钢结构在高层建筑结构设计中应用探析

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1、钢结构在高层建筑结构设计中应用探析　　摘要：钢结构对于高层建筑来说有很多优点，在高层建筑工程中被广泛应用。本文主要阐述了钢结构的优点与缺点，分析了钢结构在高层建筑结构设计中的应用，论述了高层钢结构建筑中的安全施工问题。关键词：钢结构；中图分类号：TU391文献标识码：A引言钢结构工程量大、结构复杂、质量要求高，同时钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好的特点，因此，在建筑工程中被广泛的使用。当前我国钢结构建筑己经工业化、商品化，特别是在高层建筑的运用中有一定的历史。1、钢结构的优点与缺点1.1、钢结

2、构的优点（1）材质均匀，可靠性高。钢材的组织比较均匀，近似于各向同性均匀质体。钢材通常是由钢厂生产的，对质量有着严格的控制，因此质量比较稳定。钢结构的实际工作性能与当前采用的理论计算结果符合，所以说钢结构可靠性较高。7（2）强度高，重量轻。钢材强度比较高，弹性模量也很高，所以钢结构构件小而轻。目前有种类比较多的强度等级的钢材，即便是强度相对较低的钢材，它的密度与强度的比值通常也会比混凝土和木材小，进而在同一受力情况下，钢结构自重小，能够应用在跨度较大的结构中。由于杆件小，所占空间少，亦便于运输和安装。（3）塑性和韧

3、性好。钢结构的抗压和抗拉强度一致，韧性和塑性都非常好，比较适合动力荷载和承受冲击，抗震性能非常好。（4）有利于机械化制造。钢结构是工程结构中工业化程度最高的一种结构，它是由轧制型材和钢板在工厂所制，有利于机械化制造，同时有着生产速度快、效率高的特点，质量有保证。（5）耐热性能较好。结构表面的通常在温度在200℃范围之内时，钢材强度变化不大，所以比较适合使用在热车间。但要注意的是，结构表面若是长期受辐射热，当达到150℃的时候，就应该选用隔热板进行保护。1.2、钢结构的缺点（1）耐火性比较差。当钢材的表面温度达到73

4、00~400℃的范围值时，它的强度和弹性模量就会发生明显的降低，当达到600℃的时候将近下降到零。如果有着比较高的耐火要求时，需要选择相对应的保护措施，例如在构件表面喷涂一层隔热材料和化学助剂等的防火涂料，或在钢结构外面包混凝土或其他防火板材，进而提高耐火等级。（2）耐锈蚀性较差。这一点表现比较明显的是在潮湿或者有腐蚀性介质的环境中，钢材非常容易锈蚀，因此，一定要定期进行维护。2、钢结构在高层建筑结构设计中的应用分析2.1、钢材加工要点2.1.1、钢柱拼接应注意的事项建筑楼层过高时要对钢柱的标高进行准确控制，对钢柱

5、加工误差要尽量控制在最小范围。所以钢柱的切割、焊接、组对就尤其重要。钢柱拼接要注意一下几点。（1）针对焊接要求使用正确的焊接方式，比如在安装十字柱柱脚螺栓时为了保证混凝土和钢柱的结合强度，最好摒弃手工焊接的方式，而采用专门的栓钉焊枪进行焊接。（2）在现场进行螺栓固定能够加快钢柱安装拼装速度，还能减少拼装误差。所以在加工时提前把中间钢柱的两端点焊做好定位和钻孔，等到现场再拼装。2.1.2、焊接焊接是钢结构施工的重要工序，能够对工程的工期、质量、成本产生重大影响。所以焊接方法一定要结合工程特点和钢材特点进行合理选择和搭

6、配。7（1）手工电弧焊手工电弧焊是设备简单、操作简单的电焊方式，能够适合很多焊接位置，但是焊接效率低、质量差。所以在钢结构焊接中一般用于焊缝打底。焊接中要根据不同材质的母材进行不同材质的焊条选择。比如强度较低、抗拉力较低的母材或者结构韧性要求较高时可以选用塑性和韧性较好、含氢量低、抗裂性好的碱性焊条。弧坑能够使焊缝处产生缩孔、应力集中，还影响美观，所以焊缝收尾在保持正常熔池温度的同时填满弧坑，主要有画圈收尾、反复断弧收尾、回焊收尾三种方法。（2）自动埋弧焊焊剂热法或焊剂—铜热法埋弧自动焊对焊丝和焊剂的要求较高，所以

7、焊丝和焊剂的选择一定要符合《钢结构高层建筑设计与施工规程》。自动埋焊弧的方法有单面焊和双面焊两种。手工焊封底埋弧在无法使用衬热焊缝时，可以先用手工焊进行封底，再用埋弧焊。（3）CO2气体保护焊以CO2作为保护气体来融化金属是焊接中一种常用的方式。主要分为平焊和横焊。（4）电渣焊电渣焊适用于中碳钢和中高强度碳钢结构竖向对接焊接。焊接时要随时检查焊件的炽热状态，满足800℃以上的熔合热度。2.2、螺栓连接7螺栓连接分为高强螺栓和普通螺栓.高强度螺栓是将螺帽拧紧，利用螺杆的预拉力压紧构件接触面。高强度螺栓变形小、抗剪变形

8、大，适用于静力荷载和间接承受动力荷载结构中。不得作为临时安置螺栓，应该在初期就有相应的安置.高强度螺栓应该自由穿入，不得敲打和扩孔，拧完进行检测，对欠拧、超拧的情况进行补拧或替换。普通螺栓分为精制和粗制两种。精制螺栓精度和成本都比粗制高，但是抗拉力和抗剪力都会增强。普通螺栓不能使用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距。2.3、吊装吊装是钢结构高层建筑