缺少的配件。而國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)的情況卻是或者少配件，或者多配件。這是因?yàn)榕浼到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與整個(gè)建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不統(tǒng)一的結(jié)果。而建筑表現(xiàn)也因此受到。當(dāng)然，這里也有一個(gè)配件標(biāo)準(zhǔn)化的問題。

（二）建筑表現(xiàn)形式的差距

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑表現(xiàn)主要有以下四個(gè)方面的特征，即規(guī)模、線條、色彩和變化。在這四個(gè)方面，我們都不同程度的存在差距。

1、建筑規(guī)模：國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的輕鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑規(guī)模的表現(xiàn)上，表現(xiàn)得相當(dāng)出色，特別是一脊雙?；驇畠簤Φ拇罂缍容p鋼結(jié)構(gòu)建筑，具有恢弘的建筑氣勢(shì)。這種用建筑規(guī)模表現(xiàn)建筑風(fēng)格的作品，出自國(guó)內(nèi)企業(yè)之手的，目前還不多見。

2、金屬壓型鋼板的線條：線條是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的風(fēng)格最獨(dú)特的特征，這種勻稱的線條，或橫或縱，使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑富有流暢的金屬質(zhì)感，與傳統(tǒng)的混凝土建筑相比較形成極大的反差，體現(xiàn)了強(qiáng)烈的的氣息。但國(guó)內(nèi)企業(yè)建筑往往在不經(jīng)意間破壞了這種線條，而使得建筑物整體形象呆板、呆滯。

墻面采光窗的不合理設(shè)置，是破壞這種線條的主要原因。如前所述，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)多是采用先建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式。建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為了考慮建筑采光，在墻面設(shè)置了大量的采光窗。這種采光窗雖然滿足了采光的需要，但在建筑上卻破壞了墻面的線條造型。其實(shí)，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑，由于可以大量使用屋面采光板采光，從而減少墻面開窗的數(shù)量，這樣就可以非常有效地既保證建筑采光又不破壞墻板的線條。

另外，墻板的線條在板型方面，我們也有差距，這也是線條造型的又一個(gè)重要因素。

3、建筑色彩：多種色彩的金屬壓型鋼板使得輕鋼結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)得豐富多彩，特別是大膽使用跳躍性色彩和冷色調(diào)，可以給人一種明顯區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的耳目一新的感覺。色彩的表現(xiàn)包括兩個(gè)部分，一部分是屋面、墻面板的色彩表現(xiàn)，另一部分是收邊泛水等飾件的色彩表現(xiàn)。國(guó)內(nèi)多選擇白色、蘭色、紅色，很少選擇褐色黑色、以及多種色彩組合。這既有群體審美意識(shí)的趨向，也有國(guó)內(nèi)自己生產(chǎn)的板材色彩單調(diào)的問題，還有設(shè)計(jì)工程師建筑審美問題，更有業(yè)主主觀武斷的問題。

4、建筑變化：國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)模較小的建筑在追求建筑風(fēng)格方面，多借鑒小規(guī)?；炷两ㄖ慕ㄖL(fēng)格，包括混凝土建筑的裝修裝飾表現(xiàn)。雖然規(guī)模小，但多富變化，使得小規(guī)模建筑表現(xiàn)出靈動(dòng)的建筑風(fēng)格。而國(guó)內(nèi)企業(yè)，基本是方形建筑，確實(shí)缺少變化。

（三）建筑裝飾表現(xiàn)的差距

輕鋼結(jié)構(gòu)建筑由于使用材料的原因，其裝飾效果遠(yuǎn)比混凝土建筑豐富，這也是輕鋼結(jié)構(gòu)建筑更具表現(xiàn)力的主要原因之一輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的裝飾物一般具有雙重功能的特點(diǎn)，既有使用功能，又有裝飾功能。比如外天溝，它既是天溝有組織排水的功能，又是建筑屋檐重要的裝飾物。其他如雨蓬、落水管、收邊、泛水等，都是如此。

1、外天溝：國(guó)外的外天溝由于裝飾功能的要求都設(shè)計(jì)有多種形式，而國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的基本就是一種直角形。

2、山墻檐口收邊：因檐口收邊必須與天溝一致，所以情況與外天溝相同。

3、落水管（含落水斗）：國(guó)外企業(yè)設(shè)計(jì)的落水管都是用較薄的彩板壓型而成，表面有2－5毫米高的肋，斷面呈方橢圓形，這種肋條既提高落水管的強(qiáng)度，又起到裝飾效果的作用。多種色彩選擇的細(xì)小肋條與墻板比相映成趣，尤其是雨蓬處的兩個(gè)轉(zhuǎn)彎的落水管優(yōu)美的弧形變化，堪稱輕鋼結(jié)構(gòu)建筑一道亮麗的風(fēng)景線。而國(guó)內(nèi)的落水管多數(shù)是PVC落水管，也有一部分采用方形彩板落水管，裝飾效果不強(qiáng)。

4、門窗洞口收邊：這是表現(xiàn)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑裝飾效果非常重要的因素，也是建筑表現(xiàn)差距較大之一。許多國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)看到這一問題存在，正在不斷地改進(jìn)。這種差距表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是加工工藝方面，一是收邊造型方面。加工工藝方面，國(guó)外企業(yè)在收邊的外側(cè)，都做約5毫米的130度回轉(zhuǎn)卷邊，既提高收邊的強(qiáng)度，使得收邊安裝后平挺，又使收邊外側(cè)彩板斷口得以掩飾。而國(guó)內(nèi)企業(yè)基本沒有這道工序，所以，收邊安裝后既不平挺（收邊起波浪），也不美觀。在收邊造型方面，國(guó)外各大企業(yè)都有各具特色的漂亮的收邊造型，比如ABC（上海美建）、（巴特勒）METALLIC（馬泰力克）、ZAMIL（科威特匝米爾）等，都有與別人不同的美觀的收邊造型，而國(guó)內(nèi)企業(yè)基本是一種簡(jiǎn)單的槽形邊，顯得很單調(diào)。當(dāng)然，收邊的選擇也有色彩的問題。

5、門窗：門窗既有重要的功能，也是重要裝飾物。國(guó)外企業(yè)門窗是統(tǒng)一設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)樣式、專業(yè)配套因此，門窗與整體建筑是統(tǒng)一的，不會(huì)出現(xiàn)因安裝門窗而破壞建筑收邊、結(jié)構(gòu)的情況。而我們的情況卻存在大量問題。門的問題：輕鋼結(jié)構(gòu)建筑門的方式主要有卷簾門、推拉門和平開門。國(guó)內(nèi)企業(yè)門都是由門的制造商提供，由于沒有統(tǒng)一設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)樣式和專業(yè)配套，所以，往往在安裝門的過程中，較大地破壞原建筑門洞口收邊或結(jié)構(gòu)，損壞整體建筑效果。窗的問題：目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的窗多為推拉窗。在窗的方面有三個(gè)問題：

一個(gè)是窗過大破壞了墻面的線條：

篇9

【關(guān)鍵字】鋼結(jié)構(gòu)；防火設(shè)計(jì)

1　鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下特點(diǎn)：（1）鋼材材質(zhì)均勻，可認(rèn)為為理想的彈性材料，受力狀態(tài)簡(jiǎn)單明了。（2）鋼材的塑性和韌性好，有利用提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。（3）鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，自重輕，降低結(jié)構(gòu)的自振周期，減小結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力，降低基礎(chǔ)造價(jià)。（4）鋼結(jié)構(gòu)制作周期短、施工速度快等。

鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)很多，但卻有一個(gè)致命的缺陷，耐火性能差。首先我們來分析一下鋼結(jié)構(gòu)建筑的火災(zāi)特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架，它的安全性直接關(guān)系到整幢建筑的安全，它們大都采用鋼材，鋼材雖然是不燃燒材料，但在火災(zāi)的高溫作用下，其力學(xué)性能會(huì)發(fā)生很大的改變，屈服強(qiáng)度、彈性模量等隨溫度升高而大幅度下降。鋼結(jié)構(gòu)在溫度達(dá)到350℃、500℃、600℃時(shí)，其強(qiáng)度分別下降1／3、1／2、2／3，在高溫條件下其內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)發(fā)生改變，使鋼結(jié)構(gòu)承重體系出現(xiàn)問題，按理論計(jì)算，在全負(fù)荷下，鋼結(jié)構(gòu)失去平衡穩(wěn)定性的臨界溫度為500℃，一般火場(chǎng)溫度都在800℃－1000℃左右，在這樣的高溫條件下，無任何保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)很快就會(huì)出現(xiàn)塑性變形，大約15分鐘內(nèi)就會(huì)倒塌。2002年9月11日，美國(guó)紐約的世界貿(mào)易大廈在恐怖襲擊中倒塌，導(dǎo)致300多名消防隊(duì)員無辜喪生。飛機(jī)滿載燃油撞擊大樓后，造成大樓承重的鋼結(jié)構(gòu)筒體的保護(hù)層被破壞，在強(qiáng)烈的高溫作用下，鋼結(jié)構(gòu)筒體承載強(qiáng)度迅速下降。事實(shí)上，世貿(mào)大樓不是撞塌的，而是燒塌的。因?yàn)楦邷貙?dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)變形，承受不了上面的重量，短短20分鐘后這個(gè)世界上最著名建筑就消失在我們面前。2003年青島的正大食品廠鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)生特大火災(zāi)，造成廠房大面積倒塌，很多工人葬生火海。這些眾多的火災(zāi)案例都暴露出了鋼結(jié)構(gòu)建筑存在的一個(gè)致命弱點(diǎn)就是耐火性極差，這就給我們廣大建筑設(shè)計(jì)人員提出了一個(gè)新的課題，怎樣才能做好鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)，使鋼結(jié)構(gòu)建筑更好地服務(wù)于我們的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

2　如何才能做好鋼結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性和重要性，合理確定建筑的耐火等級(jí)和防火設(shè)計(jì)方法耐火等級(jí)的選定各種建筑由于其使用性質(zhì)、重要程度、規(guī)模大小的不同，火災(zāi)危險(xiǎn)性存在差異，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)建筑物的使用功能，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，確定建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性，再根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性，確定建筑的耐火等級(jí)。比如一個(gè)60米高的綜合樓，根據(jù)《高規(guī)》其屬于一類高層建筑，它的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，其梁、柱、屋頂承重構(gòu)件的耐火極限應(yīng)分別不低于2小時(shí)、3小時(shí)、1.5小時(shí)，如果我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)沒有正確核定耐火等級(jí)，確定的耐火等級(jí)過高或過低，都會(huì)造成我們?cè)O(shè)計(jì)失誤，過高造成浪費(fèi)，過低則造成不安全。

（2）抗火的設(shè)計(jì)方法　鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是：選定保護(hù)材料及所需厚度，從而使結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的溫升不超過其臨界溫度而確保耐火穩(wěn)定性，滿足承載能力的規(guī)定?！』谠囼?yàn)的構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)是一種簡(jiǎn)單、直觀的方法。即規(guī)范要求某一類型建筑物具有一定的耐火時(shí)間，然后對(duì)結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件進(jìn)行正常設(shè)計(jì)荷載下的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，測(cè)定其抗火時(shí)間。設(shè)計(jì)目標(biāo)為：結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的抗火時(shí)間不小于規(guī)范規(guī)定的耐火時(shí)間。我國(guó)《現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ50016—2006）中關(guān)于鋼梁和鋼柱的防火措施的要求正是基于此法。該試驗(yàn)方法存在很多缺陷。首先，耐火時(shí)間、耐火等級(jí)不易確定。由于目前大多建筑物功能復(fù)雜，體量大。同一建筑物的各個(gè)組成部分功能相差非常大。其次，構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中受力很難模擬，而受力的大小對(duì)構(gòu)件耐火時(shí)間的影響很大。最后，構(gòu)件受火在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生溫度應(yīng)力，而這一影響在構(gòu)件試驗(yàn)中也難以準(zhǔn)確反映?？梢娫缙诘目够鹪O(shè)計(jì)方法有時(shí)失之經(jīng)濟(jì)，有時(shí)又失之安全。鑒于試驗(yàn)的上述缺陷，結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法已開始從基于試驗(yàn)的傳統(tǒng)方法，轉(zhuǎn)為基于計(jì)算的現(xiàn)代方法，特別是英國(guó)、瑞典、美國(guó)、日本等從20世紀(jì)70年代就大量開展了考慮上述諸因素的結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算與設(shè)計(jì)方法的研究。

基于計(jì)算的現(xiàn)代方法即用計(jì)算的方法代替標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的方法，可以免除傳統(tǒng)方法中所存在的問題，是鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)發(fā)展的方向。目前計(jì)算方法有幾種：直接按耐火等級(jí)選擇構(gòu)件的耐火極限t，求出構(gòu)件臨界溫度后Ts，用t、Ts為控制條件求保護(hù)層厚度的Ts-t耐火設(shè)計(jì)方法；用構(gòu)件的臨界溫度Ts和當(dāng)量升溫時(shí)間Te來確定防火保護(hù)層厚度的Ts-Te耐火設(shè)計(jì)方法?！≡O(shè)計(jì)時(shí)要選用恰當(dāng)?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)耐火保護(hù)方法。目前世界各國(guó)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采用多種方法進(jìn)行保護(hù)。從原理上說分為兩種：截留法和疏導(dǎo)法。

1）截留法又分為：噴涂法、包封法、水噴淋法、屏蔽法。它們都是通過一定的技術(shù)手段來提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。具體而言，噴涂法就是將防火涂料直接噴涂在構(gòu)件表面，形成保護(hù)層，從而提高建筑構(gòu)件的耐火極限，它有厚型和薄型之分，不同厚度的涂層其耐火極限不同；包封法是用耐火材料把構(gòu)件包裹起來。包封材料有防火板材，磚或混凝土，鋼絲網(wǎng)抹耐火砂漿等。耐火材料將鋼結(jié)構(gòu)包裹，從而形成保護(hù)層，提高構(gòu)件耐火極限；水噴淋法是在鋼結(jié)構(gòu)頂部設(shè)噴淋供水管網(wǎng)，火災(zāi)時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)（或手動(dòng)）開始噴水，在構(gòu)件表面形成一層連續(xù)流動(dòng)的水膜，達(dá)到保護(hù)作用；屏蔽法是把鋼構(gòu)件包藏在耐火材料組成的墻體或吊頂內(nèi)，主要適用于屋蓋系統(tǒng)的保護(hù)。

2）疏導(dǎo)法：與截留法不同，疏導(dǎo)法允許熱量傳到構(gòu)件上，然后設(shè)法把熱量導(dǎo)走或消耗掉，同樣可是構(gòu)件溫度不至升高到臨界溫度，從而起到保護(hù)作用。目前疏導(dǎo)法僅有充水冷卻保護(hù)這一種方法。我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)不同建筑對(duì)構(gòu)件耐火極限的要求，通過科學(xué)比較，選出最恰當(dāng)?shù)姆阑鸨Ｗo(hù)方法，達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全要求。

篇10

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；現(xiàn)狀危機(jī)；建筑防火；防火措施

中圖分類號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

近年來，鋼結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中發(fā)展迅速，鋼結(jié)構(gòu)建筑也被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣的項(xiàng)目。但是，隨著鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差的缺陷也日趨明顯。鋼材不耐火，隨著溫度的升高，其強(qiáng)度和彈性模量均會(huì)降低，再加上鋼結(jié)構(gòu)具有較好的導(dǎo)熱性，高溫會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)傳播到整個(gè)結(jié)構(gòu)。一般來說，當(dāng)溫度超過了260oC以上，鋼材料的極限強(qiáng)度與屈服點(diǎn)就會(huì)顯著的下降，如果溫度達(dá)到了650oC以上時(shí)，鋼材自身的強(qiáng)度近似等于零，這樣就使鋼材喪失了承載能力，導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)過大變形不能再繼續(xù)工作。因此當(dāng)使用鋼材成為鋼結(jié)構(gòu)建筑最主要的構(gòu)件時(shí)，一定要根據(jù)它的熱力學(xué)特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防火采取有效的保護(hù)措施。

一、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀及面臨的危機(jī)

1、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀

當(dāng)前，世界范圍內(nèi)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑用材大多為鋼結(jié)構(gòu)，其建設(shè)用鋼量基本占到全國(guó)鋼產(chǎn)量的1/3以上。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑從整體上看處于快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但比起發(fā)達(dá)國(guó)家來說還是有一定的滯后。究其原因，可以認(rèn)為有兩點(diǎn)：其一是經(jīng)濟(jì)的原因，其二是傳統(tǒng)建筑的影響。而對(duì)于建筑而言，我們不僅僅要考慮各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)形式的造價(jià)問題，也要考慮各個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所在，最終得到一個(gè)綜合的經(jīng)濟(jì)效益觀。鋼結(jié)構(gòu)的建筑與混凝土結(jié)構(gòu)的建筑相比，其綜合造價(jià)差價(jià)比例很小，一般只是整個(gè)工程投資的3%-5%。而考慮到鋼結(jié)構(gòu)工程的施工速度快、工期短以及抗震性好的原因，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土相比要略勝一籌，更具有綜合經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)國(guó)內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)建筑的主體地位已經(jīng)越來越明確。

2、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑面臨的危機(jī)

盡管我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)步，但是其發(fā)展的力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而與發(fā)展接踵而至的則是突出的安全問題。正如前邊所述，鋼結(jié)構(gòu)建筑最主要的缺點(diǎn)就是耐火性能較差。如果沒有對(duì)它進(jìn)行防火處理，即使鋼材的本身不會(huì)遇火而燃燒，可是遇到了高溫之后它的強(qiáng)度就會(huì)迅速的下降。鋼結(jié)構(gòu)建筑在發(fā)生火災(zāi)之后，滅火救援的難度大，如果沒有做防火保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)建筑，遇火耐火最多只有15min，不利于初期的滅火，加之鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)容易產(chǎn)生出大量熱量與煙霧，消防人員根本不容易深入到建筑的內(nèi)部去堵截，就只能采用的水槍噴灑降溫。鋼結(jié)構(gòu)建筑一旦遇到火災(zāi)就易發(fā)生變形，隨之而來的可能是整體的結(jié)構(gòu)遭受破壞甚至發(fā)生坍塌，給人們生命財(cái)產(chǎn)帶來重大災(zāi)難。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑面臨的這種危機(jī)已經(jīng)迫在眉睫，如何才能有效的保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)建筑，使之免受火災(zāi)之痛，是非常值得探討的大問題。為此要做好建筑的防火設(shè)計(jì)。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑防火的措施分析

1、設(shè)隔離層

在發(fā)生火災(zāi)時(shí)設(shè)法讓鋼材與火源隔開，這樣在發(fā)生火災(zāi)時(shí)鋼材的溫度上升就會(huì)比較慢，為我們爭(zhēng)取寶貴的逃生時(shí)間。具體做法是將主體的鋼材設(shè)置在由耐火材料組成的墻體內(nèi)，或設(shè)置在兩片墻體之間的空隙中，把鋼結(jié)構(gòu)隔離出來，這樣發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以使結(jié)構(gòu)的升溫速度大為延緩，大幅度降低高溫對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，從而達(dá)到提高鋼結(jié)構(gòu)耐火能力的目的。這種防火做法比較經(jīng)濟(jì)，但是還有一些細(xì)節(jié)需要注意，比如吊頂?shù)慕涌p及空洞處應(yīng)做到結(jié)合緊密，防止竄火導(dǎo)致隔離構(gòu)件喪失其隔離功能。當(dāng)然，此防火措施有一定的局限性，目前在輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房及大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑中應(yīng)用不多。

2、包敷法防火

包敷法主要是用固體耐火的材料將鋼結(jié)構(gòu)整體徹底包起來。固體的耐火材料不但有不燃性，還有較大熱容量，將它用作耐火的保護(hù)層就能讓構(gòu)件升溫減緩。目前，工程當(dāng)中一般多采用無機(jī)防火板，用這個(gè)材料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)包裹，比如使用硅酸鈣板、石膏板、蛭石板等，這方法具有損耗較小，成本較低，施工比較方便，而且施工周期短等優(yōu)點(diǎn)。

3、截流法防火

截流法主要包括以下三種具體方法：

3.1 噴涂法，即是利用噴涂機(jī)直接將防火涂料噴在構(gòu)件表面，以形成保護(hù)層來隔斷火源。這種方法的適用范圍相當(dāng)廣泛，可以適用于任何構(gòu)件。

3.2 包封法，即是用耐火材料把構(gòu)件包裹起來。包封材料有防火板材、混凝土、鋼絲網(wǎng)抹耐火砂漿等。當(dāng)采用石膏板、蟲至石板、硅酸鈣板、珍珠巖板等硬質(zhì)防火板材包封時(shí)版材可用膠粘劑或鋼件固定。當(dāng)包封層數(shù)最少兩層時(shí)洛層板應(yīng)分別固定,板縫應(yīng)相互錯(cuò)開,其距離不宜小于400mm。當(dāng)用巖棉、礦棉等軟質(zhì)板材包封時(shí)應(yīng)用薄金屬板或其他不燃性板材包裹。

3.3 屏蔽法，即把鋼結(jié)構(gòu)包藏在耐火材料組成的墻體或者吊頂內(nèi)，火災(zāi)時(shí)同樣延緩了升溫時(shí)間，并且這種方法能夠增加室內(nèi)的美觀。需要注意的是，在做吊頂和墻體時(shí)一定要注意接縫和空洞。一旦出現(xiàn)要及時(shí)封閉，以免發(fā)生火災(zāi)時(shí)火苗竄入，引起鋼構(gòu)件受損。

4、疏導(dǎo)法防火

截流法的目的是設(shè)法將鋼構(gòu)件與外界火源隔離。而疏導(dǎo)法的原理截然不同，其允許熱量傳到構(gòu)件上，然后設(shè)法將熱量從其他地方傳遞出去或者消耗掉。這樣也可以達(dá)到使構(gòu)件溫度不高于臨界溫度的目的，從而保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。疏導(dǎo)法目前主要是冷卻水保護(hù)這一方法。具體操作是：在建筑的空心封閉截面中注水，發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠使得鋼構(gòu)件把吸收火場(chǎng)里的溫度可以及時(shí)傳遞給水，同時(shí)依靠水的蒸發(fā)和水的循環(huán)將熱量導(dǎo)出去。這樣構(gòu)件的溫度則會(huì)最多維持在100oC左右。其實(shí)，從理論上來講，這是保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)最為有效的辦法。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)相當(dāng)于盛滿了水的加熱容器，像開水爐一樣工作。根據(jù)水的比熱和汽化熱比較大，發(fā)生火災(zāi)時(shí)構(gòu)件吸收的熱量會(huì)源源不斷的被消耗和排出去。需要注意的是，要保障有充足的水源和足夠的水位。當(dāng)然，冷卻水的供給可以由高位水箱或者地下水，甚至是消防車來補(bǔ)給，水蒸氣則由排氣口排出。當(dāng)水柱的位置過高時(shí)，可以將冷卻水系統(tǒng)分為多個(gè)循環(huán)系統(tǒng)來冷卻，以防止柱底的溫度過高。同時(shí)，為了防止管柱的銹蝕和水的結(jié)冰，還可以向其中定期加入阻銹劑和防凍劑等。

5、水噴淋法防火

所謂的水噴淋法，就是在鋼結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)上部設(shè)置了水噴淋管網(wǎng)與噴頭。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)的建筑發(fā)生了火災(zāi)的時(shí)候，水噴頭受熱之后就會(huì)自動(dòng)的打開向建筑構(gòu)件噴水了，這樣就使建筑構(gòu)件的表面形成了連續(xù)流動(dòng)水膜，就可以帶走大量熱量，讓鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件溫度不會(huì)過高，這樣就可以提高結(jié)構(gòu)耐火極限。

6、涂防火涂料法

實(shí)際上，涂防火涂料的方法與截流法類似，都是以隔斷鋼結(jié)構(gòu)和火源為目的的。只不過覆蓋法是利用混凝土或者耐火磚作為隔絕物，而此種方法則是用防火涂料作為隔絕物。當(dāng)然，業(yè)界公認(rèn)涂防火涂料法是最為有效的措施之一。鋼結(jié)構(gòu)的涂料一般可按照所作用的基料不同分為有機(jī)防火涂料和無機(jī)防火涂料兩種。而按照涂層的不同又可以分為超薄型、薄涂型和厚涂型三種。例如：上海希爾頓賓館中采用的防火涂料為蜓石板。其最高使用溫度約為850oC，石膏板的最高使用溫度600oC，纖維增強(qiáng)普通硅酸鈣板的使用溫度為650oC～950oC。北京的國(guó)際貿(mào)易中心大廈使用的防火涂料則是一種膨脹型涂料，這種涂料在高溫下能夠膨脹至50倍，有的甚至能達(dá)到200倍，從而有效的阻隔了熱量的傳導(dǎo)。這也值得許多高層建筑防火單位借鑒。

結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)的防火方法眾多，各種方法均存在其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，在理論研究及實(shí)際工程中仍需不斷探索和總結(jié)，從而得到更多方便可行的實(shí)用方法，更好地為鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計(jì)服務(wù)，提高鋼結(jié)構(gòu)的高溫性能，減少火災(zāi)造成的損失，也為鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)一步更廣闊的發(fā)展提供條件。

參考文獻(xiàn):

[1]GB50016-2006，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S],2006.