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時(shí)間：2023-03-16 17:15:56
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2.工程焊接難點(diǎn)
本工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，涉及的焊接接頭形式主要有對(duì)接、角接和角接與對(duì)接組合接頭。由于鋼板厚度較大，故選材上采用低合金高強(qiáng)鋼，其屈服強(qiáng)度為390MPa。針對(duì)構(gòu)件類型，焊接時(shí)存在如下幾方面的難點(diǎn)：①防止正火鋼熱影響區(qū)脆化。②厚板焊接變形控制。③防止母材層狀撕裂。
3.厚板高強(qiáng)鋼焊接技術(shù)
（1）高強(qiáng)鋼焊接性分析該鋼種屬于高強(qiáng)度正火鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能和加工工藝性能。其化學(xué)成分、力學(xué)性能如表1、表2所示。（2）焊接工藝技術(shù)第一，焊材的合理選擇。根據(jù)國(guó)家規(guī)范GB50661—2011中對(duì)焊接材料的推薦使用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合焊接工藝性能、焊接材料等強(qiáng)匹配原則，以及不同焊接工藝環(huán)境下焊材使用后對(duì)母材影響程度來(lái)進(jìn)行選用（見(jiàn)表3）。第二，坡口的制定。由于厚板焊接工程量大、難度高，若采用窄而深的小坡口進(jìn)行焊接，則不僅焊縫成形系數(shù)偏小，影響一次結(jié)晶，容易產(chǎn)生區(qū)域偏析，而且在拘束應(yīng)力大的前提下進(jìn)而導(dǎo)致焊接熱裂紋的產(chǎn)生；若采用大坡口進(jìn)行焊接，則不僅焊接量大大增加，而且焊縫的焊接殘余應(yīng)力也會(huì)隨之增加，這對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系初始應(yīng)力的控制極其不利，同時(shí)也影響工程工期。考慮到厚板焊接接頭填充量、焊接質(zhì)量及焊接殘余應(yīng)力等方面的影響，同時(shí)，為便于CO2焊槍在焊接過(guò)程中能適當(dāng)?shù)財(cái)[動(dòng)，采用坡口角度適中，且便于正常情況下焊接的窄間隙焊接（NGW）坡口（見(jiàn)圖2）。第三，焊接組合新工藝。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的厚板窄間隙焊接，需解決窄而深的坡口內(nèi)側(cè)壁焊接熔合質(zhì)量、焊接飛濺聚集、工藝參數(shù)穩(wěn)定性及焊接操作的可靠性等問(wèn)題，避免坡口內(nèi)焊縫金屬的一次結(jié)晶產(chǎn)生區(qū)域偏析，進(jìn)而產(chǎn)生熱裂紋。鑒于上述原因，提出如下焊接工藝方法：打底焊：采用改造型噴嘴的實(shí)芯CO2氣體保護(hù)焊（見(jiàn)圖3）。該方法首先可以保證窄間隙坡口環(huán)境下的順利焊接，此外，利用GMAW的高效及熔深相對(duì)較大的優(yōu)點(diǎn)，可提高焊接質(zhì)量和效率。填充焊：采用雙弧雙絲自動(dòng)氣體保護(hù)焊接：一方面可以利用其熔嘴的優(yōu)勢(shì)取代了埋弧焊機(jī)頭熔嘴無(wú)法進(jìn)行窄而深的焊接，另一方面其焊接效率較手工焊有大幅度提高，同時(shí)保證焊縫質(zhì)量。蓋面焊：采用雙絲埋弧焊接。主要是提高焊接效率，保證焊縫的表面質(zhì)量。第四，焊接工藝措施。多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)：多層多道焊及合理的焊接參數(shù)可減小焊接熱輸入，從而有效控制焊接變形和焊接應(yīng)力。在多層多道焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，加入焊接接頭每一道焊道錯(cuò)位連接，即：接頭不在一個(gè)平面內(nèi)，通常錯(cuò)位50mm以上。這種技術(shù)其顯著優(yōu)點(diǎn)就是上一層焊道對(duì)下一層進(jìn)行了有效的熱處理，特別適合于高強(qiáng)鋼厚板的焊接。在應(yīng)用時(shí)，可以消除焊接冶金過(guò)程中柱狀晶并使晶粒細(xì)化。同時(shí)，對(duì)焊接接頭的應(yīng)力應(yīng)變控制也相當(dāng)有利，能夠提高焊接接頭的綜合性能。道間溫度控制：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50661—2011要求，在焊接過(guò)程中，最低道間溫度控制在不低于預(yù)熱溫度。道間溫度應(yīng)在焊縫金屬或相鄰的母材金屬處測(cè)得，測(cè)量時(shí)間選擇在電弧經(jīng)過(guò)之前的焊接區(qū)域內(nèi)瞬時(shí)測(cè)得。由于焊縫較長(zhǎng)，未能焊到的地方應(yīng)采取保溫措施。防止溫度降低過(guò)快，如果焊接區(qū)域溫度過(guò)低，應(yīng)重新加熱。后熱與消氫處理：為了加速焊接接頭中氫的擴(kuò)散逸出，防止焊接冷裂紋的產(chǎn)生，焊后及時(shí)后熱及消氫處理是防止焊接冷裂紋的有效措施之一。特別是對(duì)于氫致裂紋敏感性較強(qiáng)的厚板焊接接頭，采用這一工藝不僅可以降低預(yù)熱溫度，減輕焊工勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可以采用較低的焊接熱輸入，使焊接接頭獲得良好的綜合力學(xué)性能。焊縫錘擊消應(yīng)力措施：焊縫錘擊焊接過(guò)程中，在熱狀態(tài)下使用帶有小圓弧面的錘子錘擊焊縫金屬，使焊縫得到延展，從而減小焊件的殘余收縮應(yīng)力。錘擊應(yīng)均勻、適度，避免因錘擊過(guò)分而產(chǎn)生裂紋。當(dāng)焊縫溫度＜300℃時(shí)，錘擊力不宜過(guò)大；在100℃以下時(shí)，禁止錘擊。
(一)題目的設(shè)置應(yīng)有助于教學(xué)相長(zhǎng)
畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的設(shè)置除了應(yīng)密切結(jié)合指導(dǎo)教師的科研項(xiàng)目外，還應(yīng)結(jié)合指導(dǎo)教師的專業(yè)特長(zhǎng)，這樣教師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)才能高效。例如，筆者從攻讀博士學(xué)位開(kāi)始，就從事新型高層鋼結(jié)構(gòu)體系及抗震性能等方面的研究。留校后，承擔(dān)了研究生選修課高層建筑鋼結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)工作，負(fù)責(zé)講授高層鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝，以及新型抗側(cè)力和耗能構(gòu)件在高層鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等內(nèi)容。以上研究和教學(xué)工作均為指導(dǎo)采用新型結(jié)構(gòu)體系的高層鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，通過(guò)給學(xué)生答疑，筆者感到，雖然學(xué)生的著眼點(diǎn)不同，但多數(shù)問(wèn)題是圍繞設(shè)計(jì)任務(wù)提出來(lái)的，一些問(wèn)題也是指導(dǎo)教師尚未涉及而想弄明白的問(wèn)題。因此，教師愿意投入時(shí)間去研究問(wèn)題，這樣既解決了學(xué)生的疑惑，也有利于指導(dǎo)教師提高自身的專業(yè)技能。
(二)設(shè)計(jì)題目的指定應(yīng)兼顧學(xué)生的興趣
目前，學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，大體上是由學(xué)院統(tǒng)一指定的。這樣做是為了避免學(xué)生“偏科”，即避免一些設(shè)計(jì)題目出現(xiàn)無(wú)學(xué)生選擇的窘境。但是，高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)題目與其他題目一樣，也僅是提升學(xué)生在一個(gè)專業(yè)方向上的理論水平和技能。而且相當(dāng)多的設(shè)計(jì)院在未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)仍主要是開(kāi)展量大面廣的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，由學(xué)院指定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的方式無(wú)法完全滿足學(xué)生的專業(yè)設(shè)計(jì)興趣和愛(ài)好，使真正對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有興趣的學(xué)生又得不到應(yīng)有的鍛煉。倘若學(xué)生對(duì)指定的題目毫無(wú)興趣，畢業(yè)設(shè)計(jì)就可能收效甚微。其實(shí)，每個(gè)學(xué)生經(jīng)過(guò)3年多的學(xué)習(xí)，基本已有感興趣的專業(yè)方向，畢業(yè)設(shè)計(jì)題目應(yīng)結(jié)合學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)方向或深造計(jì)劃，并綜合考慮學(xué)生自己的興趣、能力和未來(lái)發(fā)展等因素來(lái)選擇建議。題目指定要有適當(dāng)?shù)撵`活性，給學(xué)生一定的選題權(quán)利，可列出每年開(kāi)設(shè)的所有題目，讓學(xué)生提前自愿申報(bào)2～3個(gè)題目，然后綜合分組。這種適當(dāng)考慮學(xué)生興趣的選題做法將使學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)更有積極性，收效可能更好。
(三)設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)結(jié)合專業(yè)最新發(fā)展而適時(shí)更新
為避免多年使用同一設(shè)計(jì)題目可能出現(xiàn)的抄襲現(xiàn)象，指導(dǎo)教師有必要適時(shí)更換設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求。鑒于目前設(shè)計(jì)院或施工單位“以高層設(shè)計(jì)為主流”的情況，應(yīng)結(jié)合高層建筑的實(shí)際工程應(yīng)用，增加新型結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)內(nèi)容，以縮短學(xué)生就業(yè)后的工作適應(yīng)期。對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)要求學(xué)生掌握目前比較流行的結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算方法和構(gòu)造要求。因此，筆者在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用新型的抗側(cè)力構(gòu)件和新型的結(jié)構(gòu)體系作為設(shè)計(jì)任務(wù)。除了采用傳統(tǒng)的純鋼中心支撐，推薦采用新型的墻板內(nèi)置無(wú)粘結(jié)鋼支撐或桿狀防屈曲支撐(BucklingRestrainedBrace)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純鋼支撐。除了中心支撐，也鼓勵(lì)采用偏心支撐和鋼板剪力墻等抗側(cè)力構(gòu)件。例如，在2014年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，一名學(xué)生自愿嘗試采用偏心支撐鋼框架結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)努力，圓滿完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，最終取得了較好成績(jī)。
二、積極有效的師生互動(dòng)是畢業(yè)設(shè)計(jì)取得實(shí)效的基石
(一)注重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力
對(duì)20多層的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)軟件的使用，進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模、內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)，這樣的工作不僅量大而且有難度。建議教師提前布置和安排任務(wù)，給學(xué)生自學(xué)的機(jī)會(huì)和時(shí)間。以結(jié)構(gòu)建模和分析為例，筆者一開(kāi)始便盡早安排學(xué)生安裝和學(xué)習(xí)使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件ETABS，這樣學(xué)生在做荷載匯集等準(zhǔn)備工作之余，就可以有針對(duì)性地查閱和學(xué)習(xí)該軟件的使用說(shuō)明等資料，到建模和分析環(huán)節(jié)時(shí)，學(xué)生就可以建立結(jié)構(gòu)模型。為學(xué)生自學(xué)軟件后建立的結(jié)構(gòu)模型。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然大多數(shù)學(xué)生之前并未有建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型的經(jīng)驗(yàn)，也可能因此而心生畏懼，指導(dǎo)教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)和使用通用軟件的必要性，讓學(xué)生明白學(xué)好一個(gè)軟件對(duì)將來(lái)應(yīng)用其他類似設(shè)計(jì)軟件也有很好的借鑒作用。教師要耐心引導(dǎo)和鼓勵(lì)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和自信心?？梢髮W(xué)生先簡(jiǎn)后繁，積累經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生消除畏懼心理后，建模和設(shè)計(jì)操作就會(huì)逐漸得心應(yīng)手，在實(shí)踐中熟能生巧。有的學(xué)生在熟練使用軟件后甚至主動(dòng)去鉆研軟件內(nèi)的參數(shù)和求解設(shè)置等功能，提高了對(duì)理論知識(shí)的歸納消化和應(yīng)用能力。
(二)營(yíng)造積極的心理互動(dòng)氛圍
結(jié)構(gòu)方案的確定以及結(jié)構(gòu)建模、分析和設(shè)計(jì)等，這些任務(wù)一環(huán)緊扣一環(huán)，教師應(yīng)在各階段工作中嚴(yán)格檢查，認(rèn)真引導(dǎo)和解惑。以建模和分析為例，因大部分學(xué)生是初次接觸大型設(shè)計(jì)軟件和設(shè)計(jì)規(guī)范等，面對(duì)陌生的軟件以及系數(shù)重重的設(shè)計(jì)公式，要在短時(shí)間內(nèi)掌握并熟練應(yīng)用軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有較大難度。特別是對(duì)這些軟件在內(nèi)部分析環(huán)節(jié)可能存在的一些缺陷，指導(dǎo)教師必須強(qiáng)調(diào)指出，以免學(xué)生誤入歧途而影響進(jìn)度。因此，指導(dǎo)教師應(yīng)對(duì)軟件的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)有使用經(jīng)驗(yàn)，并能做出正確的判斷，才能引導(dǎo)學(xué)生去認(rèn)真求證，加深理解。這樣也才可能幫助學(xué)生較快熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)興趣。畢業(yè)設(shè)計(jì)為師生提供了長(zhǎng)達(dá)一學(xué)期的交流互動(dòng)機(jī)會(huì)，教師應(yīng)在指導(dǎo)工作中傾注熱情，與學(xué)生積極互動(dòng)，這樣不僅能使任務(wù)完成得更加高效，而且也有利于學(xué)生的全面發(fā)展。教師不僅要關(guān)注學(xué)生的專業(yè)訓(xùn)練，也要不失時(shí)機(jī)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)道德的言傳身教，引導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題去思考和討論，啟迪學(xué)生的智慧，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)適當(dāng)增加針對(duì)性實(shí)習(xí)
與單純課堂教學(xué)相比，畢業(yè)設(shè)計(jì)屬于實(shí)踐環(huán)節(jié)。但若不加以恰當(dāng)引導(dǎo)，相當(dāng)多的學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)僅僅是對(duì)參考書(shū)等資料的簡(jiǎn)單模仿。因此，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)小組或個(gè)人(以整個(gè)年級(jí)為單位的統(tǒng)一畢業(yè)實(shí)習(xí)，針對(duì)性不強(qiáng))的實(shí)習(xí)活動(dòng)，例如參觀鋼結(jié)構(gòu)工程或鋼構(gòu)件制作等，夯實(shí)書(shū)本所學(xué)知識(shí)，拓寬知識(shí)面，使學(xué)生獲得真實(shí)感受。此外，通過(guò)實(shí)習(xí)，還可消除學(xué)生不切實(shí)際的想法和由此導(dǎo)致的誤差或錯(cuò)誤，有助于學(xué)生深入思考，以開(kāi)展更加符合實(shí)際應(yīng)用需求的理性創(chuàng)作。
(一)參觀鋼結(jié)構(gòu)工程和鋼結(jié)構(gòu)安裝
應(yīng)組織學(xué)生參觀正在建設(shè)的高層鋼結(jié)構(gòu)工程。因?yàn)閺氖┕ぶ斜┞兜匿摴羌埽瑢W(xué)生可以清楚地觀看構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的加工和連接做法。實(shí)地考察如不可行時(shí)，也應(yīng)提供必要的實(shí)錄視頻、圖形資料和講解，以加深學(xué)生的理解。還可以推薦一些好的參考書(shū)和期刊，例如《鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展與市場(chǎng)》和《建筑結(jié)構(gòu)》等，幫助學(xué)生了解新型鋼結(jié)構(gòu)工程和建造技術(shù)。此類資料圖文并茂，是本科生很好的課外讀物。另外，因高層建筑鋼結(jié)構(gòu)一些基本的構(gòu)造和連接做法等，在低層和多層鋼結(jié)構(gòu)中也有體現(xiàn)。因此，也可組織學(xué)生考察當(dāng)?shù)匾恍┰诮ǖ亩鄬由踔羻螌愉摻Y(jié)構(gòu)工程，例如施工現(xiàn)場(chǎng)的焊縫和螺栓連接等。通過(guò)接觸實(shí)際工程，增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知能力。
(二)參觀鋼結(jié)構(gòu)加工廠和鋼構(gòu)件制作
在實(shí)習(xí)中，還可組織學(xué)生參觀鋼構(gòu)件加工廠等。隨著新材料和新工藝的快速發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)中的大型構(gòu)件的加工制作方法和質(zhì)量控制技術(shù)等都有革新，書(shū)本上的知識(shí)也非常有限。必要的學(xué)習(xí)參觀有利于學(xué)生拓展知識(shí)面，幫助他們更好地理解和繪制施工圖。指導(dǎo)教師可組織學(xué)生參觀了解鋼構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程。例如，參觀工廠的焊接、刨邊和鉆孔等相關(guān)工藝流程等，并做好有針對(duì)性的實(shí)地講解，有利于學(xué)生對(duì)重要概念的理解和對(duì)書(shū)本知識(shí)的消化。
四、考核應(yīng)以學(xué)生實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步為依據(jù)
(一)注重形式，更追求質(zhì)量
學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生完成不少于9張的1號(hào)圖紙，有些學(xué)生甚至能提供多達(dá)14張或者更多的圖紙。誠(chéng)然，為確保培養(yǎng)質(zhì)量，數(shù)量上的要求是必要的，但任務(wù)完成的質(zhì)量更為重要。筆者曾在一次鋼結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)的答辯中發(fā)現(xiàn)，能夠提供十多張圖紙的學(xué)生，計(jì)算書(shū)雖然寫(xiě)的很飽滿，但是連一個(gè)常用角焊縫的符號(hào)代表什么意思也回答不上來(lái)?？梢?jiàn)，依葫蘆畫(huà)瓢的做法，在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中依然存在。再以結(jié)構(gòu)施工圖的繪制為例，在堅(jiān)持部分圖紙必須手繪完成這一傳統(tǒng)做法的基礎(chǔ)上，為了提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)作圖的能力，目前鼓勵(lì)采用計(jì)算機(jī)繪圖。但應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，計(jì)算機(jī)作圖應(yīng)讓學(xué)生利用Auto-CAD軟件親手繪制，不能依靠設(shè)計(jì)軟件和繪圖軟件等自動(dòng)出圖。雖然從表現(xiàn)形式上看，自動(dòng)出圖比學(xué)生親手繪圖的圖面更美觀和全面，但這樣會(huì)使學(xué)生過(guò)分依賴軟件而使其基本技能得不到應(yīng)有的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)理論不熟悉，不能提高識(shí)圖和繪圖能力，并且也難以準(zhǔn)確把握和判斷其設(shè)計(jì)結(jié)果。因此，教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻提醒學(xué)生，在寫(xiě)計(jì)算書(shū)或繪圖時(shí)，每寫(xiě)一句，每畫(huà)一筆，都要弄清楚為什么，真正弄懂了才算得上學(xué)有所獲。
二輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
1表面處理
對(duì)鋼材料進(jìn)行必要的表面處理是非常重要，主要是清除掉鋼鐵表面的鐵銹層與油污等污物，對(duì)鋼鐵表面殘留的黑氧化皮尤其要清除干凈。因?yàn)檫@些污物可以說(shuō)是鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的陰極，當(dāng)鋼材處于潮濕環(huán)境中，就會(huì)發(fā)生腐蝕，除去后可減少腐蝕的可能。表面處理質(zhì)量需確保鋼構(gòu)件表面露出金屬光澤，具體參照相應(yīng)的涂裝前鋼材表面預(yù)處理規(guī)范。
2常用方法
目前，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐的主要手段是在其表面涂刷防腐漆，也稱為涂層法。在進(jìn)行防腐涂料的涂裝時(shí)，一定要確保涂層厚度均勻且適度、粘結(jié)牢固、無(wú)脫層、不可空鼓和漏涂。施工具體要求如下。
(1)要能夠選擇合理的涂層結(jié)構(gòu)和涂刷方式
能夠考慮到輕鋼結(jié)構(gòu)的裝飾要求、使用年限以及在涂裝施工時(shí)的具體情況，配套使用底漆、面漆、中漆，發(fā)揮其最佳作用。涂層結(jié)構(gòu)就是由這三種防腐漆組合而成的復(fù)合涂層。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，底漆在內(nèi)側(cè)，起到附著與防銹作用;中漆在底漆與面漆之間，增加了漆膜厚度;而面漆在最外側(cè)，主要起防腐蝕與老化作用。合理的涂層結(jié)構(gòu)有利于提高鋼材防腐性能，延長(zhǎng)輕鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命。另外，涂刷方式的選擇對(duì)提高涂裝施工進(jìn)度與質(zhì)量、節(jié)約成本就有重大影響。涂刷方式主要有手工刷涂或滾涂法、空氣噴涂法與浸涂法。
(2)涂裝施工的質(zhì)量控制
主要是對(duì)涂裝施工的環(huán)境及過(guò)程、干漆膜的厚度進(jìn)行質(zhì)量控制。涂裝施工的環(huán)境為5℃～38℃的溫度與不大于85%的相對(duì)濕度;另外，還要求施工現(xiàn)場(chǎng)不能有太多的粉塵。在涂裝前，輕鋼結(jié)構(gòu)表面不能有露珠存在;涂裝之后，五天內(nèi)不能淋雨。在刷漆時(shí)，必須等第一遍涂料干透后，才能刷下一遍。干漆膜的厚度要使用測(cè)厚儀進(jìn)行檢測(cè)，一般要求室內(nèi)為125μm，室外為150μm，偏差為±25μm。
三輕鋼結(jié)構(gòu)的防火技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)的防火最常用的方法為防火涂料保護(hù)法
1防火涂料的選擇
輕鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料主要按燃燒性能特點(diǎn)、噴涂對(duì)象環(huán)境或噴涂厚度的不同分類。在這里，只討論根據(jù)其噴涂厚度不同的分類，具體性能特點(diǎn)如下。
(1)厚型8～50。缺陷:①厚型防火涂料的涂層厚、有較大的自重、當(dāng)涂料的黏結(jié)力差時(shí)極易剝落。另外，在涂裝施工時(shí)，需要使用金屬絲網(wǎng)加固施工，易造成施工成本的增加和施工周期的延長(zhǎng);②涂層的表面也較為粗糙，美觀性差;③需養(yǎng)護(hù)水泥基涂料。優(yōu)勢(shì):①厚型防火涂料具有較高的耐火極限，實(shí)驗(yàn)證明可達(dá)3h;②因其主要組分為無(wú)機(jī)材料，所以具有相對(duì)較好的耐久性。而且，無(wú)機(jī)材料易得、來(lái)源廣、價(jià)格便宜，涂料價(jià)格比其他的低;③涂料遇火后，不會(huì)放出任何損害人體健康的有毒煙氣;④涂料運(yùn)輸方便，為袋裝出廠。
(2)薄型4～7。缺陷:①涂料的耐火極限比厚型涂料的低，最高可達(dá)2h;②因其主要組成為有機(jī)材料，耐老化和耐久性較差。涂料遇火時(shí)，可能會(huì)釋放出有害煙氣，需改進(jìn);③涂料大多用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)，需向室外的產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)。優(yōu)勢(shì):①薄型防火涂料的涂層薄、自重小、黏結(jié)力好、不易剝落、涂裝施工較為簡(jiǎn)單，無(wú)需金屬絲網(wǎng)加固，干燥較快;②涂層的表面光滑、裝飾性好、可調(diào)配出多種顏色，;③單位面積消耗涂料的量少，施工成本低;④涂料的抗震性能與抗撓曲性強(qiáng)。(3)超薄型≤3。缺陷:①超薄型防火涂料與薄型涂料具有相同的缺陷;②超薄型防火涂料未能應(yīng)用于室外鋼結(jié)構(gòu)，目前無(wú)此類產(chǎn)品。優(yōu)勢(shì):①超薄型防火涂料的涂層更薄，裝飾性更好，可調(diào)配顏色更豐富;②具備薄型涂料的所有優(yōu)點(diǎn)。
2基層處理
在噴涂防火涂料前，必須做好基層處理。在輕鋼結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)根據(jù)使用要求，做好防銹工作。對(duì)大多數(shù)建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)而言，需要噴涂不與防火涂料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的防銹底漆。另外，如果試驗(yàn)證明選用的防火涂料也具有一定的防銹功能，可不做防銹處理。
3涂裝施工
由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)且合格的專業(yè)施工人員進(jìn)行防火涂料的涂裝施工;還需遵循廠家的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行防火涂料的調(diào)配，并及時(shí)攪拌使調(diào)配好的涂料稠度適中，確保在涂料噴涂后不發(fā)生剝落與流淌現(xiàn)象。目前常使用的涂刷方式為噴涂法、手工刷涂法等。
四耐候鋼的應(yīng)用
建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)采用耐火耐候鋼，可有效做到防腐與防火。因?yàn)槟突鹉秃蜾摼哂袃?yōu)良的耐大氣腐蝕性與防火性。目前在建筑工程中，耐火耐候鋼是使用較多的Q235與Q345鋼的替代鋼種。在力學(xué)性能上，它與普通建筑用鋼具備相差無(wú)幾的焊接性能、屈服強(qiáng)度、抗壓能力等室溫力學(xué)性能。在施工時(shí)，耐火耐候鋼的應(yīng)用可以避免或減少防腐涂料與防火涂料的涂裝，有效地節(jié)約成本，也可以減少涂料的環(huán)境污染。另外，在輕鋼結(jié)構(gòu)中采用耐火耐候鋼，可有效減薄鋼材厚度，能節(jié)約一大部分成本。同時(shí)，耐火耐候鋼自身還具備永久性和自愈性能，也就是說(shuō)此類鋼材在在使用過(guò)程中，無(wú)論受到擠壓、表面擦撞或火災(zāi)，都會(huì)保持其耐火耐候性不變，這從根本上做到了建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐及防火工作。
1.2鋼柱吊裝技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)中，鋼柱吊裝技術(shù)是一項(xiàng)非常重要的施工技術(shù)手段，它在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中占有非常重要的地位。鋼柱是鋼結(jié)構(gòu)建筑中所需要的重要部件。鋼柱在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過(guò)程中主要應(yīng)用于高層建筑總高度以及高層建筑層高的決定性豎向構(gòu)件。在對(duì)鋼柱元件進(jìn)行加工制造的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格的要求它的規(guī)格，嚴(yán)格的按照有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行合理有效地加工，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工程中的需求量。鋼柱在翻樣下料的操作工藝流程中，必須要充分全面地考慮到所存在的負(fù)面因素，如由于焊接縫隙而產(chǎn)生鋼柱收縮變形的現(xiàn)象，另外，鋼柱還可能會(huì)產(chǎn)生豎向荷載的現(xiàn)象。因此，對(duì)于鋼柱的實(shí)際操作中的長(zhǎng)度不能等同于設(shè)計(jì)當(dāng)中的長(zhǎng)度。在實(shí)際的造作中不能對(duì)其有分毫之差，一旦出現(xiàn)一點(diǎn)差錯(cuò)，就很可能影響到整個(gè)工程的正常運(yùn)行。
2鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工中的質(zhì)量控制
在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過(guò)程中，施工圖紙?jiān)诮ㄖ┕ぶ姓加兄鲗?dǎo)的作用，施工圖紙是保證施工正常進(jìn)行的前提，同時(shí)也是保證施工質(zhì)量的前提條件。因此，必須重視鋼結(jié)構(gòu)在施工前圖紙的繪制環(huán)節(jié)，一定要確保圖紙繪制的準(zhǔn)確性。可以采用兩種方法來(lái)確保鋼結(jié)構(gòu)建筑圖紙的準(zhǔn)確性。一是建筑施工單位應(yīng)該聯(lián)合設(shè)計(jì)單位共同對(duì)圖紙的繪制進(jìn)行監(jiān)工，以確保圖紙的設(shè)計(jì)以及繪制的質(zhì)量。二是在圖紙審查的過(guò)程中，檢查的人員應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)的對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的解讀，確保其他工作人員能夠?qū)ㄖD紙所表達(dá)的內(nèi)容都了然于胸。另外，在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的工程中，應(yīng)該確保施工人員擁有一定的建筑技術(shù)。有一個(gè)良好的施工團(tuán)隊(duì)，可以確保建筑的施工質(zhì)量。
1．2粗軋工藝控制粗軋分為三個(gè)階段:整形階段、展寬階段、高溫延伸階段。整形階段消除板坯表面的凹凸不平等缺陷，并促進(jìn)板坯厚度均勻。展寬階段主要是將板坯寬度增加到成品寬度。一般認(rèn)為，整形階段和展寬階段不會(huì)對(duì)鋼板性能產(chǎn)生明顯影響。合理的高溫延伸階段壓下制度是保證鋼板厚度方向組織和性能均勻性的關(guān)鍵，也是小壓縮比條件下開(kāi)發(fā)厚規(guī)格鋼板的基礎(chǔ)。本文用300mm板坯軋制80mm厚鋼板，壓縮比較小，僅為3．75，因此必須優(yōu)化粗軋高溫延伸階段壓下制度。在高溫延伸階段需要充分發(fā)揮軋機(jī)能力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力大壓下，以最少道次數(shù)將板坯軋到中間坯厚度，促進(jìn)奧氏體晶粒反復(fù)再結(jié)晶以細(xì)化晶粒。在軋制Q460GJC鋼板時(shí)，要求高溫延伸階段道次數(shù)不大于5道次，至少有2道次壓下率大于13%，中間坯厚度112mm。
1．3精軋工藝控制精軋階段在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進(jìn)行，該階段變形逐漸累積，一方面促進(jìn)奧氏體晶?！氨馄交?，另一方面在奧氏體晶粒內(nèi)形成大量位錯(cuò)，增加鐵素體晶粒形核位置，細(xì)化晶粒。Nb元素顯著抑制了奧氏體晶粒再結(jié)晶，提高了奧氏體未再結(jié)晶區(qū)溫度。精軋階段從中間坯溫度降到奧氏體未再結(jié)晶區(qū)后開(kāi)始，同時(shí)考慮到成品鋼板較厚，為了避免終軋后鋼板溫度過(guò)高，精軋開(kāi)軋溫度大于900℃，3道次軋制完成，終軋溫度定為850℃。為了避免終軋溫度過(guò)高，鋼板表面生成嚴(yán)重氧化鐵皮，同時(shí)為了促進(jìn)V化合物的析出，對(duì)終軋鋼板進(jìn)行弱控冷，冷速6℃/s，終冷(返紅)溫度700℃。
2試制結(jié)果
2．1材料的實(shí)際化學(xué)成分在包鋼寬厚板線冶煉工序按照表3的成分要求煉鋼，煉鋼過(guò)程中要注意控制夾雜物和有害元素，并利用寬厚板線直弧形連鑄機(jī)制造300mm厚連鑄板坯，要求控制偏析、疏松、裂紋等缺陷，為軋制工序提供成分精確、冶金質(zhì)量?jī)?yōu)良的優(yōu)質(zhì)連鑄板坯，板坯低倍照片見(jiàn)圖1。鑄坯的中心偏析程度較輕，無(wú)嚴(yán)重疏松、裂紋等缺陷，內(nèi)部質(zhì)量?jī)?yōu)良。
2．2鋼板生產(chǎn)工藝選用自產(chǎn)優(yōu)質(zhì)連鑄板坯，其尺寸為3100mm×1960mm×3000mm(長(zhǎng)×寬×高)。裝爐加熱，板坯出爐后進(jìn)行除鱗，分兩階段軋制成80mm的厚規(guī)格鋼板。
2．3鋼板的力學(xué)性能及探傷分別從成品鋼板上進(jìn)行取樣，分別按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制取拉伸、沖擊、冷彎試樣，并分別按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。鋼板的各項(xiàng)力學(xué)性能檢測(cè)值見(jiàn)表4。對(duì)鋼板的Z向性能進(jìn)行檢驗(yàn)，試樣厚度方向斷面收縮率最小值為37%，平均值為45%，完全滿足Z35級(jí)別要求。為進(jìn)一步考察Q460GJC鋼板在更苛刻條件下的沖擊性能，對(duì)試樣進(jìn)行－20℃沖擊吸收功檢驗(yàn)，沖擊吸收功平均值大于100J，低溫沖擊韌性良好。此外，按照GB/T2970對(duì)鋼板進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，結(jié)果達(dá)到Ⅰ級(jí)。綜合來(lái)看，包鋼開(kāi)發(fā)的厚規(guī)格Q460GJC鋼板組織、性能穩(wěn)定，綜合力學(xué)性能優(yōu)良。
2．4鋼板金相組織及分析從鋼板的1/4、1/2厚度處取金相試樣。試樣經(jīng)磨制和拋光后用4%硝酸酒精浸蝕進(jìn)行顯微組織分析。金相照片見(jiàn)圖2:通過(guò)分析金相發(fā)現(xiàn)，鋼板的組織以鐵素體、珠光體為主，晶粒度為8．5～9．5級(jí)，平均晶粒尺寸為20μm，晶粒組織細(xì)小、均勻。鋼板的近表面組織成針狀，這主要是鋼板表面冷速較快造成，針狀組織促進(jìn)了鋼板強(qiáng)度的提高。在鋼板心部出現(xiàn)了貝氏體相，這主要是由于C、Mn元素偏析造成鋼板心部產(chǎn)生成分過(guò)冷造成的。整體來(lái)看，組成鋼板的主要組織為鐵素體加珠光體加少量貝氏體。
隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口城市化進(jìn)程加快，我國(guó)高層建筑建設(shè)持續(xù)空前發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)體系因其本身所具有的自重輕、強(qiáng)度高、施工快等優(yōu)點(diǎn)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個(gè)方面發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。中國(guó)已成為第一產(chǎn)鋼大國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)住宅適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高，可以將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝一體化，提高建筑產(chǎn)業(yè)化水平。鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑已有數(shù)十年的歷史。首先采用鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑的是美國(guó)，戰(zhàn)后經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)，高層鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)再度興起，隨著煉鋼技術(shù)和成型制造工藝的發(fā)展，給鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用帶來(lái)新的活力：工程建設(shè)日益增加，相應(yīng)又推動(dòng)了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的不斷進(jìn)步積完善?，F(xiàn)對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要包含如下幾方面內(nèi)容：（1）做好施工前的準(zhǔn)備工作；（2）塔吊的選擇與布置；（3）嚴(yán)格原材料；（4）鋼構(gòu)件驗(yàn)收；（5）螺栓安裝；（6）鋼柱安裝；（7）焊接；（8）門(mén)窗工程安裝。
一、做好施工前的準(zhǔn)備工作
首先是強(qiáng)化施工圖紙的會(huì)審工作，圖紙是工程施工的依據(jù)，工程開(kāi)工前項(xiàng)目監(jiān)理機(jī)構(gòu)要組織監(jiān)理人員熟悉工程圖紙與項(xiàng)目有關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、工藝技術(shù)條件，充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖。同時(shí)，要組織施工單位專業(yè)技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行會(huì)審，檢查施工圖紙中的“錯(cuò)、漏、碰、缺”，力爭(zhēng)把問(wèn)題解決在施工之前，減少因圖紙問(wèn)題對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度的影響。其次是認(rèn)真審查鋼結(jié)構(gòu)安裝施工組織設(shè)計(jì)，施工組織設(shè)計(jì)是施工單位全面指導(dǎo)工程實(shí)施的技術(shù)性文件，施工組織設(shè)計(jì)的完善程度直接影響工程的質(zhì)量、進(jìn)度。因此，鋼結(jié)構(gòu)安裝工程施工組織設(shè)計(jì)審查要針對(duì)性和重點(diǎn)，主要內(nèi)容有：①質(zhì)量保證體系和技術(shù)管理體系的建立；②特殊工種的培訓(xùn)合格證和上崗證；③新工藝的應(yīng)用；④對(duì)工程項(xiàng)目的針對(duì)性；⑤質(zhì)量、進(jìn)度控制的措施和方法；⑥施工計(jì)劃(工期)的安排。
二、塔吊的選擇與布置
塔吊是超高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設(shè)備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場(chǎng)條件及鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應(yīng)優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑采用內(nèi)爬式塔吊不需要對(duì)樓層進(jìn)行加固，并且在起重機(jī)布設(shè)位置上有較大的自由度。另一方面，采用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝施工，對(duì)塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。從經(jīng)濟(jì)上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。
三、嚴(yán)格原材料
鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。在選擇中，首先鋼筋的質(zhì)量證明文件應(yīng)齊全有效，且進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。連接套筒應(yīng)有出廠合格證，材料一般為低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其設(shè)計(jì)抗拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于被連接鋼筋的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.2倍，套筒長(zhǎng)為鋼筋直徑的二倍。
四、鋼構(gòu)件驗(yàn)收
鋼構(gòu)件住進(jìn)入安裝現(xiàn)場(chǎng)后，由專業(yè)質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行檢杏。彈出鋼柱的安裝軸線，若發(fā)現(xiàn)在運(yùn)輸過(guò)程中鋼構(gòu)件發(fā)生變形缺陷后，馬上進(jìn)行矯正和處理。同時(shí)還需要對(duì)構(gòu)件縱橫兩個(gè)方向的安裝中心線進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)中心線不清晰的要重新彈上安裝線。
五、螺栓安裝
鋼結(jié)構(gòu)工程中螺栓連接一般用高強(qiáng)螺栓和普通螺栓，普通螺栓連接，每個(gè)螺栓一端不得墊2個(gè)以上墊片，螺栓孔不得用氣割擴(kuò)孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個(gè)螺距；高強(qiáng)螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復(fù)試單，安裝過(guò)程中板疊接觸面應(yīng)平整，接觸面必須大干75%，邊緣縫隙不得大干0.8mm，高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入，不得敲打和擴(kuò)孔；高強(qiáng)螺栓不得作為臨時(shí)安裝螺栓，螺栓擰緊應(yīng)按一個(gè)方向施擰，當(dāng)天安裝的應(yīng)終擰完畢，終擰完畢應(yīng)逐個(gè)檢查，對(duì)欠擰、超擰的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)擰或更換。
六、鋼柱安裝
按結(jié)構(gòu)平面形式分區(qū)段繪制吊裝圖，吊裝分區(qū)先后次序?yàn)椋合劝惭b整體框架梁柱結(jié)構(gòu)后樓板結(jié)構(gòu)，平面從中央向四周擴(kuò)展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個(gè)空問(wèn)構(gòu)架，以保證其剛度，提高抗風(fēng)穩(wěn)定性和安全性。為了便于調(diào)整柱的垂商度，在預(yù)埋螺栓上先擰上數(shù)個(gè)螺母全部擰到接觸基礎(chǔ)面，并用水平儀找平后，開(kāi)始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時(shí)，為了防止意外事故出現(xiàn)，在柱的上端活系兩根纜風(fēng)繩，可以從多個(gè)方向臨時(shí)固定，也可用來(lái)調(diào)整垂直度。測(cè)量校正，鋼柱吊裝就位后，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀和水平儀對(duì)鋼柱進(jìn)行測(cè)控，微調(diào)通過(guò)調(diào)整柱底腳板下的螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)。七、焊接
鋼結(jié)構(gòu)使焊前，對(duì)焊條的合格證進(jìn)行檢查，按說(shuō)明書(shū)要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級(jí)焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級(jí)焊縫按要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱、全方位對(duì)稱焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對(duì)接和角接焊縫多層梁柱焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)，其次焊底部柱與梁節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點(diǎn)。在焊接頂層梓與梁節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應(yīng)力達(dá)到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴(kuò)散施焊。
八、門(mén)窗工程安裝
鋼窗安裝質(zhì)量的控制重點(diǎn)有兩點(diǎn)，一是，鋼窗進(jìn)場(chǎng)合格證、產(chǎn)品試驗(yàn)報(bào)告及外觀的檢查。二是，鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。先施工固定鋼窗的立柱，有可能出現(xiàn)鋼窗與立柱之間縫隙過(guò)大或鋼窗安不上。我們?cè)诳刂七^(guò)程中，要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱，待鋼窗完全固定就位后，再焊接另一邊的立柱，這樣保證鋼窗與立柱之間無(wú)縫隙。
總之，我國(guó)正在大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)高層民用建筑，我們應(yīng)及時(shí)組織考察總結(jié)已建成的鋼結(jié)構(gòu)住宅工程的經(jīng)驗(yàn)，滿足住宅在適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟(jì)性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求，形成完善的建筑體系。但愿我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)高層民用建筑能夠經(jīng)得住歷史的考驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
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鋼結(jié)構(gòu)工程同其他結(jié)構(gòu)工程相比，具有材料強(qiáng)度高、抗震性能好、工業(yè)化生產(chǎn)程度高、密閉性能好、安全更可靠的特點(diǎn)，決定了過(guò)去在一些高度或跨度較大的結(jié)構(gòu)，荷載或吊車起重量很大的結(jié)構(gòu)、有較大振動(dòng)的結(jié)構(gòu)、高溫車間的結(jié)構(gòu)、密封要求很高的結(jié)構(gòu)、要求能活動(dòng)或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣。隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工程正從跨度大、多層或高層、耐熱性等要求高的工業(yè)建筑足見(jiàn)向民用建筑發(fā)展。
1從我國(guó)鋼材生產(chǎn)上看，越來(lái)越給鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展創(chuàng)造了非常好的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隨著老鋼廠的不斷更新，新鋼廠不斷崛起，越來(lái)越多的鋼鐵基地為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，成品鋼材的品種越來(lái)越齊全，熱軋H型鋼、彩色鋼板、冷彎型鋼的生產(chǎn)能力大大提高，為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展創(chuàng)造了重要的條件。其他鋼結(jié)構(gòu)中型鋼、及涂鍍層鋼板都有明顯增長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高。耐火、耐候鋼、超薄熱軋H型鋼等一批新型鋼已開(kāi)始在工程中應(yīng)用，為鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展創(chuàng)造了條件。
2從設(shè)計(jì)、施工、鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化生產(chǎn)看，越來(lái)越多的標(biāo)志性鋼結(jié)構(gòu)建筑，已經(jīng)足夠證明我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑無(wú)論從設(shè)計(jì)到施工，還是從設(shè)計(jì)到鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)加工，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)在實(shí)踐中得到不斷提高，一批有特色有實(shí)力的專業(yè)研究所、設(shè)計(jì)院、建筑施工單位、施工監(jiān)理單位都在日臻成熟，專業(yè)性、技術(shù)性、規(guī)?；油晟?。
隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的遍地開(kāi)花，我國(guó)各地分別建起了鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)志性建筑，如：世界第三高度421米的上海金茂大廈，具有國(guó)際領(lǐng)先水平、高度279米的深圳賽格大廈，跨度1490米的潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋，跨度550米的上海盧浦大橋，345米高的跨長(zhǎng)江輸電鐵塔，以及首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)，鳥(niǎo)巢國(guó)家體育中心，首鋼鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑群等等許多采用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的重要工程，標(biāo)志著建筑鋼結(jié)構(gòu)正向高層重型和空間大跨度鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展。
3從鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍看，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑正從高層重型和空間大跨度工業(yè)和公共建筑鋼結(jié)構(gòu)向住在發(fā)展。近年來(lái)，隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展十分迅速，鋼結(jié)構(gòu)住宅作為一種綠色環(huán)保建筑，已被建設(shè)部列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。其實(shí)，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅起步很晚，只是改革開(kāi)放后，從國(guó)外引進(jìn)了一些低層和多層鋼結(jié)構(gòu)住宅，才使我們有了學(xué)習(xí)與借鑒的機(jī)會(huì)。1986年意大利鋼鐵公司和冶金部建筑研究總院合作介紹一種低層鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系——Bsis，并在冶金部建筑研究總院院內(nèi)建造一棟二層鋼結(jié)構(gòu)住宅樣板房；1988年日本積水株式會(huì)社贈(zèng)送上海同濟(jì)大學(xué)二棟鋼結(jié)構(gòu)住宅（二層），建在同濟(jì)新村中；90年代個(gè)別國(guó)外公司為推廣其產(chǎn)品在北京、上海等地建立多層鋼結(jié)構(gòu)辦公、住宅樓。大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近幾年才發(fā)展起來(lái)。這說(shuō)明了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展勢(shì)頭良好。
4鋼結(jié)構(gòu)作為綠色環(huán)保產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比較，具有自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。適合于活荷載占總荷載比例較小的結(jié)構(gòu)，更適合與大跨度空間結(jié)構(gòu)、高聳構(gòu)筑物并適合在軟土地基上建造。也符合環(huán)境保護(hù)與節(jié)約、集約利用資源的國(guó)策，其綜合經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越為各方投資者所認(rèn)同，客觀上將促使設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)商們選擇鋼結(jié)構(gòu)。也正是鋼結(jié)構(gòu)建筑的這些優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用性，引起了政府的高度重視和推廣，并把鋼結(jié)構(gòu)住宅作為我國(guó)十五期間的重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。
5鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)表明，我國(guó)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)存在著巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。這存在的巨大市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景及趨勢(shì)，主要來(lái)源于：
（1）我國(guó)自1996年開(kāi)始鋼產(chǎn)量超過(guò)一億噸，居世界首位。1998年投產(chǎn)的軋制H型鋼系列給鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。
（2）高效的焊接工藝和新的焊接、切割設(shè)備的應(yīng)用以及焊接材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，都為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。
（3）1997年11月建設(shè)部的《中國(guó)建筑技術(shù)政策》中，明確提出發(fā)展建筑鋼材、建筑鋼結(jié)構(gòu)和建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的具體要求，使我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)行的“合理用鋼”政策轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮膭?lì)用鋼”政策。將為促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用起到積極的作用。
（4）鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)將出現(xiàn)一批有特色有實(shí)力的專業(yè)設(shè)計(jì)院、研究所，年產(chǎn)量超過(guò)20萬(wàn)噸的大型鋼結(jié)構(gòu)制造廠，有幾十家技術(shù)一流、設(shè)備先進(jìn)的施工安裝企業(yè)，上千家中小企業(yè)相互補(bǔ)充、協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步形成較規(guī)范的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。
6發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅是我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化的必由之路。住宅產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)住宅業(yè)發(fā)展的必由之路，這將成為推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化制作，與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料，它屬綠色環(huán)保性建筑，可再生重復(fù)利用，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，因此鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術(shù)的研究成果必將大大促進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，直接影響著我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平和前途。
1．1工業(yè)建筑中常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)的作用
在工業(yè)建筑中，鋼結(jié)構(gòu)的常規(guī)應(yīng)用由來(lái)已久，我國(guó)多數(shù)工業(yè)廠房均采用的是常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)人字梁以及工字梁，這些常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)已成為工業(yè)早期時(shí)代的主要象征。而這些特征構(gòu)成了我國(guó)的吊車梁式系統(tǒng)以及常規(guī)鋼屋架系統(tǒng)。由于民用建筑、商用建筑以及工業(yè)建筑各有不同，在進(jìn)行工業(yè)建筑時(shí)要求建筑結(jié)構(gòu)能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)以及施工提供最好的跨度及空間。而傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)在跨度以及空間上的相關(guān)需求，從而鑒于此基礎(chǔ)上的鋼屋架系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，屋架系統(tǒng)主要由屋架、系桿以及支撐組成。同時(shí)吊車梁系統(tǒng)作為工業(yè)廠房的重要部分，多數(shù)廠房中均設(shè)有吊車，主要由車檔、吊車梁、軌道、制動(dòng)結(jié)構(gòu)及連接件等構(gòu)成。在傳統(tǒng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)不能夠滿足新時(shí)代工業(yè)建筑在相應(yīng)功能及跨度上需求時(shí)多采用鋼結(jié)構(gòu)。如(1)材料堆場(chǎng)、大型倉(cāng)庫(kù)以及飛機(jī)裝配車間等多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，這些鋼結(jié)構(gòu)體系多為網(wǎng)架、拱架、門(mén)式剛架以及懸索等;(2)建筑物受到動(dòng)力荷載影響時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系;(3)碳素廠高樓部碳素振動(dòng)成型機(jī)對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的耐疲勞程度和強(qiáng)度要求均較高時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)體系;(4)在高烈度區(qū)，鋼筋砼結(jié)構(gòu)早已超出了現(xiàn)行工業(yè)行業(yè)的規(guī)范以及規(guī)定，應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)以滿足其新的需要;(5)原有廠房需改建或擴(kuò)建時(shí)，多采用鋼結(jié)構(gòu)。綜上即可知，鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)今工業(yè)建筑中有著十分重要的作用，且應(yīng)用廣泛。
1．2工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用方向
在工業(yè)建筑中，相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)規(guī)定的生產(chǎn)流程來(lái)為工藝服務(wù)。在這個(gè)過(guò)程中，工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的形式、材料與空間等多個(gè)方面都有特殊的標(biāo)準(zhǔn)。由于建筑體量比較大，要求相關(guān)人員應(yīng)該注重把握好尺度，熟練掌握新材料技術(shù)。因此，工業(yè)建筑與普通建筑相比，具有一定的特殊性。在工業(yè)建筑中，一些比較簡(jiǎn)單的建材會(huì)被新建材取代，落后的施工工藝會(huì)被淘汰。如今在工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)方面，包括鋼纜、構(gòu)件和型材等方面的建材類型越來(lái)越豐富。另外，高性能施工涂料的應(yīng)用有效地解決了工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)中存在的防火、防腐、防污染以及隔熱等多個(gè)方面的問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，涌出了很多新的設(shè)備、工藝與材料，有利于迎合工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的更高要求，落后的原有工業(yè)建筑體系應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的完善。
2鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中存在的問(wèn)題
目前，人們對(duì)工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)在建筑方面的相關(guān)認(rèn)識(shí)還不夠全面。傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)一直影響著人們的建筑觀念，直到現(xiàn)在也還沒(méi)有徹底轉(zhuǎn)變。工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)體系還不夠完善，其具有一定的復(fù)雜性以及綜合性，涉及到多種配套體系，比如屋面、墻體、防腐、隔熱和保溫等多個(gè)方面的配套材料。而國(guó)內(nèi)的工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其技術(shù)水平與設(shè)計(jì)理念相對(duì)落后，專業(yè)人才的培養(yǎng)、新產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)備的制作與安裝水平、鋼材質(zhì)量等多個(gè)方面都沒(méi)有得到很明顯的提升。從事工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作、安裝以及監(jiān)理等領(lǐng)域的相關(guān)工作人員依舊沒(méi)有掌握好新知識(shí)，沒(méi)有徹底轉(zhuǎn)變新理念，沒(méi)有充分挖掘新材料，對(duì)新的施工方法也缺乏足夠的掌握力度。
3優(yōu)化工業(yè)建筑施工過(guò)程中的鋼結(jié)構(gòu)
在實(shí)際工作中，為了有效地提高工業(yè)建筑中鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
3.1需要我們確保腳螺栓的穩(wěn)定與堅(jiān)固，保證在腳螺栓使用過(guò)程中控制得當(dāng)，且可以保證鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用合理有效。對(duì)腳螺栓的安裝與埋設(shè)，需要重視其精度問(wèn)題，以保證其他環(huán)節(jié)的有序穩(wěn)定運(yùn)行。
3.2要在地腳螺栓的安裝中，注意鋼柱的準(zhǔn)備，有效地協(xié)調(diào)平面控制網(wǎng)全系統(tǒng)的每個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而更好地保證螺栓的安裝精度，使鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增加。
3.3要注意順利彈出柱腳底板十字線、地腳螺栓的中心線，并將柱腳剪力孔做好積極的清理工作，在鋼柱就位后，要將標(biāo)高調(diào)整好，并堅(jiān)固螺母。
3.4對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工需要注意梁柱安裝，并控制梁柱之間的柱間支撐精度，使空間單元的穩(wěn)定性提高，以保證其他安裝工作有效進(jìn)行。
3.5要注意合理有效地應(yīng)用墊板，確保墊板定位線精準(zhǔn)，以對(duì)后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)施工整體運(yùn)作起到優(yōu)化的作用。此外，在安裝結(jié)構(gòu)構(gòu)件中，要健全構(gòu)件儲(chǔ)備，并能夠充分地利用構(gòu)件設(shè)備，更好地滿足實(shí)際鋼結(jié)構(gòu)工作需要。堆放要合理規(guī)范，管理科學(xué)。每個(gè)存放場(chǎng)地均要有專人管理，根據(jù)供貨需要攜帶清單取貨，適時(shí)清點(diǎn)。
工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能，以免在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失；其次，隨著新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員對(duì)其性能認(rèn)識(shí)的不足，從而導(dǎo)致構(gòu)件的失穩(wěn)，就這個(gè)問(wèn)題闡述了新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的問(wèn)題，并且針對(duì)問(wèn)題論述了產(chǎn)生的原因。
1建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的傷亡事故時(shí)有發(fā)生、為了更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中構(gòu)件不失穩(wěn)定，保證工程質(zhì)量及使用安全，有必要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)探討。
1.1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小或失穩(wěn)都會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞，但是強(qiáng)度與穩(wěn)定的概念并不相同、鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是一個(gè)應(yīng)力問(wèn)題，指結(jié)構(gòu)或者單個(gè)構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載引起的最大應(yīng)力(或內(nèi)力)是否超過(guò)建筑材料的極限強(qiáng)度、鋼材以其屈服點(diǎn)作為極限強(qiáng)度、而穩(wěn)定是一個(gè)變形問(wèn)題，構(gòu)件所受外部荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間是不穩(wěn)定的，關(guān)鍵是找出這一不穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，避免變形急劇增長(zhǎng)而發(fā)生失穩(wěn)破壞。
1.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則前提下，要保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還需滿足以下條件：
1.2.1鋼結(jié)構(gòu)布置必須從體系和各組成部分的穩(wěn)定性要求整體考慮，目前鋼結(jié)構(gòu)大多是按照平面體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，如桁架和框架、保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)平面外失穩(wěn)，要求平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計(jì)算需與結(jié)構(gòu)布置相一致，如增加必要的支撐構(gòu)件等。
1.2.2實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖保持一致中層或多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架穩(wěn)定分析通常是省略的，只進(jìn)行框架柱的穩(wěn)定計(jì)算、由于框架各柱的桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用力法、穩(wěn)定參數(shù)等是依據(jù)一定的簡(jiǎn)化典型情況或假設(shè)者得出的，因此設(shè)計(jì)者要能保證所有的條件符合假設(shè)時(shí)才能應(yīng)用。
2建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1基本原則。建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須符合一定的原則，確保所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理，安全可靠。①所做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合建筑物的使用要求，有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，有良好的耐久性；②所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能節(jié)約鋼材，減輕鋼結(jié)構(gòu)重量；盡可能縮短制造、安裝時(shí)間，應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù)，減少成本；③盡量注意美觀，對(duì)于外露結(jié)構(gòu)有一定建筑美學(xué)要求。
2.2設(shè)計(jì)過(guò)程。
2.2.1收集資料：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的前期準(zhǔn)備工作首要的就是要收集相關(guān)資料，包括各種環(huán)境資料、相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等、目前我國(guó)實(shí)行的是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》gb50017-2003其次，還需要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的習(xí)慣做法，根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
2.2.2確定結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng)：鋼結(jié)構(gòu)體系的確定主要考慮兩個(gè)方面:橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。橫向系統(tǒng)需要綜合考慮建筑使用要求、剛度要求、結(jié)構(gòu)受力情況、材料選用等具體情況來(lái)確定；縱向系統(tǒng)一般由相關(guān)構(gòu)件如柱及其支撐、壓架、車梁及制動(dòng)梁或桁架、墻梁等組成、柱網(wǎng)則需要依據(jù)建筑使用要求、經(jīng)濟(jì)柱距及跨度、建筑美觀等方面要求來(lái)設(shè)計(jì)、其它方面的考慮還包括造價(jià)、跨度、制作安裝難度等。
3建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足
3.1鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的，和混凝土等其它材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢(shì)：首先，鋼材的強(qiáng)度高，塑性和韌性好、強(qiáng)度高使其適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，而塑性和韌性好對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)，不會(huì)輕易因超載而突然斷裂、鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的吸能能力和延性，這賦予了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能。其次，鋼材內(nèi)部組織接近于勻質(zhì)和各向同性，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)鋼材的反應(yīng)幾乎是完全彈性的，加之冶煉和軋制過(guò)程中材質(zhì)波動(dòng)的范圍小，因此，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合，有助于提供設(shè)計(jì)施工的精確性。
3.2鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)所具備的上述特點(diǎn)使其在建筑應(yīng)用上具有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先，鋼結(jié)構(gòu)自重輕，且延性好，因此所建建筑的抗震性能優(yōu)良，因其總質(zhì)量小，地震力效應(yīng)相應(yīng)也小，而其良好的延性也能對(duì)地震效應(yīng)起到緩沖作用、混凝土施工時(shí)管道般需要在梁底通過(guò)，這樣會(huì)占用較大空間，使樓層凈高減少、而使用鋼結(jié)構(gòu)可在梁腹板處開(kāi)孔走管道，因此建造相同的樓層高度，采用鋼結(jié)構(gòu)可達(dá)到提高層間凈高的效果。此外，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要“肥梁胖柱”才能建造較大開(kāi)間相比，由于鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)，因此可以簡(jiǎn)中實(shí)現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開(kāi)放式住宅。
3.3鋼結(jié)構(gòu)的不足。鋼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用，近年來(lái)產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)住宅也促進(jìn)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，尤其鋼結(jié)構(gòu)使用過(guò)程的環(huán)保性還符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要，帶來(lái)了良好的綜合效益、但鋼材也存在其固有不足、比如鋼材的耐腐蝕性和耐火性較差，因此鋼結(jié)構(gòu)使用時(shí)需要進(jìn)行較嚴(yán)格的防護(hù)，其防護(hù)時(shí)費(fèi)用高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼材雖有一定的耐熱性，但在溫度達(dá)150℃以上時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)需要加隔熱層加以保護(hù)、鋼材不耐火，重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施、鋼材的強(qiáng)度高，所做構(gòu)件多數(shù)壁薄且截面較小，受壓時(shí)為了在強(qiáng)度與穩(wěn)定之間取得最優(yōu)，往往滿足了穩(wěn)定的要求，而使得強(qiáng)度不能充分發(fā)揮等。
4建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)住宅有低層和多層之分、低層一般用于別墅，而多層用于公寓、根據(jù)抗震規(guī)范gb50011對(duì)12層以下和以上房屋的不同要求，建造鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不宜超過(guò)12層。鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能受結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性影響、因此，其平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱、不規(guī)則布置在地震時(shí)容易遭到損壞。
4.3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。
4.3.1借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件的發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面內(nèi)強(qiáng)度及整體穩(wěn)定計(jì)算可由計(jì)算機(jī)輔助完成，而由設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面外強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算，進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)、為了提高效率和提供方便，在設(shè)計(jì)時(shí)可將整個(gè)結(jié)構(gòu)按標(biāo)高進(jìn)行分解，簡(jiǎn)化成不同水平荷載作用下的多個(gè)布置形式的結(jié)構(gòu)體系來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定的計(jì)算。
4.3.2受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過(guò)幾種方式實(shí)現(xiàn):①限制板件寬厚比，使之達(dá)到屈曲的極限承載能力，不在構(gòu)件整體失效前屈曲；②允許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲，然后利用其屈曲后強(qiáng)度達(dá)到構(gòu)件的承載能力；③對(duì)梁設(shè)置橫向或縱向加勁肋，以解決不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題。
4.3.3軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定也可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)，分別是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比和控制腹板計(jì)算高度與其厚度之比，如果受壓構(gòu)件為圓管截面，則應(yīng)控制外徑與壁厚之比。
鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強(qiáng)度高、工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑還符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)提高城市建設(shè)水平有很大作用、在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮材料的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各方面的因素加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定以及平面外穩(wěn)定的設(shè)計(jì)，克服結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，避免出現(xiàn)失穩(wěn)事故，加快鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。
工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題在設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性能,以免在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)生不必要的失穩(wěn)損失;其次,隨著新型結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),設(shè)計(jì)人員對(duì)其性能認(rèn)識(shí)的不足,從而導(dǎo)致構(gòu)件的失穩(wěn),就這個(gè)問(wèn)題闡述了新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)存的問(wèn)題,并且針對(duì)問(wèn)題論述了產(chǎn)生的原因。
1建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中,由于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)造成的傷亡事故時(shí)有發(fā)生、為了更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中構(gòu)件不失穩(wěn)定,保證工程質(zhì)量及使用安全,有必要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)探討。
1.1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的概念。鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小或失穩(wěn)都會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞,但是強(qiáng)度與穩(wěn)定的概念并不相同、鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是一個(gè)應(yīng)力問(wèn)題,指結(jié)構(gòu)或者單個(gè)構(gòu)件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載引起的最大應(yīng)力(或內(nèi)力)是否超過(guò)建筑材料的極限強(qiáng)度、鋼材以其屈服點(diǎn)作為極限強(qiáng)度、而穩(wěn)定是一個(gè)變形問(wèn)題,構(gòu)件所受外部荷載與結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力間是不穩(wěn)定的,關(guān)鍵是找出這一不穩(wěn)定的平衡狀態(tài),避免變形急劇增長(zhǎng)而發(fā)生失穩(wěn)破壞。
1.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則前提下,要保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還需滿足以下條件:
1.2.1鋼結(jié)構(gòu)布置必須從體系和各組成部分的穩(wěn)定性要求整體考慮,目前鋼結(jié)構(gòu)大多是按照平面體系進(jìn)行設(shè)計(jì),如桁架和框架、保證平面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)平面外失穩(wěn),要求平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計(jì)算需與結(jié)構(gòu)布置相一致,如增加必要的支撐構(gòu)件等。
1.2.2實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖與結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖保持一致中層或多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框架穩(wěn)定分析通常是省略的,只進(jìn)行框架柱的穩(wěn)定計(jì)算、由于框架各柱的桿件穩(wěn)定計(jì)算的常用力法、穩(wěn)定參數(shù)等是依據(jù)一定的簡(jiǎn)化典型情況或假設(shè)者得出的,因此設(shè)計(jì)者要能保證所有的條件符合假設(shè)時(shí)才能應(yīng)用。
2建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1基本原則。建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須符合一定的原則,確保所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理,安全可靠。①所做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)符合建筑物的使用要求,有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,有良好的耐久性;②所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能節(jié)約鋼材,減輕鋼結(jié)構(gòu)重量;盡可能縮短制造、安裝時(shí)間,應(yīng)便于運(yùn)輸、便于維護(hù),減少成本;③盡量注意美觀,對(duì)于外露結(jié)構(gòu)有一定建筑美學(xué)要求。
2.2設(shè)計(jì)過(guò)程。
2.2.1收集資料:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的前期準(zhǔn)備工作首要的就是要收集相關(guān)資料,包括各種環(huán)境資料、相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等、目前我國(guó)實(shí)行的是《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003其次,還需要了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的習(xí)慣做法,根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)找出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
2.2.2確定結(jié)構(gòu)體系、柱網(wǎng):鋼結(jié)構(gòu)體系的確定主要考慮兩個(gè)方面:橫向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和縱向結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。橫向系統(tǒng)需要綜合考慮建筑使用要求、剛度要求、結(jié)構(gòu)受力情況、材料選用等具體情況來(lái)確定;縱向系統(tǒng)一般由相關(guān)構(gòu)件如柱及其支撐、壓架、車梁及制動(dòng)梁或桁架、墻梁等組成、柱網(wǎng)則需要依據(jù)建筑使用要求、經(jīng)濟(jì)柱距及跨度、建筑美觀等方面要求來(lái)設(shè)計(jì)、其它方面的考慮還包括造價(jià)、跨度、制作安裝難度等。
3建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與不足
3.1鋼結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的,和混凝土等其它材料的結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)勢(shì):首先,鋼材的強(qiáng)度高,塑性和韌性好、強(qiáng)度高使其適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu),而塑性和韌性好對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性較強(qiáng),不會(huì)輕易因超載而突然斷裂、鋼結(jié)構(gòu)還具有良好的吸能能力和延性,這賦予了鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能。其次,鋼材內(nèi)部組織接近于勻質(zhì)和各向同性,在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)鋼材的反應(yīng)幾乎是完全彈性的,加之冶煉和軋制過(guò)程中材質(zhì)波動(dòng)的范圍小,因此,鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合,有助于提供設(shè)計(jì)施工的精確性。
3.2鋼結(jié)構(gòu)在建筑上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)所具備的上述特點(diǎn)使其在建筑應(yīng)用上具有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先,鋼結(jié)構(gòu)自重輕,且延性好,因此所建建筑的抗震性能優(yōu)良,因其總質(zhì)量小,地震力效應(yīng)相應(yīng)也小,而其良好的延性也能對(duì)地震效應(yīng)起到緩沖作用、混凝土施工時(shí)管道般需要在梁底通過(guò),這樣會(huì)占用較大空間,使樓層凈高減少、而使用鋼結(jié)構(gòu)可在梁腹板處開(kāi)孔走管道,因此建造相同的樓層高度,采用鋼結(jié)構(gòu)可達(dá)到提高層間凈高的效果。此外,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)需要“肥梁胖柱”才能建造較大開(kāi)間相比,由于鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng),因此可以簡(jiǎn)中實(shí)現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu),創(chuàng)造開(kāi)放式住宅。
3.3鋼結(jié)構(gòu)的不足。鋼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)勢(shì)而得到廣泛應(yīng)用,近年來(lái)產(chǎn)生的鋼結(jié)構(gòu)住宅也促進(jìn)了住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程,尤其鋼結(jié)構(gòu)使用過(guò)程的環(huán)保性還符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要,帶來(lái)了良好的綜合效益、但鋼材也存在其固有不足、比如鋼材的耐腐蝕性和耐火性較差,因此鋼結(jié)構(gòu)使用時(shí)需要進(jìn)行較嚴(yán)格的防護(hù),其防護(hù)時(shí)費(fèi)用高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼材雖有一定的耐熱性,但在溫度達(dá)150℃以上時(shí),鋼結(jié)構(gòu)需要加隔熱層加以保護(hù)、鋼材不耐火,重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施、鋼材的強(qiáng)度高,所做構(gòu)件多數(shù)壁薄且截面較小,受壓時(shí)為了在強(qiáng)度與穩(wěn)定之間取得最優(yōu),往往滿足了穩(wěn)定的要求,而使得強(qiáng)度不能充分發(fā)揮等。
4建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題
4.1鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)住宅有低層和多層之分、低層一般用于別墅,而多層用于公寓、根據(jù)抗震規(guī)范GB50011對(duì)12層以下和以上房屋的不同要求,建造鋼結(jié)構(gòu)住宅一般不宜超過(guò)12層。鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震性能受結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性影響、因此,其平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對(duì)稱、不規(guī)則布置在地震時(shí)容易遭到損壞。
4.3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。
4.3.1借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)軟件的發(fā)展,目前鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面內(nèi)強(qiáng)度及整體穩(wěn)定計(jì)算可由計(jì)算機(jī)輔助完成,而由設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的平面外強(qiáng)度及穩(wěn)定計(jì)算,進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)、為了提高效率和提供方便,在設(shè)計(jì)時(shí)可將整個(gè)結(jié)構(gòu)按標(biāo)高進(jìn)行分解,簡(jiǎn)化成不同水平荷載作用下的多個(gè)布置形式的結(jié)構(gòu)體系來(lái)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定的計(jì)算。
4.3.2受彎鋼構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定可以通過(guò)幾種方式實(shí)現(xiàn):①限制板件寬厚比,使之達(dá)到屈曲的極限承載能力,不在構(gòu)件整體失效前屈曲;②允許板件在構(gòu)件整體失效前屈曲,然后利用其屈曲后強(qiáng)度達(dá)到構(gòu)件的承載能力;③對(duì)梁設(shè)置橫向或縱向加勁肋,以解決不考慮屈曲后強(qiáng)度的梁的局部穩(wěn)定問(wèn)題。
4.3.3軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定也可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn),分別是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比和控制腹板計(jì)算高度與其厚度之比,如果受壓構(gòu)件為圓管截面,則應(yīng)控制外徑與壁厚之比。
鋼結(jié)構(gòu)自重輕、強(qiáng)度高、工業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn),在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑還符合國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)提高城市建設(shè)水平有很大作用、在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮材料的優(yōu)缺點(diǎn),綜合考慮各方面的因素加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定以及平面外穩(wěn)定的設(shè)計(jì),克服結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷,避免出現(xiàn)失穩(wěn)事故,加快鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。
鋼材受自然因素影響較大，一旦長(zhǎng)時(shí)間暴露在室外環(huán)境中，就極易被銹蝕，不僅鋼材的外觀會(huì)深受影響，鋼材的質(zhì)量也會(huì)大打折扣。因此，在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中鋼材防腐問(wèn)題也是必須引起高度重視。當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中對(duì)于防腐方面問(wèn)題的解決方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑的要求選用合適的防腐涂料，并要求施工人員在施工中嚴(yán)格按照相關(guān)要求規(guī)范進(jìn)行操作。此外，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也有不同的要求，例如有的構(gòu)件在出廠前需要涂刷一層底漆。在鋼材上涂抹防腐涂料就目前來(lái)看是最為有效的防腐措施。但是這樣做只是基礎(chǔ)性的防腐，因而為了提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐效果，就必須選用耐候鋼作為鋼結(jié)構(gòu)建筑的首選材料，并利用熱浸鍍鋅技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理，利用鍍層，達(dá)到保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)不被腐蝕，尤其是應(yīng)加強(qiáng)有機(jī)涂料配套技術(shù)的應(yīng)用，以及陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，才能更好地確保其防腐性能得到有效的提升。
1.2鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在物理方面的問(wèn)題及對(duì)策
1.2.1噪聲問(wèn)題及對(duì)策
噪聲問(wèn)題是現(xiàn)代建筑中最為常見(jiàn)的問(wèn)題之一，且一直沒(méi)有得到徹底的解決。怎樣有效降低噪聲已經(jīng)成為當(dāng)前建筑學(xué)中的重要研究課題之一。人類耳朵能夠聽(tīng)到許多種聲音，而這些聲音又大致能夠分為兩類，一類是無(wú)害悅耳的聲音，例如音樂(lè)聲、鳥(niǎo)鳴聲等;另一類則是有害的噪聲，例如各種機(jī)械發(fā)出的轟鳴聲，刺耳的喇叭聲等。一般情況下，建筑使用功能的不同對(duì)隔音的效果要求也不同，例如大型商場(chǎng)建筑，其隔音效果要求較低;尋求安靜的住宅建筑隔音效果要求就較高，這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)建筑使用功能以及隔音效果的不同要求進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)。在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中所采用的隔音措施主要有:使用隔聲門(mén)、隔聲窗，并在建筑或需隔音的房間外墻上使用隔聲性能較好的材料。根據(jù)建筑使用功能的不同，其對(duì)吸音的效果要求也不相同。例如音樂(lè)廳類型的建筑，其主要使用功能就是讓人類的耳朵吸收發(fā)出的音樂(lè)聲，所以在音樂(lè)廳類型的建筑中通常會(huì)在頂棚增加反射板用來(lái)反射聲音，若是音樂(lè)廳中的聲音無(wú)法反射，那么人類的耳朵所聽(tīng)到的聲音就會(huì)有缺失，甚至是聽(tīng)不到聲音。當(dāng)前，解決吸音問(wèn)題的主要措施有兩種:第一種是科學(xué)的設(shè)計(jì)吸聲結(jié)構(gòu)，例如孔石膏板吊頂。第二種是采用先進(jìn)的吸聲材料，例如玻璃、巖棉等吸聲性能較好的材料。
2建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為:第一，鋼結(jié)構(gòu)的多樣性。建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題直接影響著鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，特別是承荷載力大的鋼結(jié)構(gòu)部位，在進(jìn)行這類鋼結(jié)構(gòu)部位設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行多方面的考慮，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行認(rèn)真分析、探究。第二，鋼結(jié)構(gòu)的整體性。鋼結(jié)構(gòu)建筑是由多種構(gòu)件共同組成的一個(gè)整體，任何一個(gè)構(gòu)件所具有的作用都是不容忽視的，若是當(dāng)任意一個(gè)構(gòu)件出現(xiàn)問(wèn)題，例如失穩(wěn)、變形等情況，那么必定會(huì)對(duì)其他構(gòu)件造成影響，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性出現(xiàn)問(wèn)題。
2.2鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的計(jì)算方法
(1)整體剛度計(jì)算。在現(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)范中，通用的計(jì)算方法是軸心壓桿穩(wěn)定計(jì)算方法，其主要采用是折減系數(shù)方法和臨界壓力求解法。其中，臨界壓力由歐拉公式給出。(2)整體穩(wěn)定性分析。鋼結(jié)構(gòu)建筑是由多種構(gòu)件共同組成的一個(gè)整體，其整體穩(wěn)定性受各種構(gòu)件的制約較大，各構(gòu)件之間是否具有良好的穩(wěn)定性，是確保鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的前提基礎(chǔ)。所以，應(yīng)對(duì)其整體穩(wěn)定性進(jìn)行分析。(3)其他特點(diǎn)的穩(wěn)定計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)的各種組成構(gòu)件又能分為兩大類，為彈性構(gòu)件和柔性構(gòu)件，因而，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)重視這一特點(diǎn)。由于柔性構(gòu)件容易發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部也發(fā)生變化，最終對(duì)鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，所以，必須重視柔性構(gòu)件的分析。
2.3鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的分析方法
(1)靜力法。靜力法的分析原理是結(jié)合已經(jīng)出現(xiàn)了微小變形后的一些結(jié)構(gòu)受力的條件，并根據(jù)這些條件來(lái)建立相對(duì)平衡的微分方程。通過(guò)建立的微分方程仔細(xì)的計(jì)算出構(gòu)件受力的臨界相關(guān)荷載。在實(shí)際中應(yīng)用靜力法構(gòu)件平衡微分方程時(shí)，應(yīng)遵循相關(guān)設(shè)定，具體表現(xiàn)為:直桿構(gòu)件應(yīng)該為截面，其壓力應(yīng)始終遵循之前的軸線進(jìn)行作用。(2)動(dòng)力法。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系處于平衡狀態(tài)下時(shí)，若是受到一定的干擾，那么整個(gè)結(jié)構(gòu)體系就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)應(yīng)采用動(dòng)力法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。鋼結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性與其所承受的荷載有著密切關(guān)聯(lián)，在鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形以及鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速時(shí)，這種聯(lián)系更加緊密。若是鋼結(jié)構(gòu)所承受的荷載值低于鋼結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性的極限荷載值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)加速度和之前的鋼結(jié)構(gòu)變形的具體方向相反的狀況。(3)能量法。若是在實(shí)際應(yīng)用中鋼結(jié)構(gòu)載著保守力并且已經(jīng)具備結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)受力條件，那么就能以此條件構(gòu)建總體勢(shì)能。如果要計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)的總體勢(shì)能，則必須滿足一個(gè)前提條件，即鋼結(jié)構(gòu)處于相對(duì)平衡的狀態(tài)下。
