浅谈土建工程钢结构的问题及解决措施

　　摘要：建筑框架结构设计是结构设计中较为基础的设计,也是建筑结构设计中较为重要的一种形式，同时经济性能也是大家关注的一个主要问题。本文论述了建筑设计中经济性结构，阐述了钢结构的经济性能和钢结构设计问题及坚决措施。
　　关键词：建筑结构，钢结构，设计问题措施，经济性能
　　1、近年来，我国建筑钢结构发展迅速，相继出现了一批具有国际水准的钢结构建筑，如鸟巢、水立方、国家大剧院、中央电视台新楼、上海环球中心、广州电视塔。这些项目的建设使我国钢结构的设计水平得到很大提高，但也该看到，当前一些重大项目基本上都由国外设计，其中不少项目的结构方案不够合理，用钢量太大，造价惊人，不符合中国国情，所以钢结构设计方面还有许多问题亟待解决：
　　1．1项目层层转包设计质量下降；设计项目层层转包的现象在我国当前的钢结构项目中相当普遍。当前各大设计院的设计任务相当繁重，所承揽的工艺及综合专业部分设计收费较高，而钢结构部分却是难啃的硬骨头，费工、费力、收费低，大设计院常常不愿意承接钢结构设计任务，亦或是设计院缺乏钢结构设计经验，往往将钢结构设计部分分包给另一单位。
　　1．2任务转嫁企业设计深度不够；一些设计院为了减少程序，将设计任务转嫁给钢结构制作加工企业，而这些加工制作企业的钢结构设计水平比较低，承担工程的设计者多为刚毕业不久的博士，缺乏钢结构设计方面的实践经验，盲目照搬规范、套程序，对关键技术未进行研究，对所设计的成果心中没底，只给出构件布置图就算完成了任务，从而给国家重点工程造成重大损失。
　　1．3未充分考虑操作给施工带来困难；一些设计人员整天埋在办公室的图纸堆里，不深入施工现场，不了解施工，结果设计出来的方案严重脱离实际。
　　1．4设计不切实际任意提高标准；一些设计人员对复杂工程缺乏经验，心中无底，盲目追求高标准，设计过于保守。
　　2．钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法
　　
　　2．1、构件的生产制作问题
　　
　　门式钢架所用的板件很薄，最薄可用到4毫米。多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。
　　
　　2．2柱脚安装问题
　　
　　(1)预埋件(锚栓)问题现象：整体或布局偏移；标高有误；丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位，造成丝扣长度不够。
　　
　　措施：钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作，混凝土浇捣之前。必须复核相关尺寸及固定牢固。
　　
　　(2)锚栓不垂直现象：框架柱柱脚底板水平度差，锚栓不垂直，基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上，东倒西歪，使房屋外观很难看，给钢柱安装带来误差，结构受力受到影响，不符合施工验收规范要求。
　　
　　措施：锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平，再用无收缩砂浆二次灌浆填实，国外此法施工。所以锚栓施工时，可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状，完善支撑，或采取其他一些有效措施，避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。
　　
　　(3)锚栓连接问题现象：柱脚锚栓未拧紧，垫板未与底板焊接；部分未露2～3个丝扣的锚栓。
　　
　　措施：应采取焊接锚杆与螺帽；在化学锚栓外部，应加厚防火涂料与隔热处理，以防失火时影响锚固性能；应补测基础沉降观测资料。
　　
　　2．3连接问题
　　
　　(1)高强螺栓连接
　　
　　1)螺栓装备面不符合要求，造成螺栓不好安装，或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。
　　
　　原因分析：
　　
　　①表面有浮锈、油污等杂质，螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。
　　
　　②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。
　　
　　解决方法：
　　
　　①高强螺栓表面浮锈、油污以及螺栓孔璧毛病，应逐个清理干净。使用前必须经防锈处理，使拼装用的螺栓，不得在正式拼装时使用。螺栓应由专人保管和发放。
　　
　　②处理装配面应考虑到施工安装顺序，防止重复进行，并尽量在吊装之前处理。
　　
　　2)螺栓丝扣损伤，螺杆不能自由旋入螺母，影响螺栓的装配。
　　
　　原因分析：丝扣严重锈蚀。
　　
　　3．由于国家政策、钢材生产、构件制作、设计研发、标准规范修订等方面的有利因素，近几年我国的建筑钢结构进入了一个全新的发展时期。新材料、新部品、新结构体系不断出现，钢结构设计研发、制作安装能力日益强大，建筑钢结构向多样性、适用性、经济性方向发展。
　　
　　建筑钢结构的经济性能一直是大家最为关注的一个问题。如何控制工程造价，充分发挥钢结构建筑技术经济上的综合优势，工程设计阶段是关键阶段。据权威资料统计分析，在初步设计阶段，影响工程造价的可能性为75%-95%；在技术设计阶段，影响工程造价的可能性为35%-75%；在施工图设计阶段，影响工程造价的可能性为5%-35%。因此设计质量的好坏、设计是否优化对工程造价将产生直接的影响。下面以门式刚架轻钢结构厂房和多、高层钢结构建筑的设计为例，在材料选用、结构体系等方面进行简要分析，探讨在设计阶段控制工程造价，提高建筑经济性能的可行性。
　　
　　4．在建筑结构设计中，不同方案的选择及不同建筑材料的选用对工程造价会有较大影响，像基础类型选用、进深与开间的确定、层高与层数的确定、结构形式选择等都存在着技术经济分析问题。下面就主要结构部分进行举例说明:
　　基础：基础结构的造价与工程所在地的地质条件密切相关，其工期约占整个建筑物主体工程的25%－30%，造价约占总造价的10％－20％，基础工程的重要性显而易见，所以要选择合理的基础结构。
　　柱网布局与柱子：柱网布局是确定柱子的行距(跨度)和间距(每行柱子相邻两柱间的距离)的依据，因而柱网布局是否合理，对工程的结构造价有很大的影响。
　　梁：矩形截面梁是最普通的受弯构件，在设计时常被使用，但材料利用率很低，设计时可采用平面桁架代替矩形梁，平面桁架相当于掏空的梁，将梁中多余的材料掏去，这样既经济，自重又可减轻。它还可发展为空间网架，材料的利用率就能大幅提高。
　　结论：通过以上对钢结构问题的提出及解决方案的实施，中国钢结构住宅建筑产业快速发展，住房和城乡建设部、中国钢铁工业协会及中国钢结构协会推动下。目前北京、天津、山东、安徽、上海、广东、浙江等地兴建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程，体现了钢结构住宅发展的良好势头。钢结构住宅近几年已完成近300万平方米的试点工程建筑，为建立钢结构住宅体系、扩大钢结构建筑市场起到有力的推动作用。
　　
　　2010年，中国钢结构协会编制的钢结构行业“十一五”发展规划建议书》提出。国钢结构行业用钢的目标是达到全国钢产量的10％，其中建筑钢结构用钢力争达到全国钢产量的6％。2007年10月全国钢结构学术年会传出信息，钢结构产量2007年将超2000万吨，2010年将形成钢结构年产量3000万～4000万吨的先进制造能力。届时钢结构住宅用钢比重也会有很大提升，依照比例钢结构住宅用钢将超过300万吨。
　　
　　参考文献：
　　[1]康珍珍,高层建筑结构体系分析及结构选型模糊决策研究[D]辽宁工程技术大学，2006.
　　[2]李英攀,我国钢结构住宅建筑及其产业化研究[D]武汉理工大学，2003.转贴