鋼結構在建筑施工中的應用

白如瑛

摘 要：中國鋼結構產業在近10余年期間發展迅速，已成為全球鋼結構用量最大、制造施工能力最強、產業規模第一、企業規模第一的鋼結構大國。鋼結構工程是以鋼材制作為主的結構，是主要的建筑結構類型之一。鋼結構是現代建筑工程中較普通的結構形式之一，普遍用于大跨度的建筑中，如廠房，屋頂等。直到19世紀末，我國才開始采用現代化鋼結構。新中國成立后，鋼結構的應用有了很大的發展，不論在數量上或質量上都遠遠超過了過去。我國的人民大會堂鋼屋架，北京和上海等地的體育館的鋼網架，陜西秦始皇兵馬傭陳列館的三鉸鋼拱架和北京的鳥巢等。

關鍵詞：鋼結構；鋼材；施工工序

1 前言

在設計、制造和安裝等技術方面都達到了較高的水平，掌握了各種復雜建筑物的設計和施工技術，在全國各地已經建造了許多規模巨大而且結構復雜的鋼結構廠房、大跨度鋼結構民用建筑及鐵路橋梁等。

鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建筑工期短；現對超高層鋼結構施工技術進行簡要總結。

2 做好施工前的準備工作

首先是強化施工圖紙的會審工作，圖紙是工程施工的依據，工程開工前項目監理機構要組織監理人員熟悉工程圖紙與項目有關的規范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。同時，要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審，檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”，力爭把問題解決在施工之前，減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。其次是認真審查鋼結構安裝施工組織設計，施工組織設計是施工單位全面指導工程實施的技術性文件，施工組織設計的完善程度直接影響工程的質量、進度。因此，鋼結構安裝工程施工組織設計審查要針對性和重點，主要內容有：①質量保證體系和技術管理體系的建立；②特殊工種的培訓合格證和上崗證；③新工藝的應用；④對工程項目的針對性；⑤質量、進度控制的措施和方法；⑥施工計劃（工期）的安排。

3 塔吊的選擇與布置

塔吊是超高層鋼結構工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據建筑物的布置、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應優先考慮內爬式塔吊，因為鋼結構建筑采用內爬式塔吊不需要對樓層進行加固，并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面，采用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。從經濟上考慮，為節約成本，優先選用內爬式塔吊進行鋼結構超高層建筑的施工。

4 嚴格原材料

鋼結構有很多優點，但其缺點是導熱系數大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產，為鋼結構的進一步發展創造了條件。在選擇中，首先鋼筋的質量證明文件應齊全有效，且進場檢驗應符合規范和設計要求。連接套筒應有出廠合格證，材料一般為低合金鋼、優質碳素結構鋼，其設計抗拉承載力標準值應不小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2 倍，套筒長為鋼筋直徑的二倍。

5 鋼構件驗收

鋼構件住進入安裝現場后，由專業質量檢測人員對構件的質量進行檢杏。彈出鋼柱的安裝軸線，若發現在運輸過程中鋼構件發生變形缺陷后，馬上進行矯正和處理。同時還需要對構件縱橫兩個方向的安裝中心線進行驗收，對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

6 螺栓安裝

鋼結構工程中螺栓連接一般用高強螺栓和普通螺栓，普通螺栓連接，每個螺栓一端不得墊2個以上墊片，螺栓孔不得用氣割擴孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個螺距；高強螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復試單，安裝過程中板疊接觸面應平整，接觸面必須大干75%，邊緣縫隙不得大干0.8mm，高強螺栓應自由穿入，不得敲打和擴孔；高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓，螺栓擰緊應按一個方向施擰，當天安裝的應終擰完畢，終擰完畢應逐個檢查，對欠擰、超擰的應進行補擰或更換。

7 鋼柱安裝

按結構平面形式分區段繪制吊裝圖，吊裝分區先后次序為：先安裝整體框架梁柱結構后樓板結構，平面從中央向四周擴展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個空問構架，以保證其剛度，提高抗風穩定性和安全性。為了便于調整柱的垂商度，在預埋螺栓上先擰上數個螺母全部擰到接觸基礎面，并用水平儀找平后，開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時，為了防止意外事故出現，在柱的上端活系兩根纜風繩，可以從多個方向臨時固定，也可用來調整垂直度。測量校正，鋼柱吊裝就位后，用兩臺經緯儀和水平儀對鋼柱進行測控，微調通過調整柱底腳板下的螺母來實現。

焊接鋼結構使焊前，對焊條的合格證進行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進行無損檢測，在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結構對稱、節點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續施焊，每一層焊道焊完后應及時清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫多層梁柱焊接時，應根據安裝情況先焊頂層柱與梁節點，其次焊底部柱與梁節點，最后焊中間部分的柱與梁節點。在焊接頂層梓與梁節點時，應先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。

8 門窗工程安裝

鋼窗安裝質量的控制重點有兩點，一是，鋼窗進場合格證、產品試驗報告及外觀的檢查。二是，鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。先施工固定鋼窗的立柱，有可能出現鋼窗與立柱之間縫隙過大或鋼窗安不上。我們在控制過程中，要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱，待鋼窗完全固定就位后，再焊接另一邊的立柱，這樣保證鋼窗與立柱之間無縫隙。

9 結束語

總之，我國正在大力發展鋼結構高層民用建筑，我們應及時組織考察總結已建成的鋼結構住宅工程的經驗，滿足住宅在適用性能、環境性能、經濟性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求，形成完善的建筑體系。但愿我國的鋼結構高層民用建筑能夠經得住歷史的考驗。