鋼結(jié)構(gòu)施工工藝優(yōu)化研究

肖飛 廉德廣 王海洲

【摘??要】本文首先闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，接著分析了房屋鋼結(jié)構(gòu)施工工藝。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)施工;工藝優(yōu)化

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑逐漸增多，在一定程度上緩解了城市用地緊張的問題。鋼結(jié)構(gòu)施工作為高層建筑施工中的重要組成，其作業(yè)質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)工程的建設(shè)效果。但由于鋼結(jié)構(gòu)施工在國內(nèi)起步較晚，因而在具體施工過程中技術(shù)方面仍存在不足之處，要求工程人員深化對(duì)應(yīng)用技術(shù)的研究，不斷提升高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及效率。

1?建筑鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用到的材料主要為鋼材，鋼材密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于混凝土密度，因而鋼結(jié)構(gòu)重量較輕。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，鋼結(jié)構(gòu)自重僅為混凝土結(jié)構(gòu)重量的50%左右。且鋼材具有較好的韌性及可塑性，鋼結(jié)構(gòu)在延性方面表現(xiàn)更加突出，如若出現(xiàn)局部超載情況，鋼結(jié)構(gòu)建筑也難以遭到結(jié)構(gòu)性的破壞，兼具良好的抗震及抗風(fēng)能力。鋼結(jié)構(gòu)拆除后，剩余的鋼材能夠加以循環(huán)利用，降低了對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，符合當(dāng)前我國可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)理念。但鋼結(jié)構(gòu)也具有一定的弊端，例如防火性能差，這是由于鋼材熔點(diǎn)較低，一旦火災(zāi)出現(xiàn)，溫度上升至某數(shù)值后，鋼材強(qiáng)度明顯降低。且鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性較差，尤其是當(dāng)外界環(huán)境空氣濕度大、存有腐蝕性介質(zhì)時(shí)，鋼材腐蝕速度更是快速提升。

2?房屋鋼結(jié)構(gòu)施工工藝

2.1?高強(qiáng)度螺栓聯(lián)動(dòng)技術(shù)和施工技術(shù)

因?yàn)楦邚?qiáng)度螺栓具有可拆卸、可互換、結(jié)構(gòu)性能好、接頭剛度好、承載能力強(qiáng)、傳力均勻、結(jié)構(gòu)安全、抗疲勞強(qiáng)度高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于我國目前的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)。簡而言之，高強(qiáng)度螺釘有兩種連接方式：壓力連接和摩擦連接。然而，由于連接方法本身的限制，房屋的鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用摩擦連接的方式。摩擦連接意味著在擰緊螺母之后，螺栓桿產(chǎn)生強(qiáng)大的拉力，并且連接元件會(huì)產(chǎn)生相互的抗滑力，作為負(fù)載能力的極限狀態(tài)。設(shè)計(jì)包括摩擦表面處理、安裝、螺栓連接、檢查等。在構(gòu)建此過程時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：首先，螺栓應(yīng)妥善儲(chǔ)存，不得潮濕和銹蝕，螺栓鋼板應(yīng)按照規(guī)定的工藝進(jìn)行處理，以達(dá)到結(jié)構(gòu)的摩擦系數(shù)。其次是高強(qiáng)度螺栓可以自由插入孔中。嚴(yán)禁按壓或擰入，以便螺釘產(chǎn)生壓縮力。接頭處的高強(qiáng)度螺栓應(yīng)從螺栓組的中心逐個(gè)安裝。當(dāng)接頭用螺栓和焊接時(shí)，它們必須在設(shè)計(jì)規(guī)則中才能執(zhí)行。如果沒有設(shè)計(jì)規(guī)則，必須首先焊接接頭然后焊接其他部分。

2.2?房屋鋼結(jié)構(gòu)的焊接

對(duì)于在鋼結(jié)構(gòu)中使用焊接技術(shù)至關(guān)重要，由于房屋鋼結(jié)構(gòu)的鋼材通常具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)，焊接性能差。并且連接形式復(fù)雜，焊縫通常半穿透甚至完全穿透，因此需要進(jìn)行大量的焊接工作。普通鋼結(jié)構(gòu)我們使用焊接工藝，如氣體保護(hù)焊、電渣焊和自動(dòng)埋弧焊。以下是不同焊接工藝設(shè)計(jì)過程的要點(diǎn)。

2.2.1?CO2惰性氣體保護(hù)焊要點(diǎn)注意

施工過程前要進(jìn)行焊接參數(shù)的選擇、焊絲的選擇以及電弧電壓和電流的選擇。電流要根據(jù)工件厚度、焊接位置和焊絲直徑，進(jìn)行形狀的選擇，電弧電壓的選擇應(yīng)合理選擇電流，不同焊接方法適用于不同位置。左焊接方法適用于平焊，使焊縫和熔池清晰可見，焊縫可以控制。在水平焊接中，主要采用右手焊接方法。

2.2.2?電渣焊的程序

電渣焊是自動(dòng)焊接，對(duì)用戶的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在垂直位置對(duì)接焊接。在操作中，必須首先選擇焊接的電流和電壓。根據(jù)計(jì)算公式選擇計(jì)算的電流，電壓與熔體的熔體寬度成比例。電弧階段的電壓更高，焊接過程可能需要隨時(shí)調(diào)整張力。其次焊接速度應(yīng)適當(dāng)控制（在1.5至3米/小時(shí)的范圍內(nèi)），焊絲進(jìn)給速度應(yīng)在200至300米/小時(shí)的范圍內(nèi)。最佳的爐渣生產(chǎn)過程應(yīng)為200米/秒。同時(shí)還必須仔細(xì)檢查焊接接頭的熱狀態(tài)，以正確設(shè)置焊接工藝參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)板很薄，則應(yīng)在水冷裝置上設(shè)置合適的焊縫。

2.2.3?自動(dòng)埋弧焊

該技術(shù)自設(shè)計(jì)以來，由于焊接速度快、穿透深度大、熱影響區(qū)小、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、焊接質(zhì)量高等特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，自動(dòng)埋弧焊常用于厚板的規(guī)則平整度焊接。在形變、焊接長對(duì)接焊縫和角焊縫方面具有很好的控制。首先，可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范選擇焊絲。其次，要合理選擇焊絲數(shù)量、進(jìn)行雙絲焊接，可獲得大量沉積金屬。同時(shí)焊接變形小，焊接速度可以提高。再次在不能使用襯里熱量的焊縫中，可以用手密封地板，然后浸沒電弧焊。對(duì)于較厚的鋼板，可以使用多層焊接。

2.3?鋼柱和鋼梁、鋼桁施工工藝分析

2.3.1?鋼柱安裝

在安裝鋼柱之前，構(gòu)造函數(shù)應(yīng)重新檢查柱高和軸。如果故障超過設(shè)計(jì)規(guī)范范圍，應(yīng)立即糾正，安裝后鋼梯應(yīng)安裝在地面上。為了促進(jìn)施工工作，柱子兩端的鋼柱技術(shù)、上部鋼柱和下部鋼柱頂部必須建立一些臨時(shí)附著的優(yōu)質(zhì)接頭。保持中心線對(duì)齊，螺栓和連接板用于臨時(shí)固定。當(dāng)鋼柱對(duì)接且移除時(shí)沒有質(zhì)量問題時(shí)，要切斷耳板，通常在兩個(gè)點(diǎn)選擇進(jìn)行鋼柱提升并按照設(shè)計(jì)高度施工，一般選擇在12樓或以上。高度鋼柱第一段的下部應(yīng)按照建筑工程測(cè)量安裝。鋼柱各部分的累積尺寸總和應(yīng)等于設(shè)計(jì)要求的總尺寸。由每根柱的接頭引起的收縮變形和由垂直載荷引起的壓縮變形，應(yīng)該加到鋼柱的每個(gè)部分的長度上。無論安裝方法如何，這都應(yīng)該在轉(zhuǎn)彎和卸載過程中得到充分反映，并且應(yīng)該使用總體設(shè)計(jì)要求。

2.3.2?鋼梁和鋼桁的安裝

安裝前，仔細(xì)檢查鋼柱上的連接器或混凝土芯管壁上的嵌入部分。一般的初步試驗(yàn)包括：檢查連接器的平面度、摩擦面和螺孔、嵌入式部件的位置、平整度和清潔度。在提升之前，必須安裝梁表面的扶手。通常，扶手的高度為1米，要沿著梁的長度確定，因此在高處工作時(shí)要設(shè)置施工通道。安裝鋼梁、鋼柱和鋼桁時(shí)，需要在兩點(diǎn)進(jìn)行吊裝。提升鋼梁和鋼桁的方法主要分為三種方法：捆扎法、梁山套鋼提升法和工具除塵方法。

結(jié)束語

房屋鋼結(jié)構(gòu)施工過程復(fù)雜、施工工藝難，且要求嚴(yán)格。因此要在施工前，制定詳盡的規(guī)劃，科學(xué)組織施工，積極開展施工監(jiān)理，積累成功的施工經(jīng)驗(yàn)，不斷提高鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，促進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：中國建筑第八工程局有限公司）