钢结构的研究、设计、制造、安装、使用的相互关系

钢结构的研究、设计、制造、安装及使用是一个有机的体系，各方面之间存在相辅相成的关系。

    1.使用的需求是钢结构发展的内在动力。钢结构具有工业化程度高、施工速度快等优点，因而更适合于运行节奏快、劳动力价格不断提高的现代社会。钢结构自重轻，因而特别适合于大跨度建筑或活载占比例较小的建筑结构，在这种条件下应用钢结构能充分体现其在经济方面的优越性。钢结构自重轻，有较好的柔性，因而在软土地基或地震区使用钢结构就显得更为合理。也就是说，钢结构的发展有其内在的社会和经济原因。从我国建筑业的现状来看，目前正处在钢结构快速发展的前期，钢结构的使用促进了钢结构的研究、设计、制造和安装技术的发展。

    2.钢结构的研究课题源于工程实践，其目的是要在一定概率意义上确保工程的安全并求得最佳的经济效益。

    目前钢结构的研究主要在以下几个方面进行：

    （1）新型钢结构建筑体系的研究：如轻钢结构体系的研究、网架结构体系的研究等。这是一类综合性的研究，涉及主体结构、节点、配套材料及施工工艺。这些研究成果可直接转换为社会生产力。

    （2）结构计算理论的研究：目前对于一般的钢结构计算问题已有成熟的计算方法。但对于某些特殊结构形态及荷载条件下的结构体系、构件、节点则还要进行深入的分析，这主要是动力问题、非线性问题、稳定问题和疲劳问题的研究。研究的成果用于指导设计规范的编制。

    目前钢结构理论研究的一个主要特点是往往同时伴随着计算软件的研究和开发。这使得研究成果可以直接为设计人员使用。

    （3）结构构件或节点的试验研究：试验研究的作用一是可以验证理论研究结果的正确性，二是可以发现并进一步阐明某些复杂结构的特殊受力现象，从而为理论研究和规范编制提供依据。这对于形态和受力较为复杂的节点研究特别有效，是理论研究不能替代的。

    （4）制造工艺和安装方法的研究：钢结构的建造离不开良好的制造和安装技术。随着钢结构使用条件的变化，新的设计、材料、构造形式层出不穷。为此要进行大量理论和实践的研究工作，从研制新的设备、制定制造和安装工艺标准、直到培训施工技术人员。

    3.钢结构的设计包括选择结构类型和材料：计算结构的强度、刚度和稳定；确定合理的构造形式和具体参数。

    钢结构的设计依据大量的理论研究和试验研究工作；钢结构的设计还必须密切配合制造和安装工艺。

    按国际惯例，钢结构的设计具体可分为技术设计和施工大样图设计两个阶段。技术设计要确定结构的形式和材料、结构各部分截面参数及连接方式。技术设计由专门的设计单位完成。施工大样图设计是在技术设计的指导下，根据加工及安装要求将钢结构分解成单个构件，分别画出其大样图，并注明其加工步骤和工艺要求。这一工作一般由钢结构制造厂的技术人员完成。

    4.钢结构的制造必须遵循设计和相应的规范及技术标准。

    钢结构制造的前期准备包括材料准备和技术准备。制造的工序有校正、放样、下料、切割、钻孔、组装、焊接、整形、表面处理、包装等。每一道工序均有一定的检测方法，并要求达到规定的标准，从而确保钢结构组装的最终质量。

    钢结构的制造除了满足设计要求外，还须满足运输和安装条件。要根据运输条件和安装起吊能力来限定构件的大小和重量；要根据安装方法及防腐蚀处理方法确定节点连接的方式，构造要求及实施步骤。

    5.钢结构的安装包括安装方案的确定、安装实施过程及安装质量的检验。

    安装方案的确立既要考虑结构特征和现有的设备状况，也要考虑安全性。凡是利用结构本身作为安装支托的一定要经设计审核，并要考虑设备安装、使用和拆卸全过程。在选择方案时，经济性和设备的先进性应该兼顾，要从安装工作的实际效率和安全性出发作出适当的选择。

    钢结构的安装应该严格按 规范和有关标准进行，逐个构件逐段地控制质量，一丝不苟地做好安全保障和设备保障。

钢结构安装质量检验主要是确保结构外形的准确和连接的可靠。外形的准确是指整体和局部的误差均应控制在规范许可范围之内。连接的可靠是指螺栓的穿孔率、紧固程度，设计贴合面的密合度，现场焊缝的质量等均应达到规范规定的标准。