時(shí)間：2023-08-03 09:20:03
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關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；縫隙腐蝕；應(yīng)力腐蝕
中圖分類(lèi)號(hào)： TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、工程概況
中國(guó)石油云南石化1000萬(wàn)噸/年煉油項(xiàng)目，設(shè)計(jì)工作范圍包括：甲類(lèi)化學(xué)品庫(kù)、乙類(lèi)化學(xué)品庫(kù)、丙類(lèi)化學(xué)品庫(kù)、油庫(kù)、綜合倉(cāng)庫(kù)、備品備件庫(kù)、機(jī)修車(chē)間、電修車(chē)間、儀修車(chē)間、危廢存放棚。
其相關(guān)材料采用情況如下：鋼筋采用HPB300、HRB335、HRB400。HRB335、HRB400；型鋼、鋼板一般采用Q235-B；高強(qiáng)螺栓：性能等級(jí)為10.9 級(jí)，符合GB/T 1228～1231》或GB/T3632-2008。高強(qiáng)度螺栓最小直徑為M16；普通螺栓：4.6 級(jí)（C 級(jí)）（應(yīng)符合GB/T 5780-2000 標(biāo)準(zhǔn)要求）；地腳螺栓：Q235-B或Q345-B。
防腐涂料采用環(huán)氧富鋅底漆2道共70μm厚，環(huán)氧云鐵中間漆70μm厚一道，高氯化聚乙烯或聚氨酯面漆2~3道共60~100μm，總厚度為室內(nèi)200μm，室外240μm。防腐涂料的使用壽命不低于5年。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造要求必須保證足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和使用年限：本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年。
三、鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)防腐設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕形態(tài)有多種多樣，可以分為均勻腐蝕和局部腐蝕。在局部腐蝕中，又可以細(xì)分多種形態(tài)。均勻腐蝕的腐蝕作用是均勻地發(fā)生在整個(gè)金屬表面上，并在平面上逐步地使金屬腐蝕并降低其各項(xiàng)性能。
1、防止縫隙腐蝕的設(shè)計(jì)
縫隙腐蝕，是一種嚴(yán)重的局部腐蝕。經(jīng)常發(fā)生于金屬表面縫隙中。橋梁結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，金屬孔隙、密封墊片表面、螺絲和鉚釘下的縫隙內(nèi)等，都會(huì)有溶液的積留而引起縫隙腐蝕。并非一定要有縫隙才可以發(fā)生這種腐蝕，它也能因?yàn)樵诮饘俦砻嫔细采w的泥沙、灰塵、臟物等而發(fā)生。幾乎所有的腐蝕性介質(zhì)，包括淡水，都能引起金屬的縫隙腐蝕，而含氯離子的溶液通常是最敏感的介質(zhì)。
為了防止縫隙腐蝕，本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中避免形成縫隙，避免造成容易產(chǎn)生表面沉積的條件。因此，對(duì)接焊比鉚接或螺栓連接要好。容器設(shè)計(jì)上要避免死角和尖角，以便于排除流出液體。墊片采用非吸濕件材料，以免吸水后造成腐蝕條件。此外也可以來(lái)用電化學(xué)保護(hù)的方法來(lái)防止，方法是外加電流。
2、防止應(yīng)力腐蝕方法設(shè)計(jì)
在一定環(huán)境中外加或本身殘余的應(yīng)力，加之腐蝕的作用，導(dǎo)致金屬的早期破裂現(xiàn)象，叫應(yīng)力腐蝕。 金屬應(yīng)力腐蝕破裂只在對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的合金上發(fā)小，純金屬極少產(chǎn)生。合金的化學(xué)成分、金相組織、熱處理對(duì)合金的應(yīng)力腐蝕破裂有很大影響。處于應(yīng)力狀態(tài)下，包括殘余應(yīng)力、組織應(yīng)力、焊接應(yīng)力或工作應(yīng)力在內(nèi)，可以引起應(yīng)力腐蝕破裂。對(duì)于一定的合金來(lái)說(shuō)，要在特定的環(huán)境中才會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。例如不銹鋼在海水中、銅合金在氨水中，碳鋼在硝酸溶液中。
本項(xiàng)目防止應(yīng)力腐蝕破裂的采用的方法是消除一切應(yīng)力或施以壓應(yīng)力，設(shè)備加工或焊接后最好進(jìn)行除應(yīng)力退火，或進(jìn)行噴砂處理造成表面壓應(yīng)力。改變介質(zhì)的腐蝕性，使其完全不腐蝕(添加緩蝕劑)，或者使其轉(zhuǎn)為全面腐蝕，選用耐應(yīng)力腐蝕破裂的金屬材料，使其不能構(gòu)成材料和環(huán)境組合，也可防止應(yīng)力腐蝕破裂。
四、場(chǎng)地土及地下水腐蝕防腐設(shè)計(jì)
建筑物所在區(qū)域場(chǎng)地土及地下水腐蝕等級(jí)分類(lèi)：場(chǎng)地土（地下水位以上）對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性等級(jí)為微腐蝕。本項(xiàng)目對(duì)鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕等級(jí)為微腐蝕。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性等級(jí)（強(qiáng)透水條件下）為中腐蝕。
在長(zhǎng)期浸水條件下，對(duì)鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕等級(jí)為微腐蝕，在干濕交替的條件下，對(duì)鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕等級(jí)為微腐蝕。
在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)對(duì)土層強(qiáng)透水層進(jìn)一步確定，核定鋼筋混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)墊層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及鋼筋混凝土表面防護(hù)措施。
根據(jù)本項(xiàng)目的地下水腐蝕情況，本項(xiàng)目的基礎(chǔ)防腐措施如下：基礎(chǔ)墊層材料采用100mm厚聚合物水泥混凝土；地面以下基礎(chǔ)混凝土表面抹聚合物水泥砂漿，厚度5mm；基礎(chǔ)梁表面抹聚合物水泥砂漿，厚度10mm。
五、施工工藝的防腐設(shè)計(jì)
1、表面處理
采用砂輪機(jī)打磨金屬表面，最后采用棉砂或干凈棕刷擦去灰塵、臟垢等雜物。油污采用清洗劑清洗干凈。緊固螺釘、背角、橫檔死角等部位，采用鋼絲刷雙向來(lái)回多次打磨，清理后表面潔凈無(wú)污。
焊接部位交點(diǎn)應(yīng)作重點(diǎn)處理，用鋼鏟、刮刀、鋼刷、砂輪機(jī)除去焊碴、氧化皮及銹蝕產(chǎn)物，除銹級(jí)別達(dá)到st3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，焊縫處重點(diǎn)處理。
表面處理完畢后，達(dá)到St3級(jí)，驗(yàn)收合格，才能進(jìn)行涂料防腐施工。
焊接修補(bǔ)處要補(bǔ)防腐油漆。
2、防腐涂裝
涂裝前還應(yīng)對(duì)處理過(guò)的表面進(jìn)行清理，除去灰塵雜物。防腐涂料使用前，還應(yīng)做二次抽查，合格后方可涂裝。使用涂料時(shí)，應(yīng)攪拌均勻，對(duì)雙組份涂料要嚴(yán)格按說(shuō)明配比，不能隨意更改。
使用稀釋劑時(shí)，其種類(lèi)和用量應(yīng)符合生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，配制涂料時(shí)，必須用細(xì)銅絲網(wǎng)過(guò)濾，并用涂－4杯測(cè)定粘度后使用。施工溫度、濕度要按說(shuō)明書(shū)要求，如遇雨、霧、大風(fēng)天氣不得進(jìn)行室外施工。
涂層的第一道漆膜表干后，方可進(jìn)行下道涂層施工，涂刷時(shí)層間要縱橫間錯(cuò)，均勻涂刷，每層應(yīng)往復(fù)進(jìn)行。所有深層不得漏涂，涂層表面應(yīng)光滑平整，顏色一致，無(wú)針孔氣泡、流掛，剝落、粉漆、破損等缺陷，結(jié)合力達(dá)二級(jí)以上每道厚度及總干膜厚度應(yīng)完全滿(mǎn)足，該涂料的技術(shù)指標(biāo)。
每道涂層間隔不宜超過(guò)24小時(shí)，最好在第一道漆未干透時(shí)作第二道漆，時(shí)固化已久涂層用砂布打磨后再刷下一道漆。每道工序施工隱蔽前要經(jīng)建設(shè)方質(zhì)檢人員檢查驗(yàn)收后，做到表面潔凈，無(wú)油漆、灰塵、每道漆膜要采用漆膜測(cè)厚儀檢測(cè)干膜厚度是否符合設(shè)計(jì)要求。
施工應(yīng)嚴(yán)格控制各涂層的厚度,厚度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行外觀檢查：涂層應(yīng)光滑平整，顏色一致，無(wú)針孔、汽泡、剝落缺陷。
六、結(jié)論
鋼結(jié)構(gòu)工程的防腐設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)沒(méi)有受到應(yīng)有的重視，一些鋼結(jié)構(gòu)工程在使用半年或一年以后，就會(huì)發(fā)生涂層起泡、返銹、脫落，鋼材受到腐蝕，返修十分困難，造成很大的損失。為了保證鋼結(jié)構(gòu)工程安全使用，不受腐蝕破壞，必須選用性能良好和使用時(shí)間長(zhǎng)的防腐涂裝系統(tǒng)，同時(shí)增加各涂層的厚度，選用高耐腐蝕的涂料，并對(duì)各種腐蝕因素進(jìn)行分析，從而選擇最合理的防腐設(shè)計(jì)方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003，中華人民共和國(guó)建設(shè)部/國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合，中國(guó)計(jì)劃出版社，2003
[2]鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001，中華人民共和國(guó)建設(shè)部/國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合，中國(guó)計(jì)劃出版社，2002
【關(guān)鍵詞】建筑工程；輕鋼結(jié)構(gòu)；防腐；防火
隨著建筑市場(chǎng)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用于各類(lèi)大跨度、多層和高層建筑中，大跨度工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、橋梁、體育場(chǎng)館；超高度鋼與混泥土組合結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化的辦公樓，高聳的電視塔、還有結(jié)構(gòu)復(fù)雜得建筑造型等。
一、鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料，它具有抗震，抗彎等特性。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力，也可以滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)美感造型的需要；還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲，拉伸的缺陷。普通建筑用鋼受熱為300℃ 后，剛體強(qiáng)度開(kāi)始急劇下降； 鋼材料將會(huì)失去穩(wěn)定性的臨界溫度大約為540℃所以鋼材一旦受熱，其諸多力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、彈性模量、抗壓能力以及荷載能力都會(huì)明顯降低。當(dāng)鋼材火燒十幾分鐘后，其力學(xué)性能會(huì)低于建筑工程結(jié)構(gòu)的承載許用應(yīng)力，甚至軟落下來(lái)，就會(huì)發(fā)生重大的事故，造成慘重?fù)p失，此外，鋼結(jié)構(gòu)容易受工業(yè)大氣和海洋大氣的腐蝕，在自然環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)受雨雪、風(fēng)霜、陽(yáng)光、溫度和濕度的影響，大氣中的水分和氧是造成戶(hù)外鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因，易引起電化學(xué)腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)在抗腐蝕以及耐火性等方面的缺陷制約了鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展及運(yùn)用。
二、輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
（一）輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)應(yīng)用要求
要加強(qiáng)建筑的防腐性，就要對(duì)建筑的年限、裝飾等方面提出也要求，對(duì)于不同的環(huán)境，采用的防腐措施也是不一樣的，因此要進(jìn)行一定的說(shuō)明，而且要加強(qiáng)建筑的防腐性能，還要對(duì)施工的環(huán)境進(jìn)行控制，不利于防腐工作的施工環(huán)境會(huì)對(duì)防腐的效果產(chǎn)生較大的影響。一般的防腐措施中，最為基本的就是要對(duì)于需要做防腐處理的結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行清潔，減少污染，加裝適當(dāng)?shù)姆栏牧匣蛘叻栏科岬?。目前針?duì)鋼材腐蝕有很多防腐的措施，都能起到較好的效果，但是這些不同的措施都是針對(duì)某一種特定的腐蝕原理來(lái)采用的，因此，在是實(shí)際的防腐工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的情況選擇合適的防腐措施來(lái)加強(qiáng)建筑的防腐性能。
（二）輕鋼結(jié)構(gòu)的涂層法防腐技術(shù)
這種方法是較為常見(jiàn)的一種防腐方法，而且也是被采用較為廣泛的方法，但是在使用過(guò)程中，不能持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間，優(yōu)點(diǎn)是成本低，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。在對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)采用這種方法進(jìn)行防腐的時(shí)候，一般要經(jīng)過(guò)基層處理和涂層施工這兩個(gè)階段。對(duì)基層進(jìn)行處理，就是要將鋼結(jié)構(gòu)表面的毛刺、污染物、銹跡等清除掉，使輕鋼結(jié)構(gòu)恢復(fù)本色的光澤，這個(gè)步驟對(duì)后面的施工是有影響的，要想達(dá)到最好的防腐效果，要在基層處理的時(shí)候盡可能的徹底。
涂層施工就是給鋼材涂裝一些防腐材料。涂層結(jié)構(gòu)的形式有三種。底漆―中漆―面漆；底漆―面漆；底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用；面漆主要起防腐蝕和防老化作用；中漆的作用于介于底、面漆之間，并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用，取得最佳效果。合理的涂刷方式，對(duì)保證涂裝質(zhì)量、施工進(jìn)度、節(jié)約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、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無(wú)氣噴涂法等。
三、輕鋼結(jié)構(gòu)的防火技術(shù)
輕鋼結(jié)構(gòu)的防火最常用的方法為防火涂料保護(hù)法。
（一）防火涂料的選擇
輕鋼結(jié)構(gòu)的防火涂料主要按燃燒性能特點(diǎn)、噴涂對(duì)象環(huán)境或噴涂厚度的不同分類(lèi)。在這里，只討論根據(jù)其噴涂厚度不同的分類(lèi)，具體性能特點(diǎn)如下。
（1）厚型8―50。缺陷：1厚型防火涂料的涂層厚、有較大的自重、當(dāng)涂料的黏結(jié)力差時(shí)極易剝落。另外，在涂裝施工時(shí)，需要使用金屬絲網(wǎng)加固施工，易造成施工成本的增加和施工周期的延長(zhǎng)；2涂層的表面也較為粗糙，美觀性差；3需養(yǎng)護(hù)水泥基涂料。優(yōu)勢(shì)：1厚型防火涂料具有較高的耐火極限，實(shí)驗(yàn)證明可達(dá)3h；2因其主要組分為無(wú)機(jī)材料，所以具有相對(duì)較好的耐久性。而且，無(wú)機(jī)材料易得、來(lái)源廣、價(jià)格便宜，涂料價(jià)格比其他的低；3涂料遇火后，不會(huì)放出任何損害人體健康的有毒煙氣；涂料運(yùn)輸方便，為袋裝出廠。
（2）薄型4―7。缺陷：1涂料的耐火極限比厚型涂料的低，最高可達(dá)2h；2因其主要組成為有機(jī)材料，耐老化和耐久性較差。涂料遇火時(shí)，可能會(huì)釋放出有害煙氣，需改進(jìn)；3涂料大多用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)，需向室外的產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)。優(yōu)勢(shì)：1薄型防火涂料的涂層薄、自重小、黏結(jié)力好、不易剝落、涂裝施工較為簡(jiǎn)單，無(wú)需金屬絲網(wǎng)加固，干燥較快；2涂層的表面光滑、裝飾性好、可調(diào)配出多種顏色，3單位面積消耗涂料的量少，施工成本低；4涂料的抗震性能與抗撓曲性強(qiáng)。
（3）超薄型≤3。缺陷：1超薄型防火涂料與薄型涂料具有相同的缺陷；2超薄型防火涂料未能應(yīng)用于室外鋼結(jié)構(gòu)，目前無(wú)此類(lèi)產(chǎn)品。優(yōu)勢(shì)：1超薄型防火涂料的涂層更薄，裝飾性更好，可調(diào)配顏色更豐富；2具備薄型涂料的所有優(yōu)點(diǎn)。
（二）基層處理
在噴涂防火涂料前，必須做好基層處理。在輕鋼結(jié)構(gòu)的表面應(yīng)根據(jù)使用要求，做好防銹工作。對(duì)大多數(shù)建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)而言，需要噴涂不與防火涂料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的防銹底漆。另外，如果試驗(yàn)證明選用的防火涂料也具有一定的防銹功能，可不做防銹處理。
（三）涂裝施工
由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)且合格的專(zhuān)業(yè)施工人員進(jìn)行防火涂料的涂裝施工；還需遵循廠家的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行防火涂料的調(diào)配，并及時(shí)攪拌使調(diào)配好的涂料稠度適中，確保在涂料噴涂后不發(fā)生剝落與流淌現(xiàn)象。目前常使用的涂刷方式為噴涂法、手工刷涂法等。
四、耐候鋼的應(yīng)用
建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)采用耐火耐候鋼，可有效做到防腐與防火。因?yàn)槟突鹉秃蜾摼哂袃?yōu)良的耐大氣腐蝕性與防火性。目前在建筑工程中，耐火耐候鋼是使用較多的Q235與Q345鋼的替代鋼種。在力學(xué)性能上，它與普通建筑用鋼具備相差無(wú)幾的焊接性能、屈服強(qiáng)度、抗壓能力等室溫力學(xué)性能。在施工時(shí)，耐火耐候鋼的應(yīng)用可以避免或減少防腐涂料與防火涂料的涂裝，有效地節(jié)約成本，也可以減少涂料的環(huán)境污染。另外，在輕鋼結(jié)構(gòu)中采用耐火耐候鋼，可有效減薄鋼材厚度，能節(jié)約一大部分成本。同時(shí)，耐火耐候鋼自身還具備永久性和自愈性能，也就是說(shuō)此類(lèi)鋼材在在使用過(guò)程中，無(wú)論受到擠壓、表面擦撞或火災(zāi)，都會(huì)保持其耐火耐候性不變，這從根本上做到了建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐及防火工作。
輕鋼結(jié)構(gòu)是我國(guó)建筑工程鋼結(jié)構(gòu)體系中極具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N，具有諸多優(yōu)勢(shì)： 構(gòu)造較為簡(jiǎn)單、重量輕、有效地節(jié)約鋼材與成本、現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)單快速、節(jié)能環(huán)保，材料可以回收、結(jié)構(gòu)抗震性能強(qiáng)等。但因鋼材料自身有著耐腐蝕性差、怕火的缺陷，所以加強(qiáng)對(duì)建筑工程輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐及防火技術(shù)的研究十分必要。做好防腐防火技術(shù)工作，可有效提高輕鋼結(jié)構(gòu)的使用性能，使之有更廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)：
[1]王華勇.探討建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐及防火技術(shù)[J].江西建材，2015，05
關(guān)鍵字：鋼結(jié)構(gòu)；腐蝕；建筑；施工
隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的廣泛應(yīng)用，鋼材在潮濕環(huán)境中的易銹蝕現(xiàn)象，特別是當(dāng)空氣中含有酸堿軟類(lèi)的介質(zhì)時(shí)情況更為嚴(yán)重，腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕，而且局部的銹蝕引起應(yīng)力集中，易導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的提前破壞，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。因此，必須要采取有效的防腐措施，確保建筑結(jié)構(gòu)安全。
一、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的類(lèi)型與機(jī)理
1、大氣腐蝕
鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧氣等的化學(xué)和電化學(xué)作用引起的。大氣中水汽形成金屬表層的電解液層，而空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑，二者與鋼構(gòu)件形成了一個(gè)基本的腐蝕原電池。當(dāng)大氣腐蝕在鋼構(gòu)件表面形成銹層后，腐蝕產(chǎn)物會(huì)影響大氣腐蝕的電極反應(yīng)。
2、局部腐蝕
局部腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的破壞形態(tài)，主要包括電偶腐蝕、縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發(fā)生在鋼結(jié)構(gòu)不同金屬組合或者連接處，其中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度較大，而電位較正的金屬受到保護(hù)，兩種金屬構(gòu)成了腐蝕原電池?？p隙腐蝕主要在鋼結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)件之間、鋼構(gòu)件與非金屬之間存在的表面縫隙處，當(dāng)縫隙寬度窄到可以使得液體在縫內(nèi)停滯時(shí)發(fā)生，鋼結(jié)構(gòu)的縫隙腐蝕最敏感的縫寬為0.025mm～0.1mm。鋼結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的縫隙腐蝕形式有鉚接、襯墊和顆粒沉積等，由于這些連接中的縫隙在工程中是不可避免的，所以鋼結(jié)構(gòu)的縫隙腐蝕也是不可完全避免的，它的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度降低，減少吻合程度。
3、應(yīng)力腐蝕
即在某一特定的介質(zhì)中，鋼結(jié)構(gòu)不受到應(yīng)力作用時(shí)腐蝕甚微，但是受到拉伸應(yīng)力后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間構(gòu)件會(huì)發(fā)生突然斷裂。由于這種應(yīng)力腐蝕斷裂事先沒(méi)有明顯的征兆，所以往往造成災(zāi)難性后果，如橋梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和人員傷亡。
二、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕對(duì)建筑的危害
通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理的分析我們可以看出，鋼鐵腐蝕是一種不均勻的破壞，其表面一旦出現(xiàn)腐蝕坑，由坑底向縱深發(fā)展很快，從而引起應(yīng)力集中，而應(yīng)力集中又會(huì)加速腐蝕過(guò)程，這種循環(huán)的連鎖反應(yīng)是應(yīng)力腐蝕的一種形式。鋼材在這種應(yīng)力腐蝕的作用下抗冷脆性能不斷下降，導(dǎo)致承重構(gòu)件在無(wú)明顯的變形征兆下突然發(fā)生脆性斷裂，造成建筑物倒塌并危及人身安全。結(jié)構(gòu)在沖擊荷載作用下，腐蝕介質(zhì)會(huì)促成鋼材發(fā)生脆性斷裂并影響疲勞強(qiáng)度，危害尤為嚴(yán)重。
在美國(guó)，因腐蝕造成的不安全事故約占整個(gè)不安全事故的31.8％，我國(guó)為25％～30％。腐蝕不僅是安全生產(chǎn)的大敵，同時(shí)也給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)巨大的損失。由日本腐蝕工程學(xué)會(huì)和日本腐蝕控制協(xié)會(huì)共同進(jìn)行的調(diào)查表明：用Uhlig和Hoar兩種方法估算的1997年全日本腐蝕損失分別為39,380億日元和52,580億日元，占當(dāng)年國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)的0.77％和1.02％。若同時(shí)考慮間接損失，整個(gè)腐蝕損失要比用Uhlig方法算得的值高24倍。2004年我國(guó)因腐蝕問(wèn)題損失達(dá)4,000億人民幣，損失鋼材1000多萬(wàn)t。
三、建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的應(yīng)用
1、基本要求
（1）表面處理。表面處理非常重要，應(yīng)清除鋼鐵表面的污物和銹層，尤其是軋制鋼材時(shí)形成的黑氧化皮，它是電化學(xué)腐蝕的陰極，是腐蝕的根源，必須除掉。表面處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到涂裝前鋼材表面預(yù)處理規(guī)范的有關(guān)要求。
（2）材料選擇。表面涂刷專(zhuān)用鋼結(jié)構(gòu)防腐漆，仍是目前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐及網(wǎng)架防腐的主要手段。防腐漆分為底漆、中層漆和面漆，各層油漆均有其特性，形成復(fù)合涂層，提高防腐性能，延長(zhǎng)使用壽命。
（3）涂層厚度。防腐涂料涂裝時(shí)的厚度要適度，涂層要均勻，不可漏涂。
2、防腐涂層考慮因素
主要考慮年限、裝飾要求和維護(hù)等要求，在何種腐蝕性介質(zhì)環(huán)境下應(yīng)用，涂裝施工時(shí)的溫濕度和操作空間等因素。
3、常用方法
（1）改性金屬結(jié)構(gòu)。在鋼材冶煉過(guò)程中增加銅、鉻和鎳等合金元素，使金屬表面形成保護(hù)層。
（2）陰極保護(hù)法。在鋼結(jié)構(gòu)表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結(jié)構(gòu)。
（3）熱浸鋅。將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(zhǎng)，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定，因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。
（4）熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層。是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)效防腐蝕方法。具體做法是先對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用乙炔氧焰將不斷送出的鋁（鋅）絲融化，并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)件表面，以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴涂層(厚度約80～100m)。最后用環(huán)氧樹(shù)脂或丁橡膠漆等涂料填充毛細(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制。大到如葛洲壩的船閘也是用這種方法施工的。
（5）涂層法。涂層法防腐蝕性一般不如長(zhǎng)效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達(dá)50年)。所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對(duì)易于維護(hù)的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。它一次成本低，但用于戶(hù)外時(shí)維護(hù)成本較高。
在這五種防腐方法中，建筑工程最常用的是涂層法。這種方法價(jià)格低廉，選擇范圍廣，適用性強(qiáng)。以下主要介紹涂層法。
4、涂層法
鋼結(jié)構(gòu)的涂層法防腐需經(jīng)過(guò)基層處理和涂層施工兩道工序。
（1）基層處理?；鶎犹幚淼哪康氖乔宄龢?gòu)件表面的毛刺、鐵銹、油污及其他附著物，使構(gòu)件表面露出金屬光澤；基層處理越徹底，附著效果越好?；鶎犹幚淼姆绞接惺止C(jī)械處理、化學(xué)處理、機(jī)械噴射處理等。
（2）涂層施工。涂層結(jié)構(gòu)的形式有三種：① 底漆一中漆一面漆；②底漆一面漆；③底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用；面漆主要起防腐蝕和防老化作用：中漆的作用于介于底、面漆之間，并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用，取得最佳效果。
合理的涂刷方式，對(duì)保證涂裝質(zhì)量、施工進(jìn)度、節(jié)約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、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無(wú)氣噴涂法等。
（3）涂層施工的質(zhì)量控制。首先，涂層法的施工質(zhì)量是否優(yōu)秀，基層處理至關(guān)重要。不同的防腐要求，可采取不同的處理方法；其次，涂層用底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材粘附力強(qiáng)，與面漆結(jié)合性好。面漆則同時(shí)要注意不同涂料間的相容性?；隙?，成膜光澤?？癸L(fēng)化，能保護(hù)底漆不受大氣腐蝕；第三，涂層的施工要在適當(dāng)?shù)臏囟?5～38℃之間)和濕度(相對(duì)濕度不大于85％)及粉塵少的環(huán)境下進(jìn)行。構(gòu)件表面不能有結(jié)露，涂裝后4h之內(nèi)不得淋雨；最后，涂層一般做4～5遍。干漆膜總厚度室外工程為150μm，室內(nèi)工程為125μm，允許偏差為25μm。在海邊或海上或在較強(qiáng)的腐蝕性大氣中，干漆總厚度可為200～220μm。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
隨著我國(guó)科技水平的快速提升，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程得到了極大的發(fā)展，在施工技術(shù)不斷進(jìn)步、完善的同時(shí)，為保證建筑質(zhì)量，在鋼結(jié)構(gòu)工程施工過(guò)程中必須加強(qiáng)每個(gè)單項(xiàng)工程的質(zhì)量控制、嚴(yán)格把控施工進(jìn)度，而工程師應(yīng)把好質(zhì)量關(guān)、加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，由此才能保證鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的施工質(zhì)量。
一、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1、方案設(shè)計(jì)
在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了要考慮建筑的使用功能以及施工工藝性能外，還必須因地制宜，對(duì)方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。對(duì)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)而言，建筑承受的主要載荷是以風(fēng)載及地震作用為主，這與以承受豎向載荷為主的一般建筑物不同，其設(shè)計(jì)的一個(gè)主要目的就是要減少側(cè)移，防止出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，避免在建筑中出現(xiàn)薄弱層面及薄弱環(huán)節(jié)。高層建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)還需要考慮到建筑物的高度。
2、構(gòu)件設(shè)計(jì)
對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，除了按照必要的規(guī)范及規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)之外，還必須做到以下幾點(diǎn)。
結(jié)合具體工程的實(shí)際情況對(duì)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行創(chuàng)新，采用新的連接方式，形成新的連接方法與高效截面。
對(duì)結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算要達(dá)到相當(dāng)?shù)目煽啃缘目紤]。在進(jìn)行電算之后還應(yīng)該根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，必要時(shí)還可以采用手算的方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行校核，保證將誤差控制
至最低，可靠性達(dá)到最高。
對(duì)于計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)（這可以通過(guò)實(shí)際測(cè)算并結(jié)合結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)進(jìn)行估算），對(duì)一些重要構(gòu)件的截面以及節(jié)點(diǎn)間連接的承載力進(jìn)行必要的調(diào)整。
根據(jù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)。例如，在施工中，設(shè)備的吊裝能力較大時(shí)，進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)可以盡可能地?cái)U(kuò)大拼裝結(jié)構(gòu)的規(guī)模，這樣可以大大地加快安裝速度，實(shí)現(xiàn)綜合經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
二、高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)體系
對(duì)于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)定，一般認(rèn)為建筑總高度超過(guò)24m為高層建筑，建筑總高度超過(guò)60m為超高層建筑。
對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類(lèi)：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框―筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。
高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)S或SS）。
東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架―剪力墻或框―筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟(jì)合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔(dān)了大部分的風(fēng)載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且滿(mǎn)足玻璃幕墻的外裝飾要求。
三、鋼結(jié)構(gòu)施工前的準(zhǔn)備
鋼結(jié)構(gòu)施工具有其特有的復(fù)雜性，更由于高層建筑的重要級(jí)別，可以說(shuō)高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工是不可逆的，因此，在施工前要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)做好準(zhǔn)備工作，主要包括兩方面內(nèi)容，一是吊裝準(zhǔn)備，二是施工現(xiàn)場(chǎng)和技術(shù)的準(zhǔn)備。
吊裝準(zhǔn)備主要涉及的問(wèn)題就是吊裝設(shè)備的選擇，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的最大起重量和材料種類(lèi)等進(jìn)行選擇。目前，高層建筑常采用的是塔式起重機(jī)，需要合理設(shè)計(jì)吊機(jī)的起重量、起重力矩以及半徑值。另外現(xiàn)場(chǎng)條件，材料的布置等對(duì)塔吊的影響也需綜合考慮。
施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，主要包括鋼構(gòu)件及其配套零部件和連接件的驗(yàn)收、丈量器具以及測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)備、構(gòu)件的運(yùn)輸、基礎(chǔ)的復(fù)測(cè)、構(gòu)件的堆放、設(shè)備工具材料的安裝和施工力量的組織等。為了確保鋼結(jié)構(gòu)工程的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量，要編制嚴(yán)密的鋼結(jié)構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)方案，以及繪制施工圖紙。在施工圖的繪制過(guò)程中，要進(jìn)行多次會(huì)審，盡量避免開(kāi)工后因圖紙問(wèn)題引發(fā)停工，或是工程質(zhì)量、進(jìn)度受影響的現(xiàn)象。施工組織設(shè)計(jì)的完善程度是影響工程質(zhì)量的重要部分，尤其對(duì)于構(gòu)件和設(shè)備較多的鋼結(jié)構(gòu)工程，要明確質(zhì)量保證體系和技術(shù)管理體系的權(quán)責(zé)，對(duì)于特殊工種要有培訓(xùn)合格證和上崗證，應(yīng)積極采用新工藝新技術(shù)，對(duì)于工程的質(zhì)量和進(jìn)度要有相應(yīng)的控制措施和方法，要進(jìn)行合理的工期安排。
四、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用
1、鋼布局根底工程的質(zhì)量操控
鋼布局工程的根底通常都選用混凝土獨(dú)立根底，根底的混凝土及鋼筋、模板的施工與其它非鋼布局工程的施工工序及辦法一樣，這里不予臚陳。和鋼布局廠房有關(guān)的常見(jiàn)問(wèn)題有錨栓不鉛直、根底施工后預(yù)埋錨栓水平差錯(cuò)偏大，鋼柱裝置時(shí)柱腳底板很多擴(kuò)孔，因此給鋼柱裝置帶來(lái)差錯(cuò)，布局受力受到影響，不契合施工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)需求。所以錨栓施工時(shí)，可選用粗鋼筋或角鋼等固定錨栓，焊成籠狀，完善支撐；或采用其他辦法，防止灌溉根底混凝土?xí)r錨栓移位。
2、選用科學(xué)的鋼布局焊接技能
有些工程焊接的難度相對(duì)較大，比如，建筑物的布局為雙曲面布局，而且整個(gè)建筑物設(shè)計(jì)了較多的斜柱以及斜撐，再加上鋼板相對(duì)較厚，這種建筑物布局相對(duì)復(fù)雜，需要很多的立焊與斜立焊操作，施工進(jìn)程以及防護(hù)工作難度較大，關(guān)于這種建筑物，需選用合適的焊接技能。有些建筑物不只焊接量較大，而且工期相對(duì)急迫，關(guān)于這類(lèi)工程，可以選用二氧化碳?xì)怏w維護(hù)半自動(dòng)焊，這樣能夠加速工程焊接的速度，為節(jié)省施工時(shí)間。
3、防火工程
防火工程也是鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中需要注意的一大環(huán)節(jié)。在選擇鋼材的時(shí)候就應(yīng)該選擇絕熱性好的鋼材，防火涂料選擇國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的材料。在物理性質(zhì)、力學(xué)、耐火極限上都要有檢測(cè)報(bào)告。鋼結(jié)構(gòu)主要是運(yùn)用噴涂的方式進(jìn)行防火。噴涂的方式有一定的參數(shù)，不過(guò)可以根據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)的控制，施工時(shí)間間隔18-24h，施工環(huán)境溫度控制在0~40℃，基材溫度為4~45℃，濕度小于90%，風(fēng)速小于5m/s.防火工程噴涂對(duì)技術(shù)精細(xì)要求比較高，不僅噴涂的環(huán)境參數(shù)要得到控制，噴涂時(shí)的氣壓、噴距、噴槍速度等也要根據(jù)實(shí)際情況制定最優(yōu)的參數(shù)。
4、防腐工程
鋼結(jié)構(gòu)的防腐特性較弱，當(dāng)大氣濕度超過(guò)70%時(shí)，會(huì)產(chǎn)生銹蝕。所以在鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中要做好防腐工程。先要確定鋼材的除銹質(zhì)量和等級(jí)，表面粗糙度等，再在鋼材表面進(jìn)行涂層設(shè)計(jì)和涂層施工：①在結(jié)構(gòu)表面現(xiàn)澆一定厚度的混凝土進(jìn)行覆蓋，或者噴涂水泥砂漿層。②在表面涂一層保護(hù)性的金屬鍍金，比如鍍鋅是鋼結(jié)構(gòu)中較小構(gòu)件防腐的常用方法，主要分為熱浸鍍法和噴鍍法。③涂一層油漆進(jìn)行防護(hù)。
5、高強(qiáng)度螺栓安裝
高強(qiáng)度螺栓是鋼結(jié)構(gòu)中重要的連接設(shè)備。安裝與檢測(cè)是施工過(guò)程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。扭剪型高強(qiáng)度螺栓在供貨、裝運(yùn)、保管過(guò)程中應(yīng)輕裝輕放，防止螺栓損傷與沾污。安裝時(shí)要確保穿孔的自由通過(guò)，嚴(yán)禁錘擊穿孔，穿孔方向要保持一致，墊圈位于螺母一側(cè)，確保高強(qiáng)度螺栓連接板接觸面的平整。在梁柱連接板安裝時(shí)，采用在兩端面4顆螺栓一起穿入，進(jìn)行初擰。同一節(jié)柱上梁的高強(qiáng)度螺栓的擰緊順序?yàn)橄葦Q上層梁，再擰下層梁，最后擰中間層梁；同一層梁的高強(qiáng)螺栓擰緊順序?yàn)橄葦Q主梁高強(qiáng)度螺栓，后擰次梁高強(qiáng)度螺栓；同一節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)度螺栓初、終擰的順序?yàn)閺闹行南蛩闹軘U(kuò)散。對(duì)有些因構(gòu)造原因無(wú)法使用電動(dòng)扳手的部位，如樓梯柱、方管支撐等，采用長(zhǎng)柄測(cè)力扳手，按規(guī)定終擰扭矩進(jìn)行緊固。工序的最后對(duì)各層梁柱的連接處進(jìn)行檢查，逐一將未終擰的螺栓分別進(jìn)行處理。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；
中圖分類(lèi)號(hào)： TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
鋼結(jié)構(gòu)工程量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量要求高，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好的特點(diǎn)，因此，在建筑工程中被廣泛的使用。當(dāng)前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑己經(jīng)工業(yè)化、商品化，特別是在高層建筑的運(yùn)用中有一定的歷史。
1、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
1.1、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
（1）材質(zhì)均勻，可靠性高。鋼材的組織比較均勻，近似于各向同性均勻質(zhì)體。鋼材通常是由鋼廠生產(chǎn)的，對(duì)質(zhì)量有著嚴(yán)格的控制，因此質(zhì)量比較穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能與當(dāng)前采用的理論計(jì)算結(jié)果符合，所以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)可靠性較高。
（2）強(qiáng)度高，重量輕。鋼材強(qiáng)度比較高，彈性模量也很高，所以鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件小而輕。目前有種類(lèi)比較多的強(qiáng)度等級(jí)的鋼材，即便是強(qiáng)度相對(duì)較低的鋼材，它的密度與強(qiáng)度的比值通常也會(huì)比混凝土和木材小，進(jìn)而在同一受力情況下，鋼結(jié)構(gòu)自重小，能夠應(yīng)用在跨度較大的結(jié)構(gòu)中。由于桿件小，所占空間少，亦便于運(yùn)輸和安裝。
（3）塑性和韌性好。鋼結(jié)構(gòu)的抗壓和抗拉強(qiáng)度一致，韌性和塑性都非常好，比較適合動(dòng)力荷載和承受沖擊，抗震性能非常好。
（4）有利于機(jī)械化制造。鋼結(jié)構(gòu)是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)，它是由軋制型材和鋼板在工廠所制，有利于機(jī)械化制造，同時(shí)有著生產(chǎn)速度快、效率高的特點(diǎn)，質(zhì)量有保證。
（5）耐熱性能較好。結(jié)構(gòu)表面的通常在溫度在 200℃范圍之內(nèi)時(shí)，鋼材強(qiáng)度變化不大，所以比較適合使用在熱車(chē)間。但要注意的是，結(jié)構(gòu)表面若是長(zhǎng)期受輻射熱，當(dāng)達(dá)到150℃的時(shí)候，就應(yīng)該選用隔熱板進(jìn)行保護(hù)。
1.2、鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
（1）耐火性比較差。當(dāng)鋼材的表面溫度達(dá)到 300~400℃的范圍值時(shí)，它的強(qiáng)度和彈性模量就會(huì)發(fā)生明顯的降低，當(dāng)達(dá)到600℃的時(shí)候?qū)⒔陆档搅?。如果有著比較高的耐火要求時(shí)，需要選擇相對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，例如在構(gòu)件表面噴涂一層隔熱材料和化學(xué)助劑等的防火涂料，或在鋼結(jié)構(gòu)外面包混凝土或其他防火板材，進(jìn)而提高耐火等級(jí)。
（2）耐銹蝕性較差。這一點(diǎn)表現(xiàn)比較明顯的是在潮濕或者有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，鋼材非常容易銹蝕，因此，一定要定期進(jìn)行維護(hù)。
2、鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析
2.1、鋼材加工要點(diǎn)
2.1.1、鋼柱拼接應(yīng)注意的事項(xiàng)
建筑樓層過(guò)高時(shí)要對(duì)鋼柱的標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確控制，對(duì)鋼柱加工誤差要盡量控制在最小范圍。所以鋼柱的切割、焊接、組對(duì)就尤其重要。鋼柱拼接要注意一下幾點(diǎn)。
（1）針對(duì)焊接要求使用正確的焊接方式，比如在安裝十字柱柱腳螺栓時(shí)為了保證混凝土和鋼柱的結(jié)合強(qiáng)度，最好摒棄手工焊接的方式，而采用專(zhuān)門(mén)的栓釘焊槍進(jìn)行焊接。
（2）在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行螺栓固定能夠加快鋼柱安裝拼裝速度，還能減少拼裝誤差。所以在加工時(shí)提前把中間鋼柱的兩端點(diǎn)焊做好定位和鉆孔，等到現(xiàn)場(chǎng)再拼裝。
2.1.2、焊接
焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工的重要工序，能夠?qū)こ痰墓て?、質(zhì)量、成本產(chǎn)生重大影響。所以焊接方法一定要結(jié)合工程特點(diǎn)和鋼材特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇和搭配。
（1）手工電弧焊手工電弧焊是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單的電焊方式，能夠適合很多焊接位置，但是焊接效率低、質(zhì)量差。所以在鋼結(jié)構(gòu)焊接中一般用于焊縫打底。焊接中要根據(jù)不同材質(zhì)的母材進(jìn)行不同材質(zhì)的焊條選擇。比如強(qiáng)度較低、抗拉力較低的母材或者結(jié)構(gòu)韌性要求較高時(shí)可以選用塑性和韌性較好、含氫量低、抗裂性好的堿性焊條?；】幽軌蚴购缚p處產(chǎn)生縮孔、應(yīng)力集中，還影響美觀，所以焊縫收尾在保持正常熔池溫度的同時(shí)填滿(mǎn)弧坑，主要有畫(huà)圈收尾、反復(fù)斷弧收尾、回焊收尾三種方法。
（2）自動(dòng)埋弧焊焊劑熱法或焊劑—銅熱法埋弧自動(dòng)焊對(duì)焊絲和焊劑的要求較高，所以焊絲和焊劑的選擇一定要符合《鋼結(jié)構(gòu)高層建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》。自動(dòng)埋焊弧的方法有單面焊和雙面焊兩種。手工焊封底埋弧在無(wú)法使用襯熱焊縫時(shí)，可以先用手工焊進(jìn)行封底，再用埋弧焊。
（3）CO2氣體保護(hù)焊以 CO2作為保護(hù)氣體來(lái)融化金屬是焊接中一種常用的方式。主要分為平焊和橫焊。
（4）電渣焊電渣焊適用于中碳鋼和中高強(qiáng)度碳鋼結(jié)構(gòu)豎向?qū)雍附?。焊接時(shí)要隨時(shí)檢查焊件的熾熱狀態(tài)，滿(mǎn)足 800℃以上的熔合熱度。
2.2、螺栓連接
螺栓連接分為高強(qiáng)螺栓和普通螺栓.高強(qiáng)度螺栓是將螺帽擰緊，利用螺桿的預(yù)拉力壓緊構(gòu)件接觸面。高強(qiáng)度螺栓變形小、抗剪變形大，適用于靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中。不得作為臨時(shí)安置螺栓，應(yīng)該在初期就有相應(yīng)的安置.高強(qiáng)度螺栓應(yīng)該自由穿入，不得敲打和擴(kuò)孔，擰完進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)欠擰、超擰的情況進(jìn)行補(bǔ)擰或替換。普通螺栓分為精制和粗制兩種。精制螺栓精度和成本都比粗制高，但是抗拉力和抗剪力都會(huì)增強(qiáng)。普通螺栓不能使用氣割擴(kuò)孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個(gè)螺距。
2.3、吊裝
吊裝是鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其速度和質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)施工工程的質(zhì)量。它主要包括鋼柱的吊裝和鋼梁的吊裝。具體來(lái)講，鋼柱是決定建筑物層高和總高度的主要豎向構(gòu)件。鋼柱的吊裝首先要?jiǎng)澐值跹b作業(yè)區(qū)域，其吊裝順序?yàn)閺恼w的框架梁柱結(jié)構(gòu)到樓板結(jié)構(gòu)，從主梁到次梁。吊裝前，在在預(yù)埋的地腳螺栓上加上保護(hù)套防止絲牙被碰壞。在吊裝第一節(jié)鋼柱時(shí)，要注意吊點(diǎn)的選擇。吊點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)該在柱連接耳板螺旋孔，并且將墊板以及鋼楔校正好。當(dāng)鋼柱吊起后將M22大六角高清螺栓擰緊，再調(diào)節(jié)標(biāo)高，誤差不能超過(guò)6mm調(diào)整上下柱接頭錯(cuò)邊。在實(shí)行鋼梁的吊裝前，要先檢查標(biāo)高和柱子的間距。為保證施工人員的安全，須在吊裝主梁之前，裝好扶手桿和繩。并根據(jù)鋼梁的跨度選擇吊點(diǎn)。鋼梁吊起后進(jìn)行安裝，焊縫收縮量在2-3mm之間，并及時(shí)檢查柱垂直度、傾斜度，保證構(gòu)件位置準(zhǔn)確。
2.4、防火工程
防火工程也是鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中需要注意的一大環(huán)節(jié)。在選擇鋼材的時(shí)候就應(yīng)該選擇絕熱性好的鋼材，防火涂料選擇國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的材料。在物理性質(zhì)、力學(xué)、耐火極限上都有一定的檢測(cè)報(bào)告.
鋼結(jié)構(gòu)主要是運(yùn)用噴涂的方式進(jìn)行防火。噴涂的方式有一定的參數(shù)，不過(guò)可以根據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)的控制，施工時(shí)間間隔18-24h，施工環(huán)境溫度控制在0~40℃，基材溫度為4~45℃濕度小于90%，風(fēng)速小于5m/s.防火工程噴涂對(duì)技術(shù)精細(xì)要求比較高，噴涂的環(huán)境參數(shù)不僅要得到控制，噴涂時(shí)的氣壓、噴距、噴槍速度等也要根據(jù)實(shí)際情況制定最優(yōu)的參數(shù)。
2.5、防腐工程
鋼結(jié)構(gòu)的防腐特性較弱，當(dāng)大氣濕度超過(guò)70%時(shí)，會(huì)產(chǎn)生銹蝕。所以在鋼結(jié)構(gòu)的施工工程中要做好防腐工程。先要確定鋼材的除銹質(zhì)量和等級(jí)，表面粗糙度等，再在鋼材表面進(jìn)行涂層設(shè)計(jì)和涂層施工.①在結(jié)構(gòu)表面現(xiàn)澆一定厚度的混凝土進(jìn)行視蓋，或者噴涂水泥砂漿層。②在表面涂一層保護(hù)性的金屬鍍金，比如鍍鋅是鋼結(jié)構(gòu)中較小構(gòu)件防腐的常用方法.主要分為熱浸鍍法和噴鍍法。③用涂一層油漆進(jìn)行防護(hù)。
3、高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中的安全施工問(wèn)題
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工是一項(xiàng)非常危險(xiǎn)的作業(yè)，它有著比較多的施工主體，并且大部分的作業(yè)都是要在懸空或高空中進(jìn)行的，所以在施工中有著很多的不確定因素，一不注意就有可能致使發(fā)生安全事故。因此在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中，應(yīng)重視施工安全，將具體細(xì)化安全責(zé)任，并貫徹落實(shí)到具體的個(gè)人。除此以外，在施工前要做好各項(xiàng)安全防范措施，在施工過(guò)程中將各項(xiàng)作業(yè)的安全性控制好，進(jìn)而避免發(fā)生將安全事故。
結(jié)語(yǔ)
總而言之，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系是一項(xiàng)多樣化和復(fù)雜系統(tǒng)工程，因此，在施工前必須制定周密，詳細(xì)的施工組織方案和施工計(jì)劃。當(dāng)前，我們要重視鋼結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不斷地完善改進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)而提升我國(guó)的建筑業(yè)整體水平。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：大跨度建筑；鋼結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TS958文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
大跨度建筑一般指的是擁有橫向跨越至少在60m以上的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，這一類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)通常被使用在民用建筑中的電影院、體育場(chǎng)、展覽館、大會(huì)堂、航空港以及工業(yè)建筑中的飛機(jī)裝配車(chē)間、飛機(jī)庫(kù)和其他大跨度廠房等等。在當(dāng)前階段，大跨度建筑的而應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，究其原因是因?yàn)樯鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的需求在不斷進(jìn)步，要求建筑物擁有更加高大和寬廣的空間供人們使用，另一方面，隨著時(shí)代的進(jìn)步，新的施工技術(shù)、施工材料以及施工結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，滿(mǎn)足了大跨度建筑建造的要求，促進(jìn)了大跨度建筑的不斷進(jìn)步。例如我國(guó)于2008年修建的著名建筑物“鳥(niǎo)巢”，其中就使用了大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建筑形式，將中國(guó)傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代建筑技術(shù)形成了完美的融合。在我國(guó)的現(xiàn)行的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003中就規(guī)定，將跨度等于或者大于60m的鋼制的平面桁架、鋼架、拱架、以及空間網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、索膜等結(jié)構(gòu)的屋蓋結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為大跨鋼結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，大跨鋼結(jié)構(gòu)不僅適用于屋蓋結(jié)構(gòu)，還適用于樓層、墻體等結(jié)構(gòu)，越來(lái)越多的汽車(chē)、機(jī)械、化工等行業(yè)的企業(yè)廠房建筑都已經(jīng)開(kāi)始使用大跨鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1、大跨鋼結(jié)構(gòu)的分類(lèi)和主要構(gòu)造
由于大跨鋼建筑結(jié)構(gòu)使用的材料剛性差異以及結(jié)構(gòu)組合方式的不同，大跨鋼結(jié)構(gòu)的建筑類(lèi)型通常可以分為三種，分別是剛性結(jié)構(gòu)、柔型結(jié)構(gòu)和雜交結(jié)構(gòu)。其中剛性結(jié)構(gòu)主要指的是由鋼桿件、鋼梁或者鋼鉗架組成的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，剛性結(jié)構(gòu)又可以分為空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)兩種?？梢员环Q(chēng)為剛性大跨度結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)一般包含有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和空間精架結(jié)構(gòu)三種；柔型結(jié)構(gòu)則指的是結(jié)構(gòu)剛度小、柔性大、幾何非線性因素在設(shè)計(jì)分析時(shí)影響較大而必須予以考慮的結(jié)構(gòu)。柔性結(jié)構(gòu)根據(jù)受力情況的不同，又可以分為豎直柔性結(jié)構(gòu)、水平柔性結(jié)構(gòu)和空間柔性結(jié)構(gòu)三種。使用柔性大跨鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型主要包括索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)和張拉集成結(jié)構(gòu)等等；最后，雜交結(jié)構(gòu)則指的是既包含了剛性結(jié)構(gòu)、又包含了柔性結(jié)構(gòu)，綜合組成的結(jié)構(gòu)。雜交結(jié)構(gòu)可以通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的大跨鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變而獲得，例如拉索網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、拉索網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、拱索結(jié)構(gòu)等等。本文主要討論分析的還是以剛性結(jié)構(gòu)和柔型結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型為主。
2、大跨鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1大跨鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算
根據(jù)大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑的受力模式來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑承受的荷載類(lèi)型包含永久性荷載、可變性荷載、偶然性荷載三種。其中承受永久性荷載的大跨度結(jié)構(gòu)包括建筑屋蓋和建筑屋面覆蓋材料。因此，對(duì)于屋面永久性荷載的計(jì)算需要采用經(jīng)驗(yàn)公式或者直接由計(jì)算機(jī)代入執(zhí)行。建筑屋面覆蓋材料則主要包括屋面板、層屋保溫層、找坡層以及防水層等，有的建筑物還會(huì)裝有吊頂、設(shè)備管道接口等結(jié)構(gòu)，因此屋面覆蓋物受力情況的計(jì)算應(yīng)該綜合建筑建造的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，綜合考量屋面的受力情況；作用于大跨度結(jié)構(gòu)建筑上的可變荷載包含屋面活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、溫度作用以及支座位移產(chǎn)生的荷載效應(yīng)等等，因此對(duì)于屋面承受可變性荷載的計(jì)算應(yīng)該采用國(guó)家規(guī)定的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行確定，對(duì)于計(jì)算出的結(jié)果如果大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，則應(yīng)該按照建筑工程的實(shí)際荷載進(jìn)行設(shè)計(jì)；建筑物承受的偶然荷載則指的是地震等突然性災(zāi)害對(duì)建筑物的受力荷載，偶然荷載的大小既和結(jié)構(gòu)的固有震動(dòng)特性有關(guān)，也和地震發(fā)生時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的特性有關(guān)，因此在計(jì)算大跨鋼結(jié)構(gòu)的偶然荷載時(shí)，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別考慮水平地震作用，采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于某些較為規(guī)則的網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)還可以采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，特別重要或者結(jié)構(gòu)類(lèi)型較為復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)就要采用時(shí)程分析法進(jìn)行計(jì)算結(jié)果的補(bǔ)充。
對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行荷載計(jì)算時(shí)，一定要重視建筑整體結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作，綜合考慮建筑物的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、施工工藝、工程資金投入等各個(gè)方面的因素，建立科學(xué)的計(jì)算模型，使用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，使其與建筑物的實(shí)際設(shè)計(jì)情況相結(jié)合，提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
2.2建立與工程實(shí)際相符合的設(shè)計(jì)模型
大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)工程受力荷載的結(jié)算結(jié)果，建立與建筑工程實(shí)際情況相符合的工程模型。在大跨鋼結(jié)構(gòu)模型的建造過(guò)程中，注意不能隨便對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，應(yīng)該根據(jù)計(jì)算結(jié)果的最大可能性選擇與大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程實(shí)際情況相符合的設(shè)計(jì)模型。大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計(jì)的模型除了受力計(jì)算結(jié)果，還應(yīng)該包含建筑工程使用的材料類(lèi)型、結(jié)構(gòu)類(lèi)型等項(xiàng)目。對(duì)于大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)方案，一定要盡可能的進(jìn)行優(yōu)化，充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全的設(shè)計(jì)理念，達(dá)到有效節(jié)約原材料、降低工程造價(jià)、提高工程質(zhì)量和效益的目的。
2.3注意大跨鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜的情況。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的受力情況、建筑工程要求以及構(gòu)件截面形式和連接方法等因素來(lái)確定相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式。
2.4注意大跨剛結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是大跨鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的最好體現(xiàn)，是每一項(xiàng)建筑工程設(shè)計(jì)施工時(shí)候都要主要的目標(biāo)和施工因素，在大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該尤其注意這一點(diǎn)。應(yīng)該把結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)始終貫穿在大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程整體設(shè)計(jì)過(guò)程之中，綜合各個(gè)方面的因素，充分考慮到工程整體和工程局部的穩(wěn)定型設(shè)計(jì)，保證大跨鋼結(jié)構(gòu)工程最終具有堅(jiān)實(shí)的穩(wěn)定性，保證大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
2.5嚴(yán)格控制大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的剛度
積年的大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的修建已經(jīng)表明，大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的強(qiáng)度條件和穩(wěn)定條件并不能決定鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面剛度，最終決定截面剛度的還是大跨鋼結(jié)構(gòu)的整體剛度條件。因此，在大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該充分的考慮工程整體的剛度，嚴(yán)格控制工程剛度的大小。
2.6做好工程的防火、防腐設(shè)計(jì)
由于大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的材料構(gòu)成大多是鋼材，而鋼材的耐火型以及耐腐蝕性都比較差，因此必須做好大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的防火和防腐工程的設(shè)計(jì)。可以根據(jù)大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的實(shí)際使用功能、工程整體投入資金的金額大小來(lái)選擇適合當(dāng)前工程的防火、防腐處理措施，值得注意的是，大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的防火防腐設(shè)計(jì)一定要比普通的鋼結(jié)構(gòu)工程要求更高，其原因是大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程通常被用于大型聚會(huì)、展覽等功能，人數(shù)遠(yuǎn)比普通的建筑工程要多。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)于建筑工程的要求越來(lái)越高，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍必將越來(lái)越廣泛，大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)也將越來(lái)越得到發(fā)展和改善。對(duì)此，建筑企業(yè)應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注市場(chǎng)的變化，不斷學(xué)習(xí)新的大跨鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，保證大跨鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量越來(lái)越好，進(jìn)而促進(jìn)大跨鋼結(jié)構(gòu)工程整體的質(zhì)量越來(lái)越好，滿(mǎn)足人們的需求，收獲豐富的經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)秀的建筑企業(yè)形象。
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