时间：2023-08-03 09:20:03
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇钢结构建筑防腐工程，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键词：钢结构；缝隙腐蚀；应力腐蚀
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
中国石油云南石化1000万吨/年炼油项目，设计工作范围包括：甲类化学品库、乙类化学品库、丙类化学品库、油库、综合仓库、备品备件库、机修车间、电修车间、仪修车间、危废存放棚。
其相关材料采用情况如下：钢筋采用HPB300、HRB335、HRB400。HRB335、HRB400；型钢、钢板一般采用Q235-B；高强螺栓：性能等级为10.9 级，符合GB/T 1228～1231》或GB/T3632-2008。高强度螺栓最小直径为M16；普通螺栓：4.6 级（C 级）（应符合GB/T 5780-2000 标准要求）；地脚螺栓：Q235-B或Q345-B。
防腐涂料采用环氧富锌底漆2道共70μm厚，环氧云铁中间漆70μm厚一道，高氯化聚乙烯或聚氨酯面漆2~3道共60~100μm，总厚度为室内200μm，室外240μm。防腐涂料的使用寿命不低于5年。
二、结构设计原则
结构设计应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。结构布置和构造要求必须保证足够的强度、刚度和稳定性。
结构设计基准期和使用年限：本工程结构设计基准期50年。
三、钢结构的腐蚀形态防腐设计
钢结构的腐蚀形态有多种多样，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中，又可以细分多种形态。均匀腐蚀的腐蚀作用是均匀地发生在整个金属表面上，并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。
1、防止缝隙腐蚀的设计
缝隙腐蚀，是一种严重的局部腐蚀。经常发生于金属表面缝隙中。桥梁结构非常复杂，金属孔隙、密封垫片表面、螺丝和铆钉下的缝隙内等，都会有溶液的积留而引起缝隙腐蚀。并非一定要有缝隙才可以发生这种腐蚀，它也能因为在金属表面上覆盖的泥沙、灰尘、脏物等而发生。几乎所有的腐蚀性介质，包括淡水，都能引起金属的缝隙腐蚀，而含氯离子的溶液通常是最敏感的介质。
为了防止缝隙腐蚀，本项目钢结构设计主要是在结构设计中避免形成缝隙，避免造成容易产生表面沉积的条件。因此，对接焊比铆接或螺栓连接要好。容器设计上要避免死角和尖角，以便于排除流出液体。垫片采用非吸湿件材料，以免吸水后造成腐蚀条件。此外也可以来用电化学保护的方法来防止，方法是外加电流。
2、防止应力腐蚀方法设计
在一定环境中外加或本身残余的应力，加之腐蚀的作用，导致金属的早期破裂现象，叫应力腐蚀。 金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发小，纯金属极少产生。合金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破裂有很大影响。处于应力状态下，包括残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内，可以引起应力腐蚀破裂。对于一定的合金来说，要在特定的环境中才会发生应力腐蚀破裂。例如不锈钢在海水中、铜合金在氨水中，碳钢在硝酸溶液中。
本项目防止应力腐蚀破裂的采用的方法是消除一切应力或施以压应力，设备加工或焊接后最好进行除应力退火，或进行喷砂处理造成表面压应力。改变介质的腐蚀性，使其完全不腐蚀(添加缓蚀剂)，或者使其转为全面腐蚀，选用耐应力腐蚀破裂的金属材料，使其不能构成材料和环境组合，也可防止应力腐蚀破裂。
四、场地土及地下水腐蚀防腐设计
建筑物所在区域场地土及地下水腐蚀等级分类：场地土（地下水位以上）对混凝土结构腐蚀性等级为微腐蚀。本项目对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。场地地下水对混凝土结构腐蚀性等级（强透水条件下）为中腐蚀。
在长期浸水条件下，对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀，在干湿交替的条件下，对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。
在设计阶段，应对土层强透水层进一步确定，核定钢筋混凝土基础、钢筋混凝土基础垫层的混凝土强度等级及钢筋混凝土表面防护措施。
根据本项目的地下水腐蚀情况，本项目的基础防腐措施如下：基础垫层材料采用100mm厚聚合物水泥混凝土；地面以下基础混凝土表面抹聚合物水泥砂浆，厚度5mm；基础梁表面抹聚合物水泥砂浆，厚度10mm。
五、施工工艺的防腐设计
1、表面处理
采用砂轮机打磨金属表面，最后采用棉砂或干净棕刷擦去灰尘、脏垢等杂物。油污采用清洗剂清洗干净。紧固螺钉、背角、横档死角等部位，采用钢丝刷双向来回多次打磨，清理后表面洁净无污。
焊接部位交点应作重点处理，用钢铲、刮刀、钢刷、砂轮机除去焊碴、氧化皮及锈蚀产物，除锈级别达到st3级标准，焊缝处重点处理。
表面处理完毕后，达到St3级，验收合格，才能进行涂料防腐施工。
焊接修补处要补防腐油漆。
2、防腐涂装
涂装前还应对处理过的表面进行清理，除去灰尘杂物。防腐涂料使用前，还应做二次抽查，合格后方可涂装。使用涂料时，应搅拌均匀，对双组份涂料要严格按说明配比，不能随意更改。
使用稀释剂时，其种类和用量应符合生产厂家的标准规定，配制涂料时，必须用细铜丝网过滤，并用涂－4杯测定粘度后使用。施工温度、湿度要按说明书要求，如遇雨、雾、大风天气不得进行室外施工。
涂层的第一道漆膜表干后，方可进行下道涂层施工，涂刷时层间要纵横间错，均匀涂刷，每层应往复进行。所有深层不得漏涂，涂层表面应光滑平整，颜色一致，无针孔气泡、流挂，剥落、粉漆、破损等缺陷，结合力达二级以上每道厚度及总干膜厚度应完全满足，该涂料的技术指标。
每道涂层间隔不宜超过24小时，最好在第一道漆未干透时作第二道漆，时固化已久涂层用砂布打磨后再刷下一道漆。每道工序施工隐蔽前要经建设方质检人员检查验收后，做到表面洁净，无油漆、灰尘、每道漆膜要采用漆膜测厚仪检测干膜厚度是否符合设计要求。
施工应严格控制各涂层的厚度,厚度要达到设计要求，并进行外观检查：涂层应光滑平整，颜色一致，无针孔、汽泡、剥落缺陷。
六、结论
钢结构工程的防腐设计在国内没有受到应有的重视，一些钢结构工程在使用半年或一年以后，就会发生涂层起泡、返锈、脱落，钢材受到腐蚀，返修十分困难，造成很大的损失。为了保证钢结构工程安全使用，不受腐蚀破坏，必须选用性能良好和使用时间长的防腐涂装系统，同时增加各涂层的厚度，选用高耐腐蚀的涂料，并对各种腐蚀因素进行分析，从而选择最合理的防腐设计方法。
参考文献：
[1]钢结构设计规范GB50017-2003，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合，中国计划出版社，2003
[2]钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合，中国计划出版社，2002
【关键词】建筑工程；轻钢结构；防腐；防火
随着建筑市场的发展，钢结构广泛运用于各类大跨度、多层和高层建筑中，大跨度工业厂房、仓库、桥梁、体育场馆；超高度钢与混泥土组合结构的现代化的办公楼，高耸的电视塔、还有结构复杂得建筑造型等。
一、钢结构的缺点
钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要；还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的缺陷。普通建筑用钢受热为300℃ 后，刚体强度开始急剧下降； 钢材料将会失去稳定性的临界温度大约为540℃所以钢材一旦受热，其诸多力学性能如屈服强度、弹性模量、抗压能力以及荷载能力都会明显降低。当钢材火烧十几分钟后，其力学性能会低于建筑工程结构的承载许用应力，甚至软落下来，就会发生重大的事故，造成惨重损失，此外，钢结构容易受工业大气和海洋大气的腐蚀，在自然环境中的钢结构受雨雪、风霜、阳光、温度和湿度的影响，大气中的水分和氧是造成户外钢结构腐蚀的主要原因，易引起电化学腐蚀。钢结构在抗腐蚀以及耐火性等方面的缺陷制约了钢结构的进一步发展及运用。
二、轻钢结构的防腐技术
（一）轻钢结构的防腐技术应用要求
要加强建筑的防腐性，就要对建筑的年限、装饰等方面提出也要求，对于不同的环境，采用的防腐措施也是不一样的，因此要进行一定的说明，而且要加强建筑的防腐性能，还要对施工的环境进行控制，不利于防腐工作的施工环境会对防腐的效果产生较大的影响。一般的防腐措施中，最为基本的就是要对于需要做防腐处理的结构的表面进行清洁，减少污染，加装适当的防腐材料或者防腐涂漆等。目前针对钢材腐蚀有很多防腐的措施，都能起到较好的效果，但是这些不同的措施都是针对某一种特定的腐蚀原理来采用的，因此，在是实际的防腐工作当中，应当针对不同的情况选择合适的防腐措施来加强建筑的防腐性能。
（二）轻钢结构的涂层法防腐技术
这种方法是较为常见的一种防腐方法，而且也是被采用较为广泛的方法，但是在使用过程中，不能持续较长的时间，优点是成本低，经济性较强。在对轻钢结构采用这种方法进行防腐的时候，一般要经过基层处理和涂层施工这两个阶段。对基层进行处理，就是要将钢结构表面的毛刺、污染物、锈迹等清除掉，使轻钢结构恢复本色的光泽，这个步骤对后面的施工是有影响的，要想达到最好的防腐效果，要在基层处理的时候尽可能的彻底。
涂层施工就是给钢材涂装一些防腐材料。涂层结构的形式有三种。底漆―中漆―面漆；底漆―面漆；底漆面漆为同一种漆。其中底漆主要起附着和防锈作用；面漆主要起防腐蚀和防老化作用；中漆的作用于介于底、面漆之间，并能增加漆膜厚度。它们只有配套使用才能发挥最佳的作用，取得最佳效果。合理的涂刷方式，对保证涂装质量、施工进度、节约材料和降低成本有很大的作用，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法和无气喷涂法等。
三、轻钢结构的防火技术
轻钢结构的防火最常用的方法为防火涂料保护法。
（一）防火涂料的选择
轻钢结构的防火涂料主要按燃烧性能特点、喷涂对象环境或喷涂厚度的不同分类。在这里，只讨论根据其喷涂厚度不同的分类，具体性能特点如下。
（1）厚型8―50。缺陷：1厚型防火涂料的涂层厚、有较大的自重、当涂料的黏结力差时极易剥落。另外，在涂装施工时，需要使用金属丝网加固施工，易造成施工成本的增加和施工周期的延长；2涂层的表面也较为粗糙，美观性差；3需养护水泥基涂料。优势：1厚型防火涂料具有较高的耐火极限，实验证明可达3h；2因其主要组分为无机材料，所以具有相对较好的耐久性。而且，无机材料易得、来源广、价格便宜，涂料价格比其他的低；3涂料遇火后，不会放出任何损害人体健康的有毒烟气；涂料运输方便，为袋装出厂。
（2）薄型4―7。缺陷：1涂料的耐火极限比厚型涂料的低，最高可达2h；2因其主要组成为有机材料，耐老化和耐久性较差。涂料遇火时，可能会释放出有害烟气，需改进；3涂料大多用于室内钢结构，需向室外的产品研究开发。优势：1薄型防火涂料的涂层薄、自重小、黏结力好、不易剥落、涂装施工较为简单，无需金属丝网加固，干燥较快；2涂层的表面光滑、装饰性好、可调配出多种颜色，3单位面积消耗涂料的量少，施工成本低；4涂料的抗震性能与抗挠曲性强。
（3）超薄型≤3。缺陷：1超薄型防火涂料与薄型涂料具有相同的缺陷；2超薄型防火涂料未能应用于室外钢结构，目前无此类产品。优势：1超薄型防火涂料的涂层更薄，装饰性更好，可调配颜色更丰富；2具备薄型涂料的所有优点。
（二）基层处理
在喷涂防火涂料前，必须做好基层处理。在轻钢结构的表面应根据使用要求，做好防锈工作。对大多数建筑工程中轻钢结构而言，需要喷涂不与防火涂料发生化学反应的防锈底漆。另外，如果试验证明选用的防火涂料也具有一定的防锈功能，可不做防锈处理。
（三）涂装施工
由经过培训且合格的专业施工人员进行防火涂料的涂装施工；还需遵循厂家的说明书进行防火涂料的调配，并及时搅拌使调配好的涂料稠度适中，确保在涂料喷涂后不发生剥落与流淌现象。目前常使用的涂刷方式为喷涂法、手工刷涂法等。
四、耐候钢的应用
建筑工程中轻钢结构采用耐火耐候钢，可有效做到防腐与防火。因为耐火耐候钢具有优良的耐大气腐蚀性与防火性。目前在建筑工程中，耐火耐候钢是使用较多的Q235与Q345钢的替代钢种。在力学性能上，它与普通建筑用钢具备相差无几的焊接性能、屈服强度、抗压能力等室温力学性能。在施工时，耐火耐候钢的应用可以避免或减少防腐涂料与防火涂料的涂装，有效地节约成本，也可以减少涂料的环境污染。另外，在轻钢结构中采用耐火耐候钢，可有效减薄钢材厚度，能节约一大部分成本。同时，耐火耐候钢自身还具备永久性和自愈性能，也就是说此类钢材在在使用过程中，无论受到挤压、表面擦撞或火灾，都会保持其耐火耐候性不变，这从根本上做到了建筑工程中轻钢结构的防腐及防火工作。
轻钢结构是我国建筑工程钢结构体系中极具发展潜力的一种，具有诸多优势： 构造较为简单、重量轻、有效地节约钢材与成本、现场安装简单快速、节能环保，材料可以回收、结构抗震性能强等。但因钢材料自身有着耐腐蚀性差、怕火的缺陷，所以加强对建筑工程轻钢结构的防腐及防火技术的研究十分必要。做好防腐防火技术工作，可有效提高轻钢结构的使用性能，使之有更广阔的发展空间。
参考文献：
[1]王华勇.探讨建筑工程中轻钢结构的防腐及防火技术[J].江西建材，2015，05
关键字：钢结构；腐蚀；建筑；施工
随着钢结构在建筑工程中的广泛应用，钢材在潮湿环境中的易锈蚀现象，特别是当空气中含有酸碱软类的介质时情况更为严重，腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀，而且局部的锈蚀引起应力集中，易导致钢结构的提前破坏，严重影响结构安全。因此，必须要采取有效的防腐措施，确保建筑结构安全。
一、钢结构腐蚀的类型与机理
1、大气腐蚀
钢结构的大气腐蚀主要是由空气中的水和氧气等的化学和电化学作用引起的。大气中水汽形成金属表层的电解液层，而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。
2、局部腐蚀
局部腐蚀是钢结构最常见的破坏形态，主要包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处，其中电位较负的金属腐蚀速度较大，而电位较正的金属受到保护，两种金属构成了腐蚀原电池。缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处，当缝隙宽度窄到可以使得液体在缝内停滞时发生，钢结构的缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025mm～0.1mm。钢结构最常见的缝隙腐蚀形式有铆接、衬垫和颗粒沉积等，由于这些连接中的缝隙在工程中是不可避免的，所以钢结构的缝隙腐蚀也是不可完全避免的，它的发生会导致钢结构整体强度降低，减少吻合程度。
3、应力腐蚀
即在某一特定的介质中，钢结构不受到应力作用时腐蚀甚微，但是受到拉伸应力后，经过一段时间构件会发生突然断裂。由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆，所以往往造成灾难性后果，如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等，带来巨大的经济和人员伤亡。
二、钢结构腐蚀对建筑的危害
通过钢结构腐蚀机理的分析我们可以看出，钢铁腐蚀是一种不均匀的破坏，其表面一旦出现腐蚀坑，由坑底向纵深发展很快，从而引起应力集中，而应力集中又会加速腐蚀过程，这种循环的连锁反应是应力腐蚀的一种形式。钢材在这种应力腐蚀的作用下抗冷脆性能不断下降，导致承重构件在无明显的变形征兆下突然发生脆性断裂，造成建筑物倒塌并危及人身安全。结构在冲击荷载作用下，腐蚀介质会促成钢材发生脆性断裂并影响疲劳强度，危害尤为严重。
在美国，因腐蚀造成的不安全事故约占整个不安全事故的31.8％，我国为25％～30％。腐蚀不仅是安全生产的大敌，同时也给经济发展带来巨大的损失。由日本腐蚀工程学会和日本腐蚀控制协会共同进行的调查表明：用Uhlig和Hoar两种方法估算的1997年全日本腐蚀损失分别为39,380亿日元和52,580亿日元，占当年国民生产总值(GNP)的0.77％和1.02％。若同时考虑间接损失，整个腐蚀损失要比用Uhlig方法算得的值高24倍。2004年我国因腐蚀问题损失达4,000亿人民币，损失钢材1000多万t。
三、建筑工程中钢结构防腐技术的应用
1、基本要求
（1）表面处理。表面处理非常重要，应清除钢铁表面的污物和锈层，尤其是轧制钢材时形成的黑氧化皮，它是电化学腐蚀的阴极，是腐蚀的根源，必须除掉。表面处理质量应达到涂装前钢材表面预处理规范的有关要求。
（2）材料选择。表面涂刷专用钢结构防腐漆，仍是目前对钢结构防腐及网架防腐的主要手段。防腐漆分为底漆、中层漆和面漆，各层油漆均有其特性，形成复合涂层，提高防腐性能，延长使用寿命。
（3）涂层厚度。防腐涂料涂装时的厚度要适度，涂层要均匀，不可漏涂。
2、防腐涂层考虑因素
主要考虑年限、装饰要求和维护等要求，在何种腐蚀性介质环境下应用，涂装施工时的温湿度和操作空间等因素。
3、常用方法
（1）改性金属结构。在钢材冶炼过程中增加铜、铬和镍等合金元素，使金属表面形成保护层。
（2）阴极保护法。在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。
（3）热浸锌。将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长，生产工业化程度高，质量稳定，因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中。
（4）热喷铝(锌)复合涂层。是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝(锌)喷涂层(厚度约80～100m)。最后用环氧树脂或丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。
（5）涂层法。涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年)。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低，但用于户外时维护成本较高。
在这五种防腐方法中，建筑工程最常用的是涂层法。这种方法价格低廉，选择范围广，适用性强。以下主要介绍涂层法。
4、涂层法
钢结构的涂层法防腐需经过基层处理和涂层施工两道工序。
（1）基层处理。基层处理的目的是清除构件表面的毛刺、铁锈、油污及其他附着物，使构件表面露出金属光泽；基层处理越彻底，附着效果越好。基层处理的方式有手工机械处理、化学处理、机械喷射处理等。
（2）涂层施工。涂层结构的形式有三种：① 底漆一中漆一面漆；②底漆一面漆；③底漆面漆为同一种漆。其中底漆主要起附着和防锈作用；面漆主要起防腐蚀和防老化作用：中漆的作用于介于底、面漆之间，并能增加漆膜厚度。它们只有配套使用才能发挥最佳的作用，取得最佳效果。
合理的涂刷方式，对保证涂装质量、施工进度、节约材料和降低成本有很大的作用，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法和无气喷涂法等。
（3）涂层施工的质量控制。首先，涂层法的施工质量是否优秀，基层处理至关重要。不同的防腐要求，可采取不同的处理方法；其次，涂层用底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，与钢材粘附力强，与面漆结合性好。面漆则同时要注意不同涂料间的相容性。基料多，成膜光泽。抗风化，能保护底漆不受大气腐蚀；第三，涂层的施工要在适当的温度(5～38℃之间)和湿度(相对湿度不大于85％)及粉尘少的环境下进行。构件表面不能有结露，涂装后4h之内不得淋雨；最后，涂层一般做4～5遍。干漆膜总厚度室外工程为150μm，室内工程为125μm，允许偏差为25μm。在海边或海上或在较强的腐蚀性大气中，干漆总厚度可为200～220μm。
关键词：钢结构；高层建筑；结构设计
中图分类号：TU391文献标识码： A
引言
随着我国科技水平的快速提升，钢结构建筑工程得到了极大的发展，在施工技术不断进步、完善的同时，为保证建筑质量，在钢结构工程施工过程中必须加强每个单项工程的质量控制、严格把控施工进度，而工程师应把好质量关、加强施工现场管理，由此才能保证钢结构建筑工程的施工质量。
一、高层建筑钢结构设计的主要内容
1、方案设计
在高层建筑的钢结构设计中，除了要考虑建筑的使用功能以及施工工艺性能外，还必须因地制宜，对方案进行总体设计。对于高层建筑钢结构而言，建筑承受的主要载荷是以风载及地震作用为主，这与以承受竖向载荷为主的一般建筑物不同，其设计的一个主要目的就是要减少侧移，防止出现扭转现象，避免在建筑中出现薄弱层面及薄弱环节。高层建筑的抗侧力结构体系的设计还需要考虑到建筑物的高度。
2、构件设计
对于钢结构的构件及其连接节点的设计，除了按照必要的规范及规程进行设计之外，还必须做到以下几点。
结合具体工程的实际情况对构件的结构形式进行创新，采用新的连接方式，形成新的连接方法与高效截面。
对结构的力学计算要达到相当的可靠性的考虑。在进行电算之后还应该根据经验进行判断，必要时还可以采用手算的方法对结果进行校核，保证将误差控制
至最低，可靠性达到最高。
对于计算结果，结构设计师要根据钢结构的实际工作状态（这可以通过实际测算并结合结构力学知识进行估算），对一些重要构件的截面以及节点间连接的承载力进行必要的调整。
根据结构的环境进行的具体设计。例如，在施工中，设备的吊装能力较大时，进行构件设计时可以尽可能地扩大拼装结构的规模，这样可以大大地加快安装速度，实现综合经济效益的最大化。
二、高层、超高层建筑结构体系
对于高层及超高层建筑的划分，建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定，一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑，建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构（代号RC）外，还采用型钢混凝土结构（代号SRC），钢管混凝土结构（代号CFS）和全钢结构（代号S或SS）。
东南科技研发中心，建筑高度100m，柱网为8.4m，抗震设防烈度为6度，采用框架―剪力墙或框―筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力，总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。
三、钢结构施工前的准备
钢结构施工具有其特有的复杂性，更由于高层建筑的重要级别，可以说高层建筑的钢结构施工是不可逆的，因此，在施工前要对各个环节做好准备工作，主要包括两方面内容，一是吊装准备，二是施工现场和技术的准备。
吊装准备主要涉及的问题就是吊装设备的选择，要根据施工现场的最大起重量和材料种类等进行选择。目前，高层建筑常采用的是塔式起重机，需要合理设计吊机的起重量、起重力矩以及半径值。另外现场条件，材料的布置等对塔吊的影响也需综合考虑。
施工现场准备，主要包括钢构件及其配套零部件和连接件的验收、丈量器具以及测量仪器的准备、构件的运输、基础的复测、构件的堆放、设备工具材料的安装和施工力量的组织等。为了确保钢结构工程的顺利进行和施工质量，要编制严密的钢结构施工组织设计方案，以及绘制施工图纸。在施工图的绘制过程中，要进行多次会审，尽量避免开工后因图纸问题引发停工，或是工程质量、进度受影响的现象。施工组织设计的完善程度是影响工程质量的重要部分，尤其对于构件和设备较多的钢结构工程，要明确质量保证体系和技术管理体系的权责，对于特殊工种要有培训合格证和上岗证，应积极采用新工艺新技术，对于工程的质量和进度要有相应的控制措施和方法，要进行合理的工期安排。
四、钢结构施工技术在高层建筑施工中的应用
1、钢布局根底工程的质量操控
钢布局工程的根底通常都选用混凝土独立根底，根底的混凝土及钢筋、模板的施工与其它非钢布局工程的施工工序及办法一样，这里不予胪陈。和钢布局厂房有关的常见问题有锚栓不铅直、根底施工后预埋锚栓水平差错偏大，钢柱装置时柱脚底板很多扩孔，因此给钢柱装置带来差错，布局受力受到影响，不契合施工检验标准需求。所以锚栓施工时，可选用粗钢筋或角钢等固定锚栓，焊成笼状，完善支撑；或采用其他办法，防止灌溉根底混凝土时锚栓移位。
2、选用科学的钢布局焊接技能
有些工程焊接的难度相对较大，比如，建筑物的布局为双曲面布局，而且整个建筑物设计了较多的斜柱以及斜撑，再加上钢板相对较厚，这种建筑物布局相对复杂，需要很多的立焊与斜立焊操作，施工进程以及防护工作难度较大，关于这种建筑物，需选用合适的焊接技能。有些建筑物不只焊接量较大，而且工期相对急迫，关于这类工程，可以选用二氧化碳气体维护半自动焊，这样能够加速工程焊接的速度，为节省施工时间。
3、防火工程
防火工程也是钢结构施工过程中需要注意的一大环节。在选择钢材的时候就应该选择绝热性好的钢材，防火涂料选择国家检测机构认证的材料。在物理性质、力学、耐火极限上都要有检测报告。钢结构主要是运用喷涂的方式进行防火。喷涂的方式有一定的参数，不过可以根据需求进行相应的控制，施工时间间隔18-24h，施工环境温度控制在0~40℃，基材温度为4~45℃，湿度小于90%，风速小于5m/s.防火工程喷涂对技术精细要求比较高，不仅喷涂的环境参数要得到控制，喷涂时的气压、喷距、喷枪速度等也要根据实际情况制定最优的参数。
4、防腐工程
钢结构的防腐特性较弱，当大气湿度超过70%时，会产生锈蚀。所以在钢结构的施工过程中要做好防腐工程。先要确定钢材的除锈质量和等级，表面粗糙度等，再在钢材表面进行涂层设计和涂层施工：①在结构表面现浇一定厚度的混凝土进行覆盖，或者喷涂水泥砂浆层。②在表面涂一层保护性的金属镀金，比如镀锌是钢结构中较小构件防腐的常用方法，主要分为热浸镀法和喷镀法。③涂一层油漆进行防护。
5、高强度螺栓安装
高强度螺栓是钢结构中重要的连接设备。安装与检测是施工过程中必不可少的重要环节。扭剪型高强度螺栓在供货、装运、保管过程中应轻装轻放，防止螺栓损伤与沾污。安装时要确保穿孔的自由通过，严禁锤击穿孔，穿孔方向要保持一致，垫圈位于螺母一侧，确保高强度螺栓连接板接触面的平整。在梁柱连接板安装时，采用在两端面4颗螺栓一起穿入，进行初拧。同一节柱上梁的高强度螺栓的拧紧顺序为先拧上层梁，再拧下层梁，最后拧中间层梁；同一层梁的高强螺栓拧紧顺序为先拧主梁高强度螺栓，后拧次梁高强度螺栓；同一节点的高强度螺栓初、终拧的顺序为从中心向四周扩散。对有些因构造原因无法使用电动扳手的部位，如楼梯柱、方管支撑等，采用长柄测力扳手，按规定终拧扭矩进行紧固。工序的最后对各层梁柱的连接处进行检查，逐一将未终拧的螺栓分别进行处理。
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。
（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 300~400℃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配。
（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
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施工的关键环节，其速度和质量关系着整个施工工程的质量。它主要包括钢柱的吊装和钢梁的吊装。具体来讲，钢柱是决定建筑物层高和总高度的主要竖向构件。钢柱的吊装首先要划分吊装作业区域，其吊装顺序为从整体的框架梁柱结构到楼板结构，从主梁到次梁。吊装前，在在预埋的地脚螺栓上加上保护套防止丝牙被碰坏。在吊装第一节钢柱时，要注意吊点的选择。吊点的设置应该在柱连接耳板螺旋孔，并且将垫板以及钢楔校正好。当钢柱吊起后将M22大六角高清螺栓拧紧，再调节标高，误差不能超过6mm调整上下柱接头错边。在实行钢梁的吊装前，要先检查标高和柱子的间距。为保证施工人员的安全，须在吊装主梁之前，装好扶手杆和绳。并根据钢梁的跨度选择吊点。钢梁吊起后进行安装，焊缝收缩量在2-3mm之间，并及时检查柱垂直度、倾斜度，保证构件位置准确。
2.4、防火工程
防火工程也是钢结构施工过程中需要注意的一大环节。在选择钢材的时候就应该选择绝热性好的钢材，防火涂料选择国家检测机构认证的材料。在物理性质、力学、耐火极限上都有一定的检测报告.
钢结构主要是运用喷涂的方式进行防火。喷涂的方式有一定的参数，不过可以根据需求进行相应的控制，施工时间间隔18-24h，施工环境温度控制在0~40℃，基材温度为4~45℃湿度小于90%，风速小于5m/s.防火工程喷涂对技术精细要求比较高，喷涂的环境参数不仅要得到控制，喷涂时的气压、喷距、喷枪速度等也要根据实际情况制定最优的参数。
2.5、防腐工程
钢结构的防腐特性较弱，当大气湿度超过70%时，会产生锈蚀。所以在钢结构的施工工程中要做好防腐工程。先要确定钢材的除锈质量和等级，表面粗糙度等，再在钢材表面进行涂层设计和涂层施工.①在结构表面现浇一定厚度的混凝土进行视盖，或者喷涂水泥砂浆层。②在表面涂一层保护性的金属镀金，比如镀锌是钢结构中较小构件防腐的常用方法.主要分为热浸镀法和喷镀法。③用涂一层油漆进行防护。
3、高层钢结构建筑中的安全施工问题
高层钢结构建筑施工是一项非常危险的作业，它有着比较多的施工主体，并且大部分的作业都是要在悬空或高空中进行的，所以在施工中有着很多的不确定因素，一不注意就有可能致使发生安全事故。因此在高层钢结构建筑施工中，应重视施工安全，将具体细化安全责任，并贯彻落实到具体的个人。除此以外，在施工前要做好各项安全防范措施，在施工过程中将各项作业的安全性控制好，进而避免发生将安全事故。
结语
总而言之，高层建筑钢结构体系是一项多样化和复杂系统工程，因此，在施工前必须制定周密，详细的施工组织方案和施工计划。当前，我们要重视钢结构在建筑结构设计中的应用，不断地完善改进钢结构的应用技术，进而提升我国的建筑业整体水平。
参考文献：
[1]徐博,梁中南.浅析钢结构建筑的优越性[J].商品与质量,2012,S1:174-175.
关键词：大跨度建筑；钢结构；设计分析
中图分类号：TS958文献标识码： A
大跨度建筑一般指的是拥有横向跨越至少在60m以上的建筑结构类型，这一类建筑结构通常被使用在民用建筑中的电影院、体育场、展览馆、大会堂、航空港以及工业建筑中的飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房等等。在当前阶段，大跨度建筑的而应用范围越来越广泛，究其原因是因为社会经济的不断发展，人们的需求在不断进步，要求建筑物拥有更加高大和宽广的空间供人们使用，另一方面，随着时代的进步，新的施工技术、施工材料以及施工结构不断出现，满足了大跨度建筑建造的要求，促进了大跨度建筑的不断进步。例如我国于2008年修建的著名建筑物“鸟巢”，其中就使用了大跨度钢结构的建筑形式，将中国传统文化与现代建筑技术形成了完美的融合。在我国的现行的《钢结构设计规范》GB50017-2003中就规定，将跨度等于或者大于60m的钢制的平面桁架、钢架、拱架、以及空间网架、网壳、悬索、索膜等结构的屋盖结构统称为大跨钢结构。事实上，大跨钢结构不仅适用于屋盖结构，还适用于楼层、墙体等结构，越来越多的汽车、机械、化工等行业的企业厂房建筑都已经开始使用大跨钢结构设计。
1、大跨钢结构的分类和主要构造
由于大跨钢建筑结构使用的材料刚性差异以及结构组合方式的不同，大跨钢结构的建筑类型通常可以分为三种，分别是刚性结构、柔型结构和杂交结构。其中刚性结构主要指的是由钢杆件、钢梁或者钢钳架组成的结构类型，刚性结构又可以分为空间网格结构和空间结构两种。可以被称为刚性大跨度结构的建筑结构一般包含有网架结构、网壳结构和空间精架结构三种；柔型结构则指的是结构刚度小、柔性大、几何非线性因素在设计分析时影响较大而必须予以考虑的结构。柔性结构根据受力情况的不同，又可以分为竖直柔性结构、水平柔性结构和空间柔性结构三种。使用柔性大跨钢结构的结构类型主要包括索结构、膜结构、索膜结构和张拉集成结构等等；最后，杂交结构则指的是既包含了刚性结构、又包含了柔性结构，综合组成的结构。杂交结构可以通过对传统的大跨钢结构进行改变而获得，例如拉索网架结构、拉索网壳结构、拱索结构等等。本文主要讨论分析的还是以刚性结构和柔型结构两种结构类型为主。
2、大跨钢结构类型建筑的设计要点
2.1大跨钢结构的力学计算
根据大跨钢结构建筑的受力模式来进行建筑设计，大跨钢结构建筑承受的荷载类型包含永久性荷载、可变性荷载、偶然性荷载三种。其中承受永久性荷载的大跨度结构包括建筑屋盖和建筑屋面覆盖材料。因此，对于屋面永久性荷载的计算需要采用经验公式或者直接由计算机代入执行。建筑屋面覆盖材料则主要包括屋面板、层屋保温层、找坡层以及防水层等，有的建筑物还会装有吊顶、设备管道接口等结构，因此屋面覆盖物受力情况的计算应该综合建筑建造的实际情况进行计算，综合考量屋面的受力情况；作用于大跨度结构建筑上的可变荷载包含屋面活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用以及支座位移产生的荷载效应等等，因此对于屋面承受可变性荷载的计算应该采用国家规定的计算标准，根据建筑工程的实际情况进行确定，对于计算出的结果如果大于国家标准规定，则应该按照建筑工程的实际荷载进行设计；建筑物承受的偶然荷载则指的是地震等突然性灾害对建筑物的受力荷载，偶然荷载的大小既和结构的固有震动特性有关，也和地震发生时地面运动的特性有关，因此在计算大跨钢结构的偶然荷载时，应该在结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，采用振型分解反应谱法进行计算，对于某些较为规则的网架和网壳结构还可以采用简化的计算方法，特别重要或者结构类型较为复杂的空间结构就要采用时程分析法进行计算结果的补充。
对大跨度钢结构建筑进行荷载计算时，一定要重视建筑整体结构的协同工作，综合考虑建筑物的稳定性、强度、施工工艺、工程资金投入等各个方面的因素，建立科学的计算模型，使用标准的计算方法，使其与建筑物的实际设计情况相结合，提高计算结果的准确性和可靠性。
2.2建立与工程实际相符合的设计模型
大跨钢结构建筑的设计过程中，应该根据工程受力荷载的结算结果，建立与建筑工程实际情况相符合的工程模型。在大跨钢结构模型的建造过程中，注意不能随便对计算模型进行简化，应该根据计算结果的最大可能性选择与大跨钢结构建筑工程实际情况相符合的设计模型。大跨钢结构建筑工程设计的模型除了受力计算结果，还应该包含建筑工程使用的材料类型、结构类型等项目。对于大跨钢结构建筑工程的设计方案，一定要尽可能的进行优化，充分体现经济、环保、安全的设计理念，达到有效节约原材料、降低工程造价、提高工程质量和效益的目的。
2.3注意大跨钢结构的节点结构
大跨钢结构建筑工程设计时，应该充分考虑到钢结构构件节点构造复杂的情况。在进行钢结构节点的设计时，应该结合钢结构的受力情况、建筑工程要求以及构件截面形式和连接方法等因素来确定相应的节点构造形式。
2.4注意大跨刚结构的稳定性
稳定性是大跨钢结构质量的最好体现，是每一项建筑工程设计施工时候都要主要的目标和施工因素，在大跨钢结构建筑工程进行设计时应该尤其注意这一点。应该把结构的稳定性设计始终贯穿在大跨钢结构建筑工程整体设计过程之中，综合各个方面的因素，充分考虑到工程整体和工程局部的稳定型设计，保证大跨钢结构工程最终具有坚实的稳定性，保证大跨钢结构建筑工程的设计质量。
2.5严格控制大跨度钢结构建筑工程的刚度
积年的大跨钢结构建筑工程的修建已经表明，大跨钢结构建筑工程的强度条件和稳定条件并不能决定钢结构构件的截面刚度，最终决定截面刚度的还是大跨钢结构的整体刚度条件。因此，在大跨钢结构建筑工程的设计过程中，应该充分的考虑工程整体的刚度，严格控制工程刚度的大小。
2.6做好工程的防火、防腐设计
由于大跨钢结构建筑工程的材料构成大多是钢材，而钢材的耐火型以及耐腐蚀性都比较差，因此必须做好大跨钢结构建筑工程的防火和防腐工程的设计。可以根据大跨钢结构建筑工程的实际使用功能、工程整体投入资金的金额大小来选择适合当前工程的防火、防腐处理措施，值得注意的是，大跨钢结构建筑工程的防火防腐设计一定要比普通的钢结构工程要求更高，其原因是大跨钢结构建筑工程通常被用于大型聚会、展览等功能，人数远比普通的建筑工程要多。
3、结语
随着社会的不断发展和进步，人们对于建筑工程的要求越来越高，大跨度钢结构的应用范围必将越来越广泛，大跨钢结构建筑工程的设计和施工技术也将越来越得到发展和改善。对此，建筑企业应该时刻关注市场的变化，不断学习新的大跨钢结构建筑工程的设计和施工技术，保证大跨钢结构设计和施工的质量越来越好，进而促进大跨钢结构工程整体的质量越来越好，满足人们的需求，收获丰富的经济效益和优秀的建筑企业形象。
参考文献：
[1]陈崇冈.大跨钢结构建筑的设计[J].科技传播，2013，（12）：39-40.
[2]包军.浅析大跨度钢结构建筑防火设计[J].四川建材，2012，38（6）：162-163.
[3]王磊磊，郭学文.关于大跨度建筑钢结构设计分析[J].城市建设理论研究，2014，（12）：1.
购物车(0)