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摘要：钢结构具备着质量轻、强度高和良好韧性的特点，被广泛的运用于高层建筑、交通能源工程和大跨度空间结构的工程之中，在施工过程中对于钢结构的设计将会直接影响到工程安装的质量，接下来就对建筑工程中钢结构的设计和安装中存在的问题进行研究和讨论，然后对应的提出具体的钢结构的设计和安装方法和要求。
关键词：民用建筑；钢结构；设计安装
一、建筑钢结构的设计
现有多种多样的建筑钢结构，例如框架结构体系、筒中筒结构体系、剪力墙结构体系等一系列结构体系，依据建筑的不同用法去选择合适的结构体系。无论是哪种建筑的功能、高度还是抗震等要求都要对钢结构的设计工作有着足够的重视。
（一）设计原则
在建筑钢结构的设计过程中，工作人员一定要严格的依照钢结构设计原则，保障结构的稳定和安全，重视设计途中的质量把控。钢结构在安装时要考虑的最重要的就是建筑物的强度和耐久度，尽可能的增大建筑的抗压性和使用年限。在建筑钢结构的设计过程中要控制好建筑的重量，要在钢结构质量满足要求的情况下，最大幅度的减少钢材使用量。与此同时，如果在设计和安装还存有余力的情况下，可以考虑建筑的美感。将建筑分为横向和纵向两部分，横向影响着建筑的整体形象，纵向结构主要保障着建筑的安全和支撑，例如钢柱支撑力度和工程实施难度等。
（二）设计要点
建筑钢结构设计要点主要有下面三点，首先，钢结构构件设计的时候要保证钢材型号的匹配。目前为止，民用建筑钢结构的设计主要采用的钢材型号是：Q235、Q345等，而且在工程中为了方便工程的管理，主体结构一般都是同一种钢材。在考虑到经济性的方面，可以用多种钢材的混合截面，在保证工程要求的情况下，减少钢材的成本。在钢结构构件设计的时候，对每个部分的弹塑性的符合情况要做到验算，提供每个部件的截面验算后的处理功能，减少结构师的后期工作量。其次，对于节点连接的设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆保证节点都是连接完好的是工程十分重要的一部分，在进行结构分析之前，设计的相关人员要对所有节点存在的可能情况进行预测，并制定预措施。依据连接传力的特性将钢结构节点分成铰链、刚接和半刚接三个种类。根据具体的转动刚性去选择使用哪种结构节点，一般来说，刚性节点就可以很好的符合大部分工程要求了。而半刚体的结构的研究还尚未成熟，依旧需求大量的理论研究和实验去完善和开发。最后，具体设计过程中的要点。在设计过程中，主要有焊接设计、栓接设计、连接板设计和梁腹设计等等。首先在焊接的时候，要保证焊缝要尽量的靠近连接构建的重心。焊接一般分为平焊缝、角焊缝、单面焊缝等等，不同的焊缝类型和焊缝截面形式具有的各自的特性，根据需求去设计焊缝的类型和参数。除此之外，对于节点设计的时候要考虑到螺栓的位置和施工时所需的空间，构建的安装顺序等一系列相关因素。在设计的时候为了减少设计人员的工作量，一般会在钢梁腹板上再加上2-4mm的连接板，如此一来不仅可能保证结构的稳定性，还可以保障受力较大的地方和结点的安全。
二、建筑钢结构的设计和安装
（一）钢柱制作及安装
竖向钢柱会决定一个建筑的高度和楼层高度，所以一定要严格的安装要求和规定来执行，保障每一个部件都是标准情况下的加工和制造的，例如在一些超高层建筑之中，钢柱一般有8-12节构件，钢柱在制作的时候要考虑竖向上所承受的负载，以及可能产生的变形和焊接收缩等问题，一般来说钢柱的长度会比设计长度要长一点，这些工艺上的差异也不能无视。另一方面，钢柱的上下顺序是不能随意改变的，因为即使钢柱上下两节的柱体截面完全相同也无法保证所承受的参数是一致的，因此对于钢柱一定要做好编号工作。在矩形钢柱加工和焊接的时候，要依据标准规定的焊接标准对其进行加工，对于用于不同建筑的钢材使用不同的误差标准，使用最合适的精度去保证钢柱标高的总高度是符合设计的。当层高的精度比较高的时候，第一层的钢柱底面标高一定要严格按照标准来执行，将每一节钢柱的纵向压力下的收缩和接头处的损耗一起算到钢柱的加工长度之中，保障在收缩和变形之后的钢柱依旧是符合标准的。
（二）楼盖安装
因为高层建筑的楼顶和楼板的平面所承受的压力比较大，所以在设计他们的时候要使用筒体或者剪力墙和竖向钢柱的平面抗侧力构建，这样可以有效的协调竖向的构建与钢柱之间的压力关系，使其变形的程度减小，楼板和屋盖的安装是建筑设计中重要的一环，在高层建筑之中钢结构设计对于屋盖和楼板的安装一般采用轧制压型的钢板再加上现浇钢筋混凝土的方法，使其厚度控制在150mm以上，而在很多屋盖和楼板设计的时候都没有考虑到这些问题，不同结构之间和钢梁之间的相互作用会加大刚的使用量，同时也降低了安全系数。
（三）框架梁制作及安装
一般来说高层建筑施工的时候一般都是采取H型的钢去安装框架梁，钢柱和框架梁之间采取的是刚性连接方式，框架梁的上下边缘处和钢柱之间使用的是横向的加劲肋。框架梁在制作安装的时候确保钢柱和框架梁之间节点的延展性良好，在框架梁的位置增添一个悬梁，提高楼层层高的精度和不同楼层之间连接的稳定性。钢筋混凝土的施工误差比较大，不符合钢体的设计精度，因此在钢筋混凝土和框架梁相连接的时候要在腹板连接处增加一个尺寸小于2倍螺栓孔径的椭圆孔，满足要求。
三、结语
综上所述，因钢结构优良的特性，钢结构已经在高层建筑中运用的十分广泛了，但是如今的建筑施工的程度还是存在着许多的不足，在某些方面影响着整个工程质量，所以每个施工单位都要对工作过程中存在的设计问题和不足有着高度的重视，并严格按照要求和标准去工作，保证钢结构的设计和安装的质量，满足过程需求。
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论文作者:屈生军
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第19期
论文发表时间:2019/4/15
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