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摘要：目前，建筑钢结构的实际设计中。结构分析常常是线弹性分析，在条件允许的情况下，通常可以考虑新近的有限元软件和几何非线性和钢材的碳素性能，它为建筑结构进行更准确的分析提供了条件。当前钢结构的设计没有特别繁琐的计算公式，也没有什么特别难以理解的理论。但是却有很多的设计人员在进行钢结构的设计的时候却很难达到高标准的要求。基于此，本文主要对建筑钢结构设计及安装进行分析探讨。
关键词：建筑钢结构；设计；安装
1、前言
钢结构建筑在国外已有11O多年的历史，钢筋混凝土结构在超建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。钢结构的建筑物更加具有安全性和良好居住感。对于钢结构的建筑物的设计可以采用大开间的设计，建筑物的布局将会更加趋于合理，富有创新精神，设计具有更大的弹性空间。
2、钢结构的设计分析
2.1构件设计
对于钢结构设计构件的选择我们首先是对建筑钢结构材料的选择。其中经常使用的两种材料分别是Q235和Q345，选择这两种钢材类型主要是因为要考虑在工程施工中我们要原料的管理和经济。当然根据实际工程的施工我们也可以选择其他的钢结构的材料。根据这两种材料的内部结构的不同它们有自己的优势。其中Q345的强度更大，适于那种需要较大强度的场合，比如承重墙等；Q235它的韧性更加强大，适于韧度需求较大的结构，比如在跨度较大的结构中等；在钢结构的设计中，现在我们的要求是根据材料的韧度来计算钢材的弹性。但是这与利用其内部的性质计算弹性的方法不一致。当然基于现在的科学技术，我们可以利用某些测试软件在电脑中既可以完成测试又可以节约人工成本，如果不能通过，我们就选择其他的原料进行测试直至通过为止。这些软件的优势在于节省人工和成本。
2.2节点设计
连接节点的设计是钢结构设计中重要的内容之一，在结构分析前，就应该对节点的形式有充分思考与确定，常常出现的一种情况是，最终设计的节点与结构分析模型中使用的形式不完全一致，这必须避免。连接的不同对结构影响甚大，比如，有的刚接节点虽然承受弯矩没有问题，但会产生较大转动，不符合结构分析中的假定。
2.3具体设计主要包括以下内容：
2.3.1焊接
对焊接焊缝的尺寸及形式等，规范有强制规定，应严格遵守，焊条的选用应和被连接金属材质适应。e43对应q235，e50对应q345，q235与q345连接时，应该选择低强度的e43，而不是e50。焊接设计中不得任意加大焊缝，焊缝的重心应尽量与被连接构件重心接近，其他详细内容可查规范关于焊缝构造方面的规定。
2.3.2栓接
铆接形式，在建筑工程中，现已很少采用，通常螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用，高强螺栓，使用日益广泛，常用8.8s和10．9s两个强度等级，根据受力特点分承压型和摩擦型。两者计算方法不同，高强螺栓最小规格m12，常用m16～m30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。自攻螺丝用于板材与薄壁型钢间的次要连接。国外在低层墙板式住宅中，也常用于主结构间的连接。
2.3.3连接板
可简单取其厚度为梁腹板厚度加4mm，然后验算净截面抗剪等。
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2.3.4梁腹板
应验算栓孔处腹板的净截面抗剪，承压型高强螺栓连接还需验算孔壁局部承压。
2.3.5节点设计
必须考虑安装螺栓、现场焊接等的施工空间及构件吊装顺序等。构件运到现场无法安装是初学者常犯的错误。此外，还应尽可能使工人能方便地进行现场定位与临时固定。节点设计还应考虑制造厂的工艺水平，比如钢管连接节点的相贯线的切口需要数控机床等设备才能完成。
2.4图纸编制
钢结构设计出图分设计图和施工详图两阶段，设计图为设计单位提供，施工详图通常由钢结构制造公司根据设计图编制，有时也会由设计单位代为编制。由于近年钢结构项目增多和设计院钢结构工程师缺乏的矛盾，有设计能力的钢结构公司参与设计图编制的情况也很普遍。
2.4.1设计图
是提供制造厂编制施工详图的依据，深度及内容应完整但不冗余，在设计图中，对于设计依据、荷载资料(包括地震作用)、技术数据、材料选用及材质要求、设计要求(包括制造和安装、焊缝质量检验的等级、涂装及运输等)、结构布置、构件截面选用以及结构的主要节点构造等均应表示清楚，以利于施工详图的顺利编制，并能正确体现设计的意图。主要材料应列表表示[1]。
2.4.2施工详图又称加工图或放样图等
深度须能满足车间直接制造加工。不完全相同的零构件单元须单独绘制表达，并应附有详尽的材料表，设计图及施工详图的内容表达方法及出图深度的控制，目前比较混乱，各个设计单位之间及其与钢结构公司之间不尽相同。
3、钢结构的安装工艺的解析
在钢结构的安装中主要是分为两部分进行安装的。下面笔者将为详细介绍这两种安装的方法。
3.1钢结构中钢柱的安装
在钢柱进行安装的时候对于钢柱的每一节的安装都要十分的注意，因为钢柱是在钢结构中决定着钢结构的层高和建筑总高度的一个构件。这就要求我们在对于钢柱的加工和制造的时候对于钢柱实行严格的验收。在对于钢柱进行安装的时候应该将登高用的扶梯和挂篮进行一个临时的固定。将钢柱按照一定的规律进行焊接，运用一些固定的连接板对于钢柱的两侧进行临时的固定。在对钢柱进行安装的时候需要进行吊起安装。在现在的安装方法中一般有两种吊起钢柱的方法，分别是双机吊装法和单机吊装法[2]。双机吊装法的意思就是用两台起重机将钢柱吊起来安装，这样的好处就是钢柱的根部不会和地面进行摩擦。而单机吊装法就是将钢柱的根部垫实再用垫木和回转的方法进行起吊，在这期间一定要保证钢柱的根部不能够拖地。等到钢柱都放到指定的位置以后，再将钢柱固定好然后才能够拆除绳索。
3.2钢结构中钢梁框架的安装
钢结构中钢梁框架的安装主要包括剪力墙板的安装、标准框架的安装这两个方面。剪力墙板是安装在钢柱和楼层框架中间的，它的安装方法一般是先安装好框架再将墙板进行安装或者是先将墙板与上面的框架梁进行组合再整体进行安装，这两种方法。对于钢结构中的标准框架的安装也分为两种，分别是节间综合安装的方法和按照构件分裂进行流水性的安装方法。前一种方法对于施工现场具有严格的管理要求，必须保证构件的运输通畅才能够获得最好的效果。而后一种方法是比较常用的，它主要就是按照一步步的来进行。这两种安装方法各有所长也各有所短，因此，这要求施工人员能够按照实际的需求进行选择。
3.3安全施工和文明施工
在施工过程中，作为施工组织者，我们应当积极主动地对施工中的危险隐患及时处理：做好安全事故预防预案和日常的宣传；要做好演练和安全器具的配发，同时培训施工人员正确有效地使用这些工器具；要明确落实责任人和明确各部门之间的责任范围，做到安全无小事。
4、结语
总之，钢结构建筑的使用在国际上从第二次工业革命到现在已经有百余年，钢结构在建筑物中的使用也是越来越多，它发挥着不可替代的作用。我们在使用这些钢结构中要根据其性质和具体的环境做出最优的选择，安装过程中要符合国家，行业以及建设单位的要求，最终提高建筑物的安全性和耐用性。
参考文献：
[1]吴学礼.建筑钢结构设计与安装工艺的研究[J].建材与装饰:下旬,2013.
[2]高丹.浅谈土建钢结构设计思路[J].华东科技:学术版,2012.
论文作者:孙严泼
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/16
标签：钢结构论文; 构件论文; 节点论文; 方法论文; 详图论文; 建筑论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第31期论文;