建筑鋼結構施工技術的應用分析

劉帥

摘要：在當前建筑施工過程中，鋼結構在建筑中得到了廣泛的使用。但是，建筑鋼結構在施工過程中要注意焊接、安裝等環(huán)節(jié)，本文就建筑鋼結構施工技術的應用進行分析。

關鍵詞：建筑；鋼結構；施工技術；應用分析

一、前言

鋼結構在建筑中的應用是一種新型的建筑形式，在建筑施工過程中要做好鋼結構的設計和安裝，提高建筑鋼結構的質(zhì)量。

二、高層建筑鋼結構的特點

高層建筑中所用的鋼結構都有許多特點，有優(yōu)點也有缺點。

1、優(yōu)點

結構自重輕、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、較高的工業(yè)化程度，施工中所用的鋼結構構件也可以在工廠生產(chǎn)，將其運用到現(xiàn)場后再進行安裝，施工周期明顯縮減。另一個優(yōu)點是鋼結構無粉塵的干施工工藝及可回收并重復利用，這一優(yōu)勢完全符合當前可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的時代主題。

2、缺點

耐火性差，與鋼筋混凝土相比，鋼材的導熱系數(shù)遠比鋼筋混凝土的導熱系數(shù)大的多，耐火性能要比混凝土結構差很多，當溫度達到600℃時，鋼結構的所有強度和剛度基本會喪失掉；耐腐蝕性差，鋼材表面的鐵原子在空氣中發(fā)生反應生成氧化鐵銹，銹蝕會使應力集中，使用中會給鋼結構帶來危害，導致鋼結構提前被破壞。因此，必須要做好防腐措施。

三、影響鋼結構的穩(wěn)定性因素

1、構件承載強度影響

構件承載強度的影響鋼結構穩(wěn)定性，其中構件材料的應力、截面特征等，都對鋼結構穩(wěn)定性具有一定的影響。剛的整體結構的支撐性能與抗彎曲性能對其也有一定的影響，設計建模也是為了對結構進行分析，考慮種種因素（所提的假設、數(shù)學模型、技術水平及邊界條件）對其影響鋼結構穩(wěn)定性的重要因素還有計算的理論值與實際承載力出現(xiàn)的差異，在穩(wěn)定性設計時，這些影響因素都必須被考慮的。

2、穩(wěn)定設計理論的影響

（1）在結構設計中如何反映軸力和彎矩的耦合效應成為鋼結構穩(wěn)定性設計中最大的問題。在大跨度結構設計中通常是取一個比較穩(wěn)定的安全系數(shù)，但不一定能夠看出網(wǎng)殼結構真的受力狀態(tài)，因此，在結構體系的穩(wěn)定設計理論還很不完善的狀況下，整體與局部間的穩(wěn)定性作用關系是值得研究的。

（2）對于鋼結構而言，其穩(wěn)定性理論也是不完善的，而人們在日常設計中，卻是從完善的角度出發(fā)，很多隨機因素并沒有考慮進去，這樣就對穩(wěn)定性造成一定的影響。

四、鋼結構高層建筑的施工技術分析

1、鋼材的焊接技術

焊接高層鋼結構是高層建筑施工中的一個重要環(huán)節(jié)，其工期緊、結構復雜、工程量大、質(zhì)量要求高，所以焊接品質(zhì)直接影響了鋼結構的質(zhì)量和安全。鋼結構的焊接方式有手工電弧焊、自動埋弧焊、CO2氣體保護焊、電渣焊等焊接方式。

手工電弧焊是比較傳統(tǒng)的焊接方式，也是最常見最基本的一種焊接方式，這種方式由人來操作，具有操作靈活、焊接方便的優(yōu)點，它適用于厚度在2㎜以上的鋼材，大多用在鋼結構高層建筑的焊縫打底。在焊接施工中可采用大直徑焊條和大電流焊接。但是這種方式效率低下，質(zhì)量不穩(wěn)定，焊接精準度難以控制，而且對焊接者的技能操作水平特別高。

自動埋弧焊的電弧熱讓焊件、焊絲、焊劑融化形成蒸發(fā)，形成氣泡，電弧在氣泡內(nèi)持續(xù)燃燒。自動埋弧焊的優(yōu)點有熔深大，一次熔深可以達到20mm所以生產(chǎn)效率高；焊接速度快，8mm鋼板焊接速度能夠達到30m/h。焊絲的熔敷速度快；金屬縫中含氧量高、含氮量低，焊縫質(zhì)量高；力學性能穩(wěn)定。CO2氣體保護焊是利用CO2氣體來保護焊絲和焊件之間產(chǎn)生的電弧熱來融化金屬。它的焊接有很多優(yōu)勢：一是效果好。CO2氣體密度大能夠在隔離空氣保護焊接熔池和電弧效果。二生產(chǎn)效率高.CO2電弧焊穿透力強熔深大，熔敷速度快。成本低，比埋弧焊和焊條手弧焊節(jié)約50%的費用；節(jié)省能源，比埋弧焊和焊條手弧焊節(jié)約40%的電能；適用性強，可以進行全方位焊接，焊接板的厚度幾乎不受限制；質(zhì)量好，焊縫含氫量低，擁有較強的抗裂性；機械化、自動化高，焊接后不需要清理渣滓。CO2氣體焊接可以分為平焊、橫焊、立焊和仰焊。CO2焊接中要隨時關注氣孔的產(chǎn)生。一般80%Ar加實心焊絲或者純CO2加藥芯焊絲減少氣孔的發(fā)生率。

電渣焊是中碳鋼和中高強度結構鋼在豎向位置上的對接焊接。電渣焊最重要的要保持焊接電流電壓穩(wěn)定，送絲速度快。焊接焊件在800℃以上隨時保持熾熱狀態(tài)。

2、鋼結構安裝技術

安裝順序：平面鋼結構是以中間的一個節(jié)間為始點，形成一個網(wǎng)柱安裝單元。先安裝柱后安裝梁，然后依次向四周擴展；垂直鋼結構需要根據(jù)安裝構件層次進行一節(jié)間一節(jié)間、一層樓一層樓地完成；筒體鋼結構是由內(nèi)到外，對結構采取全方位對稱安裝。在現(xiàn)代建筑施工過程中要善于運用創(chuàng)新方法和先進工藝。比如現(xiàn)今大跨度吊裝是鋼結構體系的發(fā)展趨勢：使用信息技術和計算機技術，通過軟件三維仿真模仿，對結構復雜、施工復雜的情況進行實驗模仿，大大加強了施工的精準度，提高了工作效率。高層建筑鋼結構的施工以來的機械主要是大型塔吊。所以吊裝機的安裝與拆卸都有嚴格的程序。

3、安裝好螺栓

鋼結構工程里連接螺栓所用的為高強螺栓與普通螺栓，如果采用普通螺栓進行連接，就要在每個螺栓的一端墊上2個以上的墊片，需注意的是不能采用氣割擴孔，當螺栓擰緊以后還要確保外露螺紋至少保持2個以上的螺距；如果采用高強螺栓，其使用之前不僅要認真檢查一遍螺栓合格證以及復試單，安裝期間還要將平疊接觸面憑證號，一般接觸面需超過75%，邊緣縫隙不能超過0.8毫米，高強螺栓需自由穿入，不允許敲打與擴孔。

4、安裝好鋼柱

施工人員在安裝好鋼柱前要復檢一遍節(jié)柱標高和軸線，如果誤差不在施工規(guī)范允許范圍內(nèi)，就要立即將其糾正過來；安裝之后需在地面上將鋼爬梯等都裝到鋼柱上面，以便登高施工作業(yè)用；鋼柱工程在對鋼柱進行加工時需要在柱子兩端設置一些臨時固定用的質(zhì)量合格的連接耳板，且上節(jié)鋼柱要和下節(jié)鋼柱的柱頂中心線對準，也就是采用螺栓和連接板作為臨時固定，等到鋼柱對接好并確保驗收沒有什么質(zhì)量問題時，就要把耳板割除掉；通常鋼柱會選擇兩點就位，之后一點起吊。

5、鋼梁和鋼桁架安裝方法

（1）安裝之前要把鋼柱上面的連接件或者混凝土核芯筒壁上的埋件認真預檢一遍，一般預檢內(nèi)容包含一下內(nèi)容：檢查連接件的平整度、摩擦面和螺栓孔；檢查預埋件的位置、平整度以及清潔度；

（2）起吊之前，還要給梁面的扶手桿與扶手繩或者扶手管裝好，尤其是主梁和主桁架必須裝好，而次梁或者小梁只需根據(jù)實際情況進行安裝便可，一般扶手高為1米，要沿著梁長通長設置，這樣開展高空作業(yè)時便有了施工通道。

（3）鋼梁、鋼柱以及鋼桁架安裝期間需要采取兩點吊。

（4）吊裝鋼梁以及鋼桁架的方法主要分為捆扎法、梁山設置鋼吊耳法以及工具式吊具法三種。

五、高層鋼結構測量與校正

1、校正、驗收

在高層鋼結構安裝過程中，如果一個安裝流水段安裝完成后，需要及時校正。流水段是根據(jù)柱子的分段來劃分，高層鋼結構建筑按一下標準進行劃分，三層為一節(jié)柱。當一流水段安裝完成并校正后，經(jīng)相關專業(yè)部門進行監(jiān)理復測后，然后才能安裝下一流水段，按此順序繼續(xù)安裝，直至安裝完成，當某一施工階段結束后，需要進行階段性驗收，總安裝完成后進行施工總驗收。

2、校正方法

在對高層鋼結構建筑進行校正前，首先要確定標準柱，這樣可以降低安裝誤差。標準柱的確定如下所述：正方形框架以四根轉(zhuǎn)角柱為標準柱；長方形框架時，長、寬之比大于2時，選取6根標準柱；多邊形框架以轉(zhuǎn)角柱為標準柱。標準柱的基準點確定就是基中心線。在觀測標準柱的垂直度時，首先要在柱頂固定測量目標，以激光經(jīng)緯儀為測量工具，基準點為固定點。在鋼結構的安裝施工中，鋼結構很容易出現(xiàn)震動，會產(chǎn)生機械誤差，因此，導致運用儀器安裝也會出現(xiàn)不同程度的誤差。在進行完一次測量后，需要對對誤差進行校正。

六、結束語

在建筑鋼結構施工過程中我們要根據(jù)施工工藝流程對關鍵的質(zhì)量點進行控制，保證鋼結構的安裝質(zhì)量符合相關標準的要求。

參考文獻：

[1]郭海剛，張敏.對高層建筑中鋼結構施工技術的探討[J].城市建設理論研究，2012

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