建筑钢结构施工技术及质量控制

关键词:钢结构施工技术质量控制 

　　1.高层建筑钢结构优点 

　　1.1 钢材料强度高、重量轻，降低基础工程造价 

　　高层建筑下部结构承受较大的自身重力，对建筑材料要求较高。钢材与其他建筑材料相比，钢材的密度与屈服点的比值最小。荷载和约束条件相同的情况下，采用钢结构自重通常较小。当跨度和荷载相同时，钢屋架的重量只有钢筋混凝土的1/4-1/3。由于重量轻，便于运输和安装，因此，钢结构特别适用于高层钢结构建筑。 

　　1.2 钢材料材质均匀，可靠性高 

　　高层建筑钢结构由于受多种荷载的作用，受力计算较为复杂。而钢材内部组织均匀，接近匀质体，各个方向的物理力学性能基本相同，接近各向同性体;且在一定的应力范围内，处于理想弹性工作状态，符合工程力学所采用的基本假定。因此，钢结构的计算方法可根据力学原理进行，计算结果较准确、可靠。 

　　1.3 钢结构延性好，具有优越抗的震性能 

　　高层建筑的抗震设计是一个重要的课题，普通建筑材料由于物理力学性能不足，往往难以满足抗震要求。而在地震作用下，钢结构因为具有良好的延性，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，具有抵抗强烈地震的变形能力。1976年我国唐山地震、1985年墨西哥地震和1995年日本阪神地震，钢结构房屋的破坏率和破坏程度均远低于其他结构类型房屋建筑。 

　　1.4 工业化程度高，施工速度快 

　　钢结构构件在工厂制成，能成批大量生产，便于机械化制造，生产效率高，速度快，且成品精确度较高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。采用工厂制造，工地安装的施工方法，可缩短建设周期、降低工程造价、提高经济效益。钢结构的施工速度常可快于钢筋混凝土结构约20%-30%，一般钢结构高楼，每4天完成一层。 

　　1.5 钢材具有可焊接性 

　　高层建筑往往造型更为复杂，复杂结构体系较多。由于钢材具有可焊接性，使钢结构连接大为简化，可满足制造各种复杂结构形状的需要，给高层建筑的设计和施工带来了巨大的方便。 

　　2.钢结构工程主要施工技术 

　　2.1钢结构施工技术 

　　2.1.1钢结构安装 

　　多层与高层钢结构工程施工中，钢构件在加工厂制作，现场安装，工期较短，机械化程度高，采用的机具设备较多。在多层与高层钢结构安装旌工中，由于建筑较高、大，吊装机械多以塔式起重机、履带式起重机、汽车式起重机为主。多层与高层钢结构吊装，在分片分区的基础上，多采用综合吊装法，其吊装程序一般是:平面从中间或某一对称节间开始，以一个节间的柱网为一个吊装单元，按钢柱→钢梁→支撑顺序吊装，并向四周扩展，垂直方向由下至上组成稳定结构后，分层安装次要结构，一节间一节间钢构件、一层楼一层楼安装完，采取对称安装、对称固定的工艺，有利于消除安装误差积累和节点焊接变形，使误差降低到最小限度。 

　　2.1.2钢结构的连接 

　　（1)焊接连接。焊接连接的优点是构造简单，加工方便，不削弱焊件截面，节约钢材，易于采用自动化操作。除少数直接承受动力荷载结构的某些连接，焊接可广泛应用于建筑钢结构的连接。钢结构的焊接方法有电弧焊、电阻焊等。电弧焊的质量比较可靠，是最常用的一种焊接方法。电弧焊可分为手工电弧、自动或半自动埋弧、气体保护焊等。电阻焊常用于冷弯薄壁型钢的焊接。焊接时根据焊缝的截面形状，分为对接焊缝和角焊缝两种形式。对接焊缝分为完全焊透焊缝和不焊透对接焊缝。对接焊缝的主要特点是用料经济，传力简洁、均匀，受力性能好和疲劳强度高等，但焊件边缘需要开坡口，且尺寸要求精确，故制造较费工。角焊缝分为直角角焊缝和斜角角焊缝。直角角焊缝又分为正面角焊缝和侧面角焊缝。角焊缝构造简单，旌工方便，但承受动载性能差。（2)螺栓连接。普通螺栓采用的钢材通常为Q235钢，实际工程中常用的钢筋直径为16、20、22和24，其优点是施工简单，拆装方便。普通螺栓根据螺栓的加工精度分为A、B、C三级，C级螺栓加工粗糙，精度要求不高，可用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构的次要连接、可拆装的连接、承受拉力的安装连接、不重要的连接和作为安装时的临时固定。A、B级螺栓由于制造和安装比较复杂，成本高，目前极少采用。高强度螺栓采用经热处理的高强度钢材制造，目前国内常用高强度螺栓的性能等级有10.9级和8.8级，常用螺栓直径为M16-M30，根据高强度螺栓的受力特征可分为摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。 

　　3.钢结构工程施工质量控制 

　　钢梁安装前必须搭设钢梁下部钢管支撑和满堂红脚手架、铺梁底模板放出钢梁位置线后进行钢梁吊装。钢结构的测量、放线和校正。测量工作是钢结构安装质量控制最重要的工作之一，在每一个构件进行吊装就位前必须对标高、轴线进行测量和校正，结构无误后方可进行吊装，吊装后再进行复测。当钢梁(柱)吊到就位上方200mm时，应停机稳定，对轴线或和十字线后，缓下落，下落中应避免磕碰牛腿地脚螺栓丝扣，如有不符应立即调整，调整后的偏差应在3mm以内。钢梁就位后，必须用高墙螺栓将其暂时和十字型钢柱牛腿锁定，锁定后测量无变位方可吊装悬挑端头的方钢柱。悬挑端头的方钢柱吊装就位后，将其柱根部牛腿临时和钢梁锁定，并在柱中轴线4个方向上用揽风绳拉紧稳定。当上部位钢梁就位后调整好位置应立即与十字柱和方钢柱进行施焊，以便使上下钢梁和钢柱形成整体钢框架，加强整体稳定性。在吊装斜钢梁之前必须测量钢柱对角线之间的钢梁实际尺寸，然后在施工现场对斜梁构件进行放样和裁减(因有安装偏差)，利用塔吊吊至整体钢框架外侧再有人工推到位，在上钢梁架子上挂倒链进行定位调整。高强度螺栓紧固。在每段钢梁安装后，经复测，确认符合设计要求后，每个节点的高强螺栓由中间向两侧依次对称紧固。使其高强螺栓达到初拧值，然后依照初拧紧固顺序进行高强螺栓的终拧。最后进行上下翼缘的焊接，焊接完毕进行超声波探伤检测。 

　　4.结语 

　　高层建筑工程中的钢结构工程按照所设计的安装顺序，成功地解决了方钢柱悬空不生根，稳定性难以控制的技术难题。同时，安装过程所采取的各项控制措施，既保证了钢结构的在各个方向的位置以及钢结构锚固、连接的质量，也保证安装过程的安全。 

　　参考文献: 

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　　[2]徐伟.现代钢结构施工[M]. 北京：中国建筑工业出版社,2006. 

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　　[4]马斌.高层钢框架的施工技术研究[J].科技创新导报,2010（09）.