钢结构设计选型同主体安装

一、钢结构玻璃顶设计选型
随着建筑行业的不断发展，钢结构玻璃顶因其强度高、重量轻、施工速度快等优点，在建筑施工中得到了广泛的应用。钢结构玻璃顶的设计与施工技术直接关系到建筑的质量、安 全和经济性。因此，对建筑施工中的钢结构玻璃顶设计与施工技术进行深入探讨具有重要的意义。
钢结构玻璃顶设计应先考虑使用要求，并充分考虑其结构特点和施工条件，同时还应满足建筑结构的稳定性要求。设计选型一般要考虑以下因素。
(一)材料性能要求
彩钢结构的主要材料是钢材，钢材的性能直接影响到其强度、韧性、延性等主要力学性能指标，因此在选择和确定钢结构玻璃顶设计方案时应先考虑钢材的性能。钢材的抗拉强度设计值应根据试验确定，不应低于钢材屈服强度标准值;对于低合金结构钢、低合金高强度钢、碳素结构钢、普通碳素结构钢等品种的钢材，当其屈服强度设计值与试验值相差较大时，应采用试验确定;对于在正常使用状态下仍有足够强度储备的钢材，其设计值可适当提高;当钢材在温度变化时易脆裂，其设计值应适当降低。
(二)建筑和结构选型
建筑和结构选型要与建筑设计方案相配合，充分考虑建筑风格、功能要求等因素。在确定钢结构玻璃顶方案时，既要考虑建筑造型要求，又要充分考虑整体稳定的要求。
对于跨度大、高度高的超限高层建筑，宜采用空间框架、空间网架等结构体系;对于有特殊用途的项目，如大型体育设施等大型公共项目，可采用网架或析架等空间结构体系;对于多高层建筑和高层建筑，应优先采用空间结构体系。
(三)荷载计算
荷载计算也是钢结构玻璃顶设计的关键环节。荷载计算应符合以下要求。先，荷载按静力荷载设计，根据不同的结构形式和建筑使用要求，通常分为恒荷载与活荷载，地震作用的计算应符合《建筑抗震设计规范》GB50011和《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定，一般情况下，应按国家现行有关标准的规定进行设计。其次，计算各种结构构件和节点的内力时，应采用统一的计算方法。如对有戮结预应力构件，应按《混凝土结构设计规范》GB50010,《钢结构玻璃顶设计规范》GB50017-2017或《混凝土结构试验规程》JGJ3-200等的有关规定进行计算。由于计算结果之间有差异，不应采用经验系数法。
(四)构件设计
1.构件截面形式
在满足构件受力及变形要求的条件下，应选择简单、经济的截面形式。在同一平面内，当梁高相同时，尽量采用相同截面的构件;在梁、柱交叉的地方，应注意梁与柱之间的连接形式，一般采用焊接或螺栓连接;当梁、柱在同一平面内时，梁、柱截面宜采用等宽或不等宽。
2.加强筋布置
加强筋应尽量沿梁翼缘或腹板分布，当梁、柱截面高度相等时，应选择在Z大轴向力部位布置加强筋。梁腹板截面高度大于等于300mm时，宜设置拉条(锚栓)等措施以防止腹板局部屈曲;当梁截面高度不大于300mm时，宜设置拉条(锚栓)。当梁、柱截面高度小于300mm时，可不设置拉条(锚栓)。
(五)节点设计
钢结构玻璃顶在节点设计方面，除了按规范进行节点构造外，还应根据实际情况合理选择节点类型。如连接螺栓可分为两种:一种是刚性连接，即螺栓只受拉力，不受剪力;另一种是柔性连接，即螺栓既受拉力又受剪力。
当钢结构玻璃顶工程中使用的螺栓(或焊钉)型号不统一时，应注意采用适当的螺栓(或焊钉)型号和节点形式，使节点在承受拉力或压力时能发挥较大的承载能力。一般J清况下，对于钢柱与基础间的连接节点，由于基础对钢柱产生水平推力，使其承受较大的拉力，因此在设计中应注意选择合适的连接节点类型。对于钢柱与钢梁、钢梁与楼板、钢框架与墙架之间的连接节点，一般情况下应采用刚接结构形式。
(六)防火设计
钢结构玻璃顶的耐火性能较差，在火灾发生时，钢结构玻璃顶建筑很快会发生严重的变形甚至坍塌，直接影响人们的生命和财产安 全。因此在钢结构玻璃顶建筑设计中，防火设计是一个很重要的环节。钢结构玻璃顶防火设计的原则是“外防外包”，即通过采取防火措施，限制火灾向钢结构玻璃顶建筑内蔓延，保证钢结构玻璃顶建筑内部人员的安 全。
先，要减少钢结构玻璃顶构件与可燃材料直接接触。构件与可燃材料接触，火灾就有可能发生。因此在钢结构玻璃顶中减少与可燃材料接触的部位，如钢材与木材、橡胶、塑料、泡沫等的接触。
其次，要保证钢结构玻璃顶防火系统完整可靠。对容易引起火灾的部位如柱、梁、析架等，应在其适当部位设置防火保护措施。对于有条件使用耐火较高的防火涂料或防火包，则应尽可能将其安装在构件内;对于不能安装在构件内的防火保护措施，如耐火较低的防火涂料等，则应尽量选用不燃材料或采用能满足耐火要求的材料。
(七)防腐设计
钢结构玻璃顶工程施工，要考虑到防腐问题。钢结构玻璃顶在制造、运输、安装过程中，难免会受到各种腐蚀，同时也会受到温度的影响。所以，在钢结构玻璃顶工程设计中，要根据钢结构玻璃顶的实际情况进行防腐处理。在选择材料时，要注意使用环境和用途，选择合适的材料。根据不同的腐蚀环境，在钢结构玻璃顶中设置不同的保护措施。
二、钢结构楼梯主体安装
1吊装
大型钢结构楼梯的结构复杂，其中涉及很多大型构件，这些构件采用人工方式来安装，需投入的人员数量较多，且操作不当易引发安 全事故。所以，钢结构楼梯主体结构的安装施工中，有关人员需做好吊装作业。
施工之前，技术人员应统计待吊装的构件数量、自重等，结合现场情况为每一构件确定Z佳的吊装方案。
为顺利完成吊装任务，应着重做好以下工作。第1，前期准备。技术人员应熟悉设计图纸，从安 全性、技术性等角度确定吊装方案，并与施工人员完成技术交底;检查钢结构楼梯的尺寸、自重等，并选择相应的设备、材料，同时分析后续的吊装需求，做好安 全防护。第2，规范吊装。按照吊装方案中的吊点数量、位置、起吊高度等要求，缓慢起吊。若为自重轻、形状规则的构件，采用单机吊装即可;若为自重大且形状不规则的构件，应双机起吊，且需注意两个设备之间的配合度;一些超长或者超重构件，应合理分段后再吊装，以降低吊装风险。
2焊接
不同构件之间的连接方面，焊接为常见方法。若选择的焊接工艺不合理，将影响构件间的连接效果，不利于提高钢结构楼梯的稳固性与安 全性。就钢结构楼梯的安装施工来看，常用的焊接方法为手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、钨极氢弧焊，每种焊接工艺各有其特点，适用条件也存在显著区别。为保障焊接质量，焊接之前有关人员需充分分析各个因素，选择Z为适宜的焊接技术。无论选择何种焊接方式，焊接之前有关人员需清理焊接区域的灰尘等杂物，为焊接作业创造良好条件。针对钢结构楼梯的焊接，焊材选择也会影响焊接质量。施工人员在焊接前应选择与母材高度匹配的焊材，后续再采用规范的焊接操作，从而保障焊接接头的力学性能。开始焊接后，焊工应检查相关工作是否准备充分，无异常后方可施焊。整个焊接作业期间，除了要严格执行焊接的作业流程、技术规范，焊工还需控制焊接变形，必要时，可采用反变形法或间歇焊接法，以防止应力集中现象，将变形控制在正常范围内。
3高强度螺检连接
部分构件的连接方面，适宜采用高强螺栓来连接。当采用此连接方式时，任务是选择符合要求的高强螺栓，要保障螺栓强度、规格等符合要求，并在螺栓进场后妥善保存。开始连接之前，有关人员需检查高强螺栓是否有腐蚀等情况，严禁使用不符合要求的螺栓。同时，螺栓质量检查合格后，施工人员需清理螺栓表面的杂物，保障其洁净度、摩擦面粗糙度。将螺栓安装在指定位置后，通过扭矩法或转角法紧固螺栓。具体的操作中需注意:要利用标定的扭矩扳手或液压扳手，从接合面中心向外，逐步均匀拧紧螺栓。对于一些关键的连接节点，在连接工作结束后，有关人员还需通过超声波来测试螺栓预紧力是否达标。另外，螺栓连接部位有关人员需观察是否有滑移和松动现象，在发现这些问题后，应立即设置防松垫圈或进行点焊施工。
4防腐与防火处理
为延长钢结构楼梯的使用寿命，在安装施工时也应做好防腐与防火工作。虽钢材具有多种性能，但却容易出现腐蚀和火灾威胁。因此，施工过程中需通过专门的防火和防腐处理来增强钢材的耐用性。在钢结构楼梯的防腐方面，主要需采用涂层保护和金属镀层两种方式。以涂层保护为例，可通过底漆、中间漆、面漆多层涂装方式，选用环氧富锌底漆、聚氨醋面漆等高性能涂料来处理，在构件表层形成一层保护层，起到阻隔与保护作用。一些项目的环境特殊，如海边或化工厂附近的钢结构楼梯施工，在防腐方面有为严苛的技术要求。为提高此情况下钢结构楼梯的防腐能力，施工人员应多次涂刷防腐涂料，或者热喷涂锌铝层。无论采用何种防腐方式，除了要选择性能的防腐材料，还需注意表面处理效果，如涂抹厚度应均匀，并保障涂料与构件表层紧密粘合。对于钢结构楼梯的防火施工，可直接在钢结构楼梯表面涂抹防火涂料或者包覆防火板。防火涂料中存在阻燃剂、发泡剂等成分，面对高温环境时会发生膨胀现象，形成隔热保护层，减小火势。在进行钢结构楼梯的防火施工时，有关人员需选择合适的防火涂料，立足建筑的防火等级和暴露风险，选择符合要求的防火材料。涂抹防火涂料时，施工人员应严格控制涂装厚度，完成多层交错喷涂，此后进行防火性能检测，符合要求后进入后续施工环节。