淺談主體結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)工程影響因素

曹德海

摘要：近幾年隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市人口不斷增長，雖然我國國土遼闊，資源豐富，但實際人均可用資源量卻遠(yuǎn)低于許多國家，而鋼結(jié)構(gòu)工程作為新型施工工藝，在使用中、施工及經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢，但鋼結(jié)構(gòu)工程作為新型施工工藝，施工質(zhì)量的復(fù)雜性不言而喻，建筑工程主體結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生質(zhì)量問題極有可能危機(jī)使用者生命，因此鋼結(jié)構(gòu)主體工程影響因素就是一個十分值得研究的問題。鋼結(jié)構(gòu)主體工程的優(yōu)點不言而喻，建筑物的承載重量又主體結(jié)構(gòu)傳入基礎(chǔ)，確保整棟大樓穩(wěn)定性，因此主體結(jié)構(gòu)安全是施工過程中質(zhì)量把控的重點，而哪些因素會影響到主體施工質(zhì)量則尤為重要。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);質(zhì)量;結(jié)構(gòu)安全;影響因素

1 鋼結(jié)構(gòu)的基本理論及影響因素

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的基本概念

鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的梁鋼、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場館、超高層等領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕，一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)的特點

材料強(qiáng)度高，自身重量輕，鋼材韌性，塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高，鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高，鋼結(jié)構(gòu)密封性能好，鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火，鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)的基本技術(shù)要求

鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中會受到各種形式的作用（荷載、基礎(chǔ)不均勻沉降、溫度等），所以要求鋼材應(yīng)具有良好的機(jī)械性能（強(qiáng)度、塑性、韌性）和加工性能（冷熱加工和焊接性能），以保證結(jié)構(gòu)安全可靠。鋼材的種類很多，符合鋼結(jié)構(gòu)要求的只是少數(shù)幾種，如碳素鋼中的Q235，低合金鋼中的l6Mn，用于高強(qiáng)螺栓的20錳釩鋼（20MnV）等。

2 鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)及影響因素

2.1 鋼結(jié)構(gòu)施工前準(zhǔn)備

2.1.1 現(xiàn)場鋼構(gòu)件存放及預(yù)埋螺栓施工要求

鋼構(gòu)件以及材料的運(yùn)輸進(jìn)場應(yīng)根據(jù)安裝方案制定的進(jìn)度計劃來安排，現(xiàn)場根據(jù)一層柱梁安裝區(qū)域儲備構(gòu)件，構(gòu)件及材料進(jìn)場要考慮安裝現(xiàn)場的堆場限制，協(xié)調(diào)好安裝現(xiàn)場與制作加工的關(guān)系，保證安裝工作按計劃進(jìn)行。

2.1.2 機(jī)械準(zhǔn)備及現(xiàn)場準(zhǔn)備

保證對施工機(jī)械齊全準(zhǔn)備和檢查，目前國內(nèi)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工在選用吊裝施工機(jī)械主機(jī)時，幾乎全部采用自生式塔式起重機(jī)，自升式塔式起重機(jī)可分為內(nèi)爬式和外附式兩種。保證“三通一平”，施工現(xiàn)場的水通、電通、路通和平整場地，拆除障礙物。在安裝期間，要保證水、電、照明不中斷。掌握天氣季節(jié)變化情況，加強(qiáng)氣象預(yù)測預(yù)報的聯(lián)系工作。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)工程施工工藝過程

2.2.1 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工要點

1.鋼梁安裝施工要點

鋼梁吊裝前，應(yīng)清理鋼梁表面污物，對產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進(jìn)行除銹。在鋼梁的標(biāo)高、軸線的測量校正過程中，一定要保證已安裝好的標(biāo)準(zhǔn)框架的整體安裝精度。鋼梁安裝完成后應(yīng)檢查鋼梁與連接板的貼合方向。鋼梁的吊裝順序應(yīng)嚴(yán)格安裝鋼柱的吊裝順序進(jìn)行，及時形成框架，保證框架的垂直度，為后續(xù)鋼梁的安裝提供方便。

2.鋼梁安裝施工要點

鋼柱吊點的設(shè)置需考慮吊裝簡便，穩(wěn)定可靠，還要避免鋼構(gòu)件的變形，鋼柱吊點設(shè)置在鋼柱的頂部。為了保證吊裝平衡，在吊鉤下掛設(shè)4根鋼絲繩進(jìn)行吊運(yùn)，為防止鋼柱起吊時在地面拖拉造成地面和鋼柱損傷，鋼柱下方應(yīng)墊好枕木，鋼柱起吊前綁好爬梯，掛好防墜器。

2.2.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接施工要點

鋼板（尤其是厚板）焊接施工，其可焊性程度、焊接參數(shù)、焊接應(yīng)力和變形控制等受現(xiàn)場條件、焊接位置及焊接環(huán)境的影響，存在諸多不確定性因素，可焊性較差，鋼板現(xiàn)場焊接存在較大的淬硬傾向，可焊性較差，焊接融合區(qū)是最薄弱的部分，有明顯的化學(xué)和物理不均勻性，組織性能突變等。構(gòu)件焊接殘余應(yīng)力與變形較大，鋼構(gòu)件截面類型多，易產(chǎn)生焊接裂紋，由于厚板施焊作業(yè)時間長，焊縫單面施焊熔敷金屬量大和焊接殘余應(yīng)力大，在施焊時，焊接過程中的溫度控制不好，容易產(chǎn)生熱裂紋與冷裂紋，有的甚至在焊接完成幾天后才出現(xiàn)延遲裂紋。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量通病

1.切割邊未加工或達(dá)不到規(guī)范要求。鋼材切割面存在大于1mm的缺棱、彎曲不平等缺陷。原因分析：氣割過程操作不規(guī)范，切割工藝不符合要求。

2.放樣、號料尺寸超過允許偏差。

3.焊縫連接缺陷：焊縫成形不良、弧坑、裂紋、焊瘤、未熔合、未焊透、咬肉、夾渣、氣孔、母材擦傷等。

4.涂層返繡，局部銹蝕。

5.基礎(chǔ)地腳螺栓位置及垂直度超過規(guī)范允許偏差，導(dǎo)致鋼柱安裝困難或不能安裝。

3 施工組織與管理的影響因素

組織與管理是以建筑產(chǎn)品為對象，從系統(tǒng)的角度合理的安排組織協(xié)調(diào)產(chǎn)品生產(chǎn)的諸多要素，選擇施工方案，確定施工進(jìn)度，布置施工現(xiàn)場，落實質(zhì)量安全措施等，其目的是優(yōu)化施工過程，保證工程順利竣工?？茖W(xué)的施工組織與管理，可以創(chuàng)造良好的施工條件，保證施工順利進(jìn)行，使工程施工進(jìn)入良性循環(huán)中，保證工程質(zhì)量和生產(chǎn)安全而提高混凝土性能。

3.1 鋼結(jié)構(gòu)的施工組織

施工組織的目的就是要把人力、物力和財力等資源，在時間上按照先后順序，在空間上按照一定的位置，在數(shù)量上按照不同比例，合理科學(xué)的組織起來，并且統(tǒng)一指揮勞動者的活動，從而保證鋼結(jié)構(gòu)施工的有條不絮。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)的施工管理

施工管理是為了實現(xiàn)工程項目的目標(biāo)。即成本目標(biāo)、進(jìn)度目標(biāo)、質(zhì)量目標(biāo)。管理的任務(wù)主要是施工現(xiàn)場管理、技術(shù)管理、安全管理、施工質(zhì)量管理等。從施工準(zhǔn)備到施工實施再到竣工驗收，其中施工階段是工程實體化的過程，是資金、勞力、機(jī)械、材料各項投入最大，也是管理對象之間關(guān)系最能體現(xiàn)管理水平的過程。因此，施工管理是工程施工方案的實施的操作者，質(zhì)量保證的安全員。

現(xiàn)場施工質(zhì)量管理的首要工作是確保質(zhì)量保證體系的建立和正常運(yùn)行。應(yīng)按照事前、事中、事后控制相結(jié)合的原則。質(zhì)量不能與安全生產(chǎn)、進(jìn)度、成本對立起來，不能為了其他目標(biāo)而影響工程質(zhì)量。應(yīng)該在保證質(zhì)量的前提下來控制成本和進(jìn)度。規(guī)范工程施工管理，確保工程質(zhì)量、安全文明施工和工程進(jìn)度，使整個施工過程有章可循，對保證鋼結(jié)構(gòu)性能具有重大意義。

4 總結(jié)

鋼結(jié)構(gòu)是一種成分相對簡單但現(xiàn)場施工難度較大、專業(yè)性較高的新型材料，其性能與施工技術(shù)、施工工藝及后期保養(yǎng)等關(guān)系密切，還要在施工組織與管理，施工人員和制度措施方案等方面進(jìn)一步研究，以促進(jìn)我國混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

隨著鋼結(jié)構(gòu)原材料的發(fā)展，建筑設(shè)備水平的提升，鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用對象的發(fā)展變化，新型施工工藝的不斷涌現(xiàn)和推廣，鋼結(jié)構(gòu)也需要發(fā)展和變化，使鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)要適應(yīng)不同的設(shè)計、施工和使用要求。我們應(yīng)該從工程管理大學(xué)科的角度來認(rèn)真對待鋼結(jié)構(gòu)，分析工程項目的結(jié)構(gòu)特點，預(yù)估可能出現(xiàn)的不利情況和風(fēng)險，采用科學(xué)合理、可行的技術(shù)線路和手段，完成出滿足設(shè)計要求和施工工藝要求的優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)工程。

總之，鋼結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代化建設(shè)的重要材料，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的作用。本文介紹的鋼結(jié)構(gòu)的原材料及現(xiàn)場施工的一些主控項目，是它的一些主要性能。而在現(xiàn)實生產(chǎn)中，由于外界條件的復(fù)雜多變，所遇到的情況可能還要更加復(fù)雜，我們必須綜合考慮這些因素，從整體上進(jìn)行改進(jìn)，只有這樣才能很好的提高鋼結(jié)構(gòu)的性能，為我國現(xiàn)代化建設(shè)提供基礎(chǔ)支持。

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大連理工大學(xué)