淺析如何進行鋼結構工程的安裝

謝吉賢

（博思格建筑鋼結構（廣州）有限公司，廣東 廣州 510530）

淺析如何進行鋼結構工程的安裝

謝吉賢

（博思格建筑鋼結構（廣州）有限公司，廣東 廣州 510530）

在建筑工程施工中，如何對經常使用的鋼結構進行安裝使用成為了工作人員所關注的問題。本文詳細闡述了鋼結構工程中的構件連接，并分析了壓型鋼板的安裝。

鋼結構工程；安裝

鋼結構是指結構體系中主要受力構件由鋼材做成的房屋建筑，其具備以下優點：強度高、韌性好、質量輕、材料均勻、抗震性強、節能環保好、鋼材耐熱性好，但是同時也具有耐火性差、鋼材耐腐蝕性差等缺點。

鋼結構安裝時多采用綜合法，其順序一般是平面內從中間的一個節間 (如標準節間框架)開始，以一個節間的柱網為一個單元，先安裝柱，再安裝梁，然后往四周擴展；垂直方向自上而下，組成穩定結構后分層安裝次要構件，一節一節間地完成，以便消除安裝誤差累積和焊接變形，使誤差降低到最小限度。在起重機起重能力允許的情況下，為減少高空作業、確定安裝質量、減少吊裝次數，應盡量在地面組拼好，一次吊裝就位。

1 構件連接

鋼柱之間常用坡口焊接連接；主梁與鋼柱的連接。一般上、下翼緣用坡口焊連接，而腹板用高強螺栓連接；次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接，少量再在上、下翼緣處用坡口焊連接。柱與梁的焊接順序是先焊接頂部柱、梁的節點，再焊接底部柱、梁的節點，最后焊接中間部分的柱、梁節點。高強螺栓連接兩個連接構件的緊固順序是先主要構件，后次要構件；工字形構件的緊固順序是上翼緣——下翼緣——腹板；同一節柱上各部梁柱節點的緊固順序是柱子上部的梁柱節點——柱子下部的梁柱節點——柱子中部的梁柱節點；每一節安設緊固高強螺栓的順序是摩擦面處理——檢查安裝連接板——臨時螺栓連接——高強螺栓連接緊固——初擰——終擰。

高強度螺栓緊固一般應分兩次進行。第一次為初擰，第二次為終擰。由于接頭板材一般總有些翹曲和不平，板層之間不密貼。當一個接頭有兩個以上螺栓時，先緊固的螺栓就有一部分預拉力損耗在鋼板的變形上，當鄰近螺栓擰緊板縫消失后，其預拉力就會松弛。為減少這種損失，使接頭中各螺栓受力均勻，一般規定高強度螺栓緊固至少分兩次進行。對大型螺栓群接頭還需增加一次復擰，初擰和復擰扭矩原則上可為終擰扭矩的50%左右。

高強度螺栓的緊固應按一定的順序進行，這是因為由于連接板的翹曲不平等變形隨意緊固或一端或兩端開始緊固，會使接頭產生附加內力，也可能造成摩擦面空鼓，影響摩擦傳力。螺栓的緊固順序總的原則應該是從接頭剛度較大的部位向約束較小的方向順序進行。

高強度螺栓連接中，摩擦面的狀態對連接接頭的抗滑移承載力有很大的影響，因此，摩擦面必須進行處理，常見的處理方法如下：

(1)噴砂或噴丸處理。砂粒粒徑為1.2～1.4mm，噴射時間為1～2min，噴射風壓為0.5Pa，處理完表面粗糙度可達45～50μm。

(2)噴砂后生赤銹處理。噴砂后放露天生銹60～90d，表面粗糙度可達到55μm，安裝前，應對表面清除浮銹。

(3)噴砂后涂無機富鋅漆處理。該處理是為了防銹，一般要求涂層厚度為0.6～0.8μm。

(4)砂輪打磨。使用粗砂輪沿與受力方面垂直打磨，打磨后置于露天生銹效果更好。表面粗糙度可達55μm以上，但離散性較大。

(5)手工鋼絲刷清理。使用鋼絲刷將鋼材表面的氧化鐵皮等污物清理干凈，該處理比較簡便，但抗滑移系數較低，適用于次要結構和構件。

高強度螺栓連接中，因板厚公差、制造偏差及安裝偏差等原因，接頭摩擦面間會產生間隙。當摩擦面間有間隙時，有間隙一側的螺栓緊固力就有一部分以剪力形式通過拼接板傳向較厚一側，結果使有間隙一側摩擦面間正壓力減少，摩擦承載力降低，或者說有間隙的摩擦面其抗滑移系數降低。因此，在實際工程中，一般規定高強度螺栓連接接頭板縫間隙采用下列方法處理：

(1)當間隙不大于1mm時，可不做處理。

(2)當間隙在1～3mm時，將厚板一側削成1：10緩坡過渡，在這種情況下，也可以加填板處理。

(3)當間隙大于3mm時，應加填板處理，填板材質及摩擦面應與構件做同樣級別的處理。

2 壓型鋼板安裝

建筑鋼結構的樓蓋一般多采用壓型鋼板與現澆鋼筋混凝土疊合層組合而成，它既是樓蓋的永久性支承模板，又與現澆層共同工作，是建筑物的永久組成部分。

壓型鋼板分為開口式和封閉式兩種。開口式分為無痕 (上翼加焊剪力鋼筋)、帶壓痕(帶加勁肋、上翼壓痕、腹板壓痕)、帶加勁肋三種。封閉式分為無痕、帶壓痕(在上翼緣)、帶加勁肋和端頭錨固等幾種形式，其配件有抗剪連接件，包括栓釘、槽鋼和彎筋、栓釘和彎筋，栓釘的端部鑲嵌脫氧和穩弧焊劑，其用鋼的機械性能及抗拉強度設計值。壓型鋼板的配件包括堵頭板和封邊板。

(1)壓型鋼板安裝

壓型鋼板安裝時其工序問的流程如下：

鋼結構主體驗收合格——打設支頂桁架——壓型鋼板安裝焊接——栓釘焊接——封板焊接——交驗后設備管道、電路線路施工，鋼筋綁扎——混凝土澆筑。

其施工要點如下：

①壓型鋼板在裝、卸、安裝中嚴禁用鋼絲繩捆綁直接起吊；運輸及堆放應有足夠的支點，以防變形；鋪設前，應將彎曲變形者矯正好；鋼梁頂面要保持清潔，嚴防潮濕及涂刷油漆。

②下料、切孔采用等離子弧切割機操作，嚴禁用乙炔氧氣切割；大孔四周應補強。

③需支搭臨時的支頂架，由施工設計確定，待混凝土達到一定強度后方可拆除。

④壓型鋼板按圖紙放線安裝、調直、壓實并對稱電焊，要求波紋對直，以便鋼筋在波內通過，并要求與梁搭接在凹槽處，以便施焊。

(2)栓釘焊接

將每個焊接栓釘配用耐熱的陶瓷電弧保護罩用焊釘焊機的焊槍頂住，采用自動定時的電孤焊到鋼結構上。栓釘焊分栓釘直接焊在工件上的普通栓釘焊和穿透栓釘焊兩種，后者是栓釘在引弧后先熔穿具有一定厚度的薄鋼板，然后再與工件熔成一體，其對瓷環強度及熱沖擊性能要求較高。焊接瓷環是栓釘焊一次性輔助材料，其作用是熔化金屬成型，焊水不外溢，起鑄模作用；熔化金屬與空氣隔絕，防止氧化；集中電弧熱量并使焊后緩冷；釋放焊接中有害氣體，屏蔽電弧光與飛濺物；充當臨時支架。瓷環產品的質量好壞，直接影響栓釘的質量，故禁止使用受潮瓷環，受潮后，要在250℃溫度下焙烘1h，中間放潮氣后使用；保護罩或套應保持干燥，無開裂現象。

焊釘應具有材料質量證明書，規格尺寸應符合要求，表面無有害皺皮、毛刺、微觀裂紋、扭歪、彎曲、油垢、鐵銹等，但栓釘頭部的徑向裂紋和開裂如不超過周邊至釘體距離的一半，則可以使用；下雨、雪時不能在露天焊。平焊時，被焊構件的傾斜度不能超過15°。

每日或每班施焊前，應先焊兩只焊釘作目檢和彎曲30°的試驗；當母材溫度在0℃以下時，每焊100只焊釘，還應增加一只焊釘試驗，在-18℃以下時，則不能焊接。如果從受拉構件上去掉不合格的焊釘，則去掉部位處應打磨光潔和平整；如果去掉焊釘處的母材受損，則采用手工焊來填補凹坑。并將焊補表面修平；如果焊釘的擠出焊腳未達到360°，允許采用手工焊補焊，補焊的長度應超出缺陷兩邊各9.5mm。

[1]李國強，方明霧，劉宜靖，陸燁.鋼結構住宅體系加氣混凝土外墻板抗震性能試驗研究[J].土木工程學報，2005.

[2]李世俊(中國鋼鐵工業協會).中國鋼結構用鋼情況[A].中國鋼結構協會專家委員會第四次工作會議[C].江蘇，2005.

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