對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工與質(zhì)量控制的分析探討

文／朱光耀 白晶晶 馮啟磊 劉文陽

社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步也促進(jìn)著建筑水平的提升，而建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程廣受大眾喜愛，是現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志之一。鋼結(jié)構(gòu)的施工材料以型鋼、鋼板等為主，有著工期短、抗震強(qiáng)、效能好、使用靈活的特點(diǎn)，且對(duì)于空氣污染和噪音都能有一定的防御作用。鋼結(jié)構(gòu)的使用在一定程度上促進(jìn)了強(qiáng)度高、質(zhì)量輕的墻體材料的使用與發(fā)展。為保證鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性，建筑的設(shè)計(jì)施工與質(zhì)量控制是建筑施工過程中必須嚴(yán)格重視的環(huán)節(jié)。本文對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工進(jìn)行了分析，并提出了一些質(zhì)量控制的措施。

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1.鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)性設(shè)計(jì)

建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)的精細(xì)度要求導(dǎo)致整個(gè)建筑項(xiàng)目復(fù)雜而繁瑣，這對(duì)于建筑設(shè)計(jì)來說在建筑鋼結(jié)構(gòu)的每個(gè)細(xì)節(jié)都要一一處理到位。鋼結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)同其品質(zhì)有相當(dāng)大的聯(lián)系，建筑物的金屬桿件以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的連接桿件都會(huì)暴露在肉眼可見的視線中，因此完美的細(xì)節(jié)性設(shè)計(jì)能提高整個(gè)建筑物的美感【1】。

2.鋼結(jié)構(gòu)的防火性設(shè)計(jì)

防火性、耐火性在建筑物中是非常重要的一點(diǎn)。當(dāng)建筑突發(fā)火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體構(gòu)件溫度會(huì)隨之升高，且鋼結(jié)構(gòu)的抗壓抗震度以及強(qiáng)度會(huì)隨之下降，最終可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)變形以及結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。因此在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，鋼結(jié)構(gòu)建筑中的柱、梁等支撐構(gòu)件的防火性必須達(dá)到最佳才能保障其安全性能，而其途徑有耐熱性材料噴涂、防火板的包裹等。目前市面上用的最多最廣的是防火涂料噴涂技術(shù)，由于其使用方便、操作強(qiáng)等特點(diǎn)得到廣泛運(yùn)用。

3.鋼結(jié)構(gòu)的防腐性設(shè)計(jì)

建筑鋼結(jié)構(gòu)在使用后，由于長(zhǎng)期暴露于空氣、自然環(huán)境中易受到風(fēng)、雨等外界因素的響而腐蝕，生銹老化等現(xiàn)象也時(shí)常出現(xiàn)，長(zhǎng)久以往會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的承重力下降以及建筑不美觀的結(jié)果。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐不容小覷。目前能解決上述問題的是新型的防腐與構(gòu)造的研發(fā)，但其研發(fā)的防腐材料的期限僅僅有20年左右，而這對(duì)于現(xiàn)今大多數(shù)建筑物的50年限的設(shè)計(jì)來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的。

4.鋼結(jié)構(gòu)的隔音性設(shè)計(jì)

現(xiàn)代建筑中，人們的居住體驗(yàn)越來越受到開發(fā)商的重視。由于噪音嚴(yán)重影響到建筑的日常使用體驗(yàn)，所以噪音的防治也十分重要。設(shè)計(jì)者可在建筑物的外墻加混凝土、石膏板墻等隔音材料或者隔音結(jié)構(gòu)，從而有效的做到建筑鋼結(jié)構(gòu)的隔音性。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)分析

1.平面布置與結(jié)構(gòu)選型

建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)適用于平面分布均勻、規(guī)整且起伏較小的建筑平面。若建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在易出現(xiàn)大幅度扭轉(zhuǎn)以及密度、形狀不勻稱的平面中運(yùn)用，會(huì)導(dǎo)致建筑物不能達(dá)到建筑所規(guī)定的質(zhì)量要求，質(zhì)量安全隱患增加，使建筑物的使用壽命與價(jià)值大大減少。建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是針對(duì)地震荷載和風(fēng)向荷載，以此達(dá)到對(duì)水平位移進(jìn)行控制【2】。因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)的重要部分，如樓梯間、電梯間的墻體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在設(shè)計(jì)時(shí)，若抗側(cè)力結(jié)構(gòu)為建筑的單元中分戶墻體，那說明水平位移的控制的未能到最佳效果。

2.確定柱網(wǎng)

建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中一個(gè)重要的步驟就是確定柱網(wǎng)。建筑施工時(shí)是按照平面分割實(shí)況，再將截面高度與梁的位置相結(jié)合，運(yùn)用鋼梁這種隱蔽的方式來確定柱網(wǎng)。在確定柱網(wǎng)的時(shí)，外墻位置之間的柱子的距離是關(guān)鍵點(diǎn)，只要處理好外墻玻璃上皮與沿外墻的鋼梁間的高度，即能將柱網(wǎng)確定好了。

3.確定建筑層數(shù)與層高

對(duì)于高層建筑與超高層建筑來說，防震效果好的鋼結(jié)構(gòu)被廣泛使用。在小型住宅建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑相較于鋼筋混凝土柱、梁雖然斷面小，但卻用于小型住宅不能發(fā)揮其最大價(jià)值。因此，鋼結(jié)構(gòu)較多的運(yùn)用于中高層以及多層建筑中。住宅建筑設(shè)計(jì)中，空間充分利用和自由分割是其遵循的原則，因此墻體設(shè)計(jì)時(shí)需有大開間和大進(jìn)深，樓板厚度、結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量也具有一定的要求，而用鋼量加大會(huì)導(dǎo)致震力加大從而是剪力墻的厚、強(qiáng)度以及配筋的情況受到影響。因此，確實(shí)建筑的層數(shù)和層高必須綜合分析建筑結(jié)構(gòu)，從而確保建筑的使用安全系數(shù)。

4.變形限值

建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)國(guó)家規(guī)定，若使用鋼桁架為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，就必須增加鋼的用量，這在一定程度上增加了工程的造價(jià)。因此，將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)按照一定的比例混合使用，既能在保障地震和風(fēng)力的情況下鋼的穩(wěn)定性，又能減少工程成本，以保證建筑物的使用。

5.選擇結(jié)構(gòu)體系

多層與高層房屋都是采用雙重體系。框架柱有鋼管、鋼骨砼柱以及H型鋼柱三種。就抗震性來說，鋼的支撐結(jié)構(gòu)比砼剪力墻要好。因此，小高層建筑如需節(jié)省鋼材，運(yùn)用鋼骨砼柱、鋼管砼柱的組合柱比H型鋼柱為框架更省材料。

三、建筑鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制的對(duì)策

1.熟悉工程的細(xì)節(jié)與整體

工程實(shí)施時(shí)圖紙是基礎(chǔ)，因此技術(shù)人員應(yīng)在施工前充分熟悉圖紙并知悉施工計(jì)劃，有條不紊地完成施工。且技術(shù)人員若在施工前發(fā)現(xiàn)不合理的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)修改，對(duì)于施工過程中可能遇到的問題未雨綢繆，以確保工期的準(zhǔn)時(shí)完成。

2.原材料的選用

由于原材料的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)建筑的施工質(zhì)量，因此，對(duì)于施工的原材料鋼結(jié)構(gòu)必須十分嚴(yán)格，且原材料的供應(yīng)商應(yīng)選擇也十分重要。在施工前期，施工方要對(duì)原材料的數(shù)量、尺寸等反復(fù)檢測(cè)，以保證其質(zhì)量完好，從而確保施工的順利開展。

3.焊接技術(shù)的優(yōu)化

在工人焊接鋼筋的過程中，應(yīng)全面優(yōu)化焊接鋼筋的技術(shù)。使用者應(yīng)根據(jù)不同的方案、不同的焊接材料而選擇焊接的輔助材料。且在工箱型桿件要以埋弧自動(dòng)焊接的形式，從而提高施工的質(zhì)量和鋼筋安裝的速度【3】。

4.鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和主體工程的質(zhì)量控制

鋼構(gòu)件最終安裝時(shí)，要確認(rèn)梁、柱下的墊鐵平整緊實(shí)，柱子必須垂直于墊鐵，且螺栓必須擰牢。安裝中需確保板疊與地面接觸的平整度于75%以上。確認(rèn)把控過后才能保證施工沒有問題的出現(xiàn)。

總結(jié)：

鋼構(gòu)件最終安裝時(shí)，要確認(rèn)梁、柱下的墊鐵平整緊實(shí)，柱子必須垂直于墊鐵，且螺栓必須擰牢。安裝中需確保板疊與地面接觸的平整度于75%以上。在一步一步確認(rèn)把控過后才能保證施工沒有問題的出現(xiàn)。