建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安全施工分析

林恒宇

摘 要：區(qū)別于其他工程項(xiàng)目，鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目不同于工程項(xiàng)目，它具備著良好的應(yīng)用性能，其施工強(qiáng)度較大，環(huán)保性比較高，區(qū)別于普通的磚瓦結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)綜合應(yīng)用效益更高，滿足了高層建筑項(xiàng)目、橋梁軌道項(xiàng)目等的發(fā)展要求，其建筑市場應(yīng)用性比較廣泛。

關(guān)鍵詞：建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全施工

工程結(jié)構(gòu)涉及到多種模式，鋼結(jié)構(gòu)模式是一種應(yīng)用范圍廣泛的結(jié)構(gòu)技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用過程比較復(fù)雜，其需要經(jīng)過一系列的焊接工作，進(jìn)而形成穩(wěn)固的建筑結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)建筑施工中，其建筑結(jié)構(gòu)往往由混凝土結(jié)構(gòu)及磚瓦結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其工程造價(jià)水平比較低，建筑性能較差，對施工環(huán)境的負(fù)面影響性較大。鋼結(jié)構(gòu)的推廣，解決了施工建設(shè)問題，其應(yīng)用空間比較廣泛，但鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用并非是萬能的，其動力負(fù)載水平有限，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到諸多實(shí)際條件的限制。在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，很多企業(yè)選擇了焊接模式，這種焊接技術(shù)的應(yīng)用成本較低，操作程序比較簡單，其應(yīng)用材料比較常見，加工流程比較簡易。其焊接截面工作效益較高，自動化效益高。在建筑工程實(shí)踐中，鋼結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)主要包括電阻焊模式及電弧焊模式。電弧焊技術(shù)體系涵蓋了手動電弧模式、氣體保護(hù)焊模式等。和電阻焊技術(shù)模式相比，電弧焊技術(shù)的應(yīng)用范圍更為廣泛。在薄壁式鋼焊接領(lǐng)域，電阻焊技術(shù)的應(yīng)用效益較高。

為了提升建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，必須進(jìn)行施工各項(xiàng)因素的分析，進(jìn)行各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)因素的考慮，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢的深入性分析。鋼結(jié)構(gòu)由一系列的大柱網(wǎng)構(gòu)成，為了提升鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用效益，必須根據(jù)工程狀況，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置方案的選擇，實(shí)現(xiàn)具體問題具體分析，進(jìn)行設(shè)計(jì)問題的統(tǒng)籌性考慮。在鋼結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)的全面性思考，分析其結(jié)構(gòu)性質(zhì)問題、承重力問題等對建筑物綜合性能的影響。這需要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)剛度狀況、模型狀況的分析，避免出現(xiàn)不合理的結(jié)構(gòu)荷載問題，確保不同柱網(wǎng)間抗側(cè)支撐點(diǎn)的有效性分布，做好鋼結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)及抗衡工作。結(jié)構(gòu)分析在鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)模塊中，需要進(jìn)行線彈性分析法的優(yōu)化應(yīng)用，進(jìn)行有限元軟件的結(jié)合性應(yīng)用，綜合考慮鋼材彈塑性能狀況、幾何非線性狀況等因素，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)承重狀況的充分性考慮。在工程實(shí)踐中，并非所有的鋼結(jié)構(gòu)都適合展開軟件分析，有些鋼結(jié)構(gòu)比較典型，需要進(jìn)行其內(nèi)力狀況及變形狀況的計(jì)算，不能進(jìn)行簡單地計(jì)算及分析，針對有些復(fù)雜性的鋼結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行建模程序的利用，做好細(xì)致性的分析工作，給出詳細(xì)的計(jì)算報(bào)告。這也需要根據(jù)工程判定狀況，進(jìn)行工程項(xiàng)目周期、變形特征、剪力水平等的評估及分析，做好計(jì)算結(jié)果的修正工作，提升鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平。構(gòu)件設(shè)計(jì)及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效益的提升，必須針對軟件截面狀況展開優(yōu)化及驗(yàn)算，以縮減鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用成本，針對比較復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員需要做好各構(gòu)件截面的檢測工作，特別是做好節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)工作，這是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵點(diǎn)。在這個(gè)過程中，需要進(jìn)行等強(qiáng)設(shè)計(jì)及實(shí)際受力狀況的分析，在設(shè)計(jì)過程中，其主要的板塊包括焊接、梁接體、梁腹板等。在節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中，需要做好現(xiàn)場焊接的施工及檢查工作，做好螺栓的安裝工作，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)安裝程序的協(xié)調(diào)，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖展開施工，降低鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度系數(shù)，這需要深入貫徹質(zhì)量安全及優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，用最小的施工成本獲得最佳的應(yīng)用效益。

在工程實(shí)踐中，受到客觀建筑施工條件的影響，鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量問題比較普遍，其影響因素多種多樣，需要具體問題具體分析。在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題分析中，需要多角度進(jìn)行影響狀況的解剖。焊接裂縫的出現(xiàn)與焊接金屬材質(zhì)密切相關(guān)，也與焊縫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況、焊接表層狀況、母材狀況等相關(guān)。如果所選擇的焊接材料出現(xiàn)問題，不利于提高建筑工程的應(yīng)用質(zhì)量，會導(dǎo)致建筑物質(zhì)量不過關(guān)的問題，有可能威脅到使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。如果不能進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程的合理性設(shè)計(jì)，將會嚴(yán)重降低工程運(yùn)作質(zhì)量。比如焊接接縫進(jìn)氣問題，過多氫氣的進(jìn)入，將會導(dǎo)致裂縫延遲問題。如果鋼構(gòu)件長期處于較重的承重壓力，將會導(dǎo)致構(gòu)件彎曲、變形問題，不利于提高工程應(yīng)用質(zhì)量。

基于以上分析，提出以下安全施工措施：（1）鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)工程質(zhì)量的控制：在基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用中，需要進(jìn)行混凝土獨(dú)立柱的使用，確保設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與施工環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)性發(fā)展。在基礎(chǔ)獨(dú)立柱設(shè)計(jì)中，做好螺栓的設(shè)計(jì)工作是必要的，實(shí)現(xiàn)對工程整體施工程序的把控，提升工程的質(zhì)量安全性。在工程設(shè)計(jì)中，如果螺栓間存在較大的間距及偏差，將嚴(yán)重降低工程的施工質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，需要嚴(yán)格遵循施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行施工及設(shè)計(jì)質(zhì)量的控制。（2）模板的制作及安裝：：在鋼結(jié)構(gòu)模板制作過程中，需要取一定程度的鋼板三塊，進(jìn)行螺栓孔位置的確定，做好相關(guān)的開孔工作，實(shí)現(xiàn)鋼板的有效性組裝，利用鋼筋將螺栓焊接為一個(gè)整體，在這個(gè)過程中，需要進(jìn)行不同螺栓間距、偏差等的控制，確保鋼結(jié)構(gòu)模版制作及安裝程序的正常開展。（3）螺栓組的固定：螺栓組的固定工作開展于混凝土澆筑工作前，需要利用經(jīng)緯儀進(jìn)行螺栓組的定位，將鋼筋焊接在柱子主筋上，實(shí)現(xiàn)螺栓鋼筋端與模板的固定，進(jìn)行不同組螺栓間距、偏差狀況的控制，進(jìn)行螺栓絲扣的保護(hù)，避免出現(xiàn)混凝土澆筑安全性問題。（4）適當(dāng)?shù)卦龃筮B梁的剛度，雙排樁門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間協(xié)調(diào)能力能得到提升，然而隨著連梁剛度的增大，雖然使得樁體變形越來越小，但是也導(dǎo)致了后排樁彎矩的增大，因此，不能為達(dá)到減少變形的目的過于增大連梁的剛度。在設(shè)計(jì)過程中，在控制變形的情況下使樁身所受內(nèi)力最小，達(dá)到經(jīng)濟(jì)安全的目標(biāo)。

此外，還要對施工圖進(jìn)行審核。為了提升鋼結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用效益，必須做好鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工工作。在鋼結(jié)構(gòu)安裝中，需要根據(jù)工程圖紙的具體狀況，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)模板的安裝，這需要提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，做好施工圖的核對工作，解決施工中的問題，提升鋼結(jié)構(gòu)的使用規(guī)范性，確保所設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的清晰性，這需要深入落實(shí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的各項(xiàng)要點(diǎn)，認(rèn)真核對施工材料的等級、規(guī)格、型號等，解決工程安裝過程中的問題。

結(jié)語

在鋼結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平及質(zhì)量水平的提高，有利于增強(qiáng)工程的整體發(fā)展質(zhì)量，有利于捍衛(wèi)相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，這需要做好鋼結(jié)構(gòu)的制作及安全工作，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)收環(huán)節(jié)、養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)、維護(hù)環(huán)節(jié)等的協(xié)調(diào)，切實(shí)提高工程運(yùn)作質(zhì)量，這需要實(shí)現(xiàn)技術(shù)管理環(huán)節(jié)、施工環(huán)節(jié)、鋼結(jié)構(gòu)制作環(huán)節(jié)等的協(xié)調(diào)性發(fā)展，切實(shí)提高工程應(yīng)用質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]應(yīng)宏偉，初振環(huán)等.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法研究及工程應(yīng)用[J].巖土力學(xué)，2007，28

[2]徐凱，李俊才等.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用研究[J].建筑科學(xué)2013，13

（作者單位：棲霞市機(jī)關(guān)事務(wù)服務(wù)處）