聶桂林
(云南建投第十一建設有限公司 云南昆明 650500)
鋼結構的房屋建筑結構在材料可靠性、結構密封性等方面具有其優勢,加之其良好的外部形態且符合低碳、節能的綠色環保理念,在建筑建設中得到廣泛應用,巴黎埃菲爾鐵塔、吉隆坡雙子塔等都是文明世界的鋼結構建筑,成為國家的閃亮名片。近年來,我國的房屋建筑也越來越重視鋼結構的應用,鋼材市場的不斷發展和鋼材加工技藝的不斷提高極大地推動了我國房建中的鋼結構發展,為我國房屋建筑發展及整個國民經濟的發展做出了巨大貢獻。
建筑市場的繁榮發展推動了社會整體的進步,為國民經濟發展做出了巨大的貢獻,事關廣大人民群眾的生命安全及生活品質。房屋建筑工作要綜合考慮經濟性、安全性和節能性等多個方面,需要統籌協調多個主體之間的利益關系。①房屋建筑要與城市整體規劃相契合,尤其是建筑的外觀形態及功能功用等,需要符合城市的發展規劃,納入政府國土資源及地方規劃、住房管理等多個部門的管理;②房屋建筑是一項工期長、消耗大的工程,減少成本支出是其追求其經濟性的根本舉措,建筑材料的選擇、施工隊伍的選擇以及建筑項目設計規劃等每一環節都要通過技術、管理等各種手段減少不必要的成本支出;③現代房屋建筑的發展強調綠色、環保,強調居住體驗,房屋建筑不僅僅是遮風避雨的客觀實體,而已經成為灌注了人類精神世界的主觀存在,建筑理念成為工程項目開始之初就確定的方向。
鋼結構作為房屋建筑的主要結構之一,具有以下特點:①鋼材本身的強度較高且自身的重量非常輕,與傳統的混凝土和木材相比,材料進場、使用等便于運輸、便于安裝,大大提高了建筑效率;②鋼材的結構可靠性比較高,具有很強的可塑性,在承受沖擊力和動力荷載等方面都表現出其優勢性;③鋼結構施工過程中的機械化程度遠遠高于傳統的建筑結構形式,機械化作業在大大提高工作效率的同時也有力保障了建筑本身的工程質量,機械化操作精準度高,能夠及時、迅速發現施工過程中存在的問題。另外,鋼結構在密封性、耐熱性及保溫性等方面也表現出優勢。
鋼結構施工的工藝技術和施工質量直接決定了整個建筑的工程質量、用戶的使用體驗等等,是提高房屋質量和品質的基礎性工作,在其施工過程中要做好以下幾個方面的工作:①材料的準備及現場管理,不同型號的鋼材具有不同的性能,不同性能的鋼材有其各自的應用范疇和優勢功用,在材料采購階段要結合建筑圖紙及整體的建筑要求等選購合適的建筑材料;②鋼結構施工的現場管理,縱向結構上要統籌協調圖紙設計、工期安排、材料加工、現場作業等多個環節,橫向結構上主要包括鋼結構施工現場作業時的調度管理和鋼結構施工技術方面的工作要點。
總體來說,屋面系統的構建和主體建筑墻體架構是鋼結構在房屋建筑中的兩大核心應用。鋼材結構自身的輕便性和良好的可塑性為房屋建筑屋面建造的多樣性創造了有利條件,房屋建筑中的屋面系統通常由屋架、面板、防水層、屋面瓦和相關的連接部件等構成;房屋的墻體結構主要由墻架柱、墻頂梁、墻體支撐和連接部件等構成,支撐整個房屋結構,要考慮承重、穩定性等多方面的因素。
保溫節能、防火和隔音是鋼結構在房屋建筑中加以運用時需要解決處理的技術性能,相較于傳統的房屋建筑結構,鋼結構的房屋在多方面都具有其獨特優勢。為滿足建筑保溫節能的功能需求,鋼結構在建筑的外墻和屋面之間會使用保溫隔熱的材料,墻柱之間也會填充玻璃纖維網格布等保溫材料,在建筑的最外層、墻的外側會再貼一層保溫材料,層層防護以減少建筑墻體之間的熱傳遞,從而達到保溫節能的建筑要求。
鋼結構在房屋建筑中表現出優勢特性的同時,對工程建設的施工技術和技藝提出了更高的要求,現代化建筑技術的實行需要現代化的施工隊伍和管理隊伍,現淺談下房建中的鋼結構施工核心技術。
(1)鋼結構連接技術及其施工要點
房屋建筑中的鋼結構施工的核心操作之一就是鋼材之間的連接,在這方面也對施工技術提出了較高的要求。“房屋建筑鋼結構中,鋼材的主要連接形式有焊接、螺栓連接、鉚接三種,焊接質量直接影響著鋼結構質量及安全性能”[1],其中以焊接最為常用。鋼材連接施工中對于鋼結構連接的孔位偏差、螺栓等級,以及焊接的標準、材料等都有特殊的要求、更高的要求。鋼結構焊接之前要對鋼材及相關部件進行檢查,檢查的內容包括坡口角度、間隙、鈍邊等,也要檢查材料表面是否有污漬、銹跡等等;材料檢查完之后要對鋼材進行預熱,按照相關要求對材料的表面進行局部氧化等其他的預熱溫度等處理;待溫度符合要求后還是進行焊接,首先裝好焊墊板和引弧板,焊墊板和引弧板表面也要清潔,且要與木材相互契合、緊密貼合;在焊接時,“第一層的焊道應封住坡口內母材與墊板的連接處,然后逐道逐層累焊至填滿坡口,每道焊縫焊完后,都必須清除焊渣及飛濺物,出現焊接缺陷應及時磨去并修補”“一個接口必須連續焊完,如不得已而中途停焊時,應進行保溫緩冷處理,再焊前,應重新按規定加熱”,遇到雨雪等惡劣天氣,還要對焊接環境進行維護。
(2)鋼結構加固技術探究及應用
鋼結構在房屋建筑中的應用大大帶動了整個建筑行業的發展,推動了現代建筑行業的綠色、可持續發展。鋼材產量的不斷增加、鋼材性能的不斷優化及鋼結構設計的日益合理、科學為鋼結構的普及使用奠定了基礎,與此同時,也要注意到,在鋼結構施工建設中也還存在一些問題,尤其是安全問題。為有效避免鋼結構建造可能帶來的安全隱患,必須強化、落實鋼結構的加固技術。當前,常用的鋼結構加固技術主要有增大截面焊接的加固方法、粘貼纖維增強復合材料的加固方法以及組合加固法等等,不同的加固方法有其優勢,也多少存在些弊端。預應力加固法“采用預應力鋼絞線對鋼結構整體或構建進行加固”“通過施加預應力改變原鋼結構內力分布并降低原鋼結構應力水平,后加部分與原結構能較好地共同工作,鋼結構的總體承載力可顯著提高”[2],預應力的加固方法現在最常用于梁式結構的鋼結構建筑中,尤其是橋梁設計和大型拱形建筑中。
房建中的鋼結構加固施工要根據建筑特點選擇合適的加固方法,在施工過程中嚴格按照《鋼結構加固設計規范》等相關規范要求進行落實,制定出可靠的施工方案、編制詳細具體的施工計劃,在施工過程中要加強監督監管,全面保證鋼結構的穩定和安全。
(3)鋼結構施工中的涂裝技藝
房屋建造過程中鋼結構施工中的涂裝主要包括防腐涂料的涂裝和防火材料的涂裝等等,涂裝技藝的高低不僅僅直接直接影響到建筑建造的成本支出,而且也直接影響到房屋建筑的工程質量和后期的使用體驗。鋼結構的涂裝施工工藝在事件節點、材料性能、操作流程和技術要點等方面都要進行嚴格控制,“每層涂裝施工時,首先進行外觀檢查,保證涂層均勻、平整,不允許有鼓包、裂紋、針孔、分層脫落與漏漆;采用濕膜測厚儀測試濕膜厚度,漆膜干燥后,采用涂層測厚儀測定干膜厚度”[3],多種手段做好鋼結構涂裝施工的工程質量監控。在對鋼結構建筑進行涂抹安裝時還要牢牢把握一些特殊部位的涂裝工藝,如梁及柱牛腿上翼緣上表面的涂裝施工過程,“建筑鋼結構的梁及柱通過連接板連接到一起后,大多數梁以及柱牛腿的上翼緣上表面要覆蓋壓型板-混凝土組合樓板”[4],進行涂裝時先對表面進行清理,然后再逐層進行涂裝,涂裝工藝施工過程中還要注意對其抗移滑性進行測試,保證其質量的同時要保證它的長期實用性。
現代建筑行業的蓬勃發展在為鋼結構發展創造條件的同時也對鋼結構的施工技術和工藝提出了更高的要求,相關企業、部門在房屋建筑施工過程中一定要嚴格把關,高標準、嚴要求,在保證房屋質量的前提下全面推動房屋建筑經濟性、安全性和可持續性發展。
[1]锜曉敏.淺談房屋建筑鋼結構焊接工藝[J].工程技術:引文版,2016(7):00280~00281.
[2]王元清,宗亮,施剛,等.鋼結構加固新技術及其應用研究[J].工業建筑,2017,47(2):1~6.
[3]張曉東.鋼結構涂裝施工工藝及質量控制研究[J].科技創新與應用,2012(4):174.
[4]楊鋒,楊杰.建筑鋼結構的特殊部位的涂裝工藝制定[J].現代涂料與涂裝,2015,18(3):64~66.