淺談主體結構鋼結構工程影響因素

曹德海

摘要：近幾年隨著我國城市化進程的加快，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低于許多國家，而鋼結構工程作為新型施工工藝，在使用中、施工及經濟方面都具有優勢，但鋼結構工程作為新型施工工藝，施工質量的復雜性不言而喻，建筑工程主體結構一旦發生質量問題極有可能危機使用者生命，因此鋼結構主體工程影響因素就是一個十分值得研究的問題。鋼結構主體工程的優點不言而喻，建筑物的承載重量又主體結構傳入基礎，確保整棟大樓穩定性，因此主體結構安全是施工過程中質量把控的重點，而哪些因素會影響到主體施工質量則尤為重要。

關鍵詞：鋼結構;質量;結構安全;影響因素

1 鋼結構的基本理論及影響因素

1.1 鋼結構的基本概念

鋼結構是由鋼制材料組成的結構，是主要的建筑結構類型之一。結構主要由型鋼和鋼板等制成的梁鋼、鋼柱、鋼桁架等構件組成，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，廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。鋼結構容易銹蝕，一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護。

1.2 鋼結構的特點

材料強度高，自身重量輕，鋼材韌性，塑性好，材質均勻，結構可靠性高，鋼結構制造安裝機械化程度高，鋼結構密封性能好，鋼結構耐熱不耐火，鋼結構耐腐蝕性差。

1.3 鋼結構的基本技術要求

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

2 鋼結構的施工技術及影響因素

2.1 鋼結構施工前準備

2.1.1 現場鋼構件存放及預埋螺栓施工要求

鋼構件以及材料的運輸進場應根據安裝方案制定的進度計劃來安排，現場根據一層柱梁安裝區域儲備構件，構件及材料進場要考慮安裝現場的堆場限制，協調好安裝現場與制作加工的關系，保證安裝工作按計劃進行。

2.1.2 機械準備及現場準備

保證對施工機械齊全準備和檢查，目前國內超高層建筑鋼結構施工在選用吊裝施工機械主機時，幾乎全部采用自生式塔式起重機，自升式塔式起重機可分為內爬式和外附式兩種。保證“三通一平”，施工現場的水通、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。掌握天氣季節變化情況，加強氣象預測預報的聯系工作。

2.2 鋼結構工程施工工藝過程

2.2.1 鋼結構吊裝施工要點

1.鋼梁安裝施工要點

鋼梁吊裝前，應清理鋼梁表面污物，對產生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進行除銹。在鋼梁的標高、軸線的測量校正過程中，一定要保證已安裝好的標準框架的整體安裝精度。鋼梁安裝完成后應檢查鋼梁與連接板的貼合方向。鋼梁的吊裝順序應嚴格安裝鋼柱的吊裝順序進行，及時形成框架，保證框架的垂直度，為后續鋼梁的安裝提供方便。

2.鋼梁安裝施工要點

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

2.2.2 鋼結構焊接施工要點

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

2.3 鋼結構施工質量通病

1.切割邊未加工或達不到規范要求。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.基礎地腳螺栓位置及垂直度超過規范允許偏差，導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品為對象，從系統的角度合理的安排組織協調產品生產的諸多要素，選擇施工方案，確定施工進度，布置施工現場，落實質量安全措施等，其目的是優化施工過程，保證工程順利竣工。科學的施工組織與管理，可以創造良好的施工條件，保證施工順利進行，使工程施工進入良性循環中，保證工程質量和生產安全而提高混凝土性能。

3.1 鋼結構的施工組織

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，在數量上按照不同比例，合理科學的組織起來，并且統一指揮勞動者的活動，從而保證鋼結構施工的有條不絮。

3.2 鋼結構的施工管理

施工管理是為了實現工程項目的目標。即成本目標、進度目標、質量目標。管理的任務主要是施工現場管理、技術管理、安全管理、施工質量管理等。從施工準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、機械、材料各項投入最大，也是管理對象之間關系最能體現管理水平的過程。因此，施工管理是工程施工方案的實施的操作者，質量保證的安全員。

現場施工質量管理的首要工作是確保質量保證體系的建立和正常運行。應按照事前、事中、事后控制相結合的原則。質量不能與安全生產、進度、成本對立起來，不能為了其他目標而影響工程質量。應該在保證質量的前提下來控制成本和進度。規范工程施工管理，確保工程質量、安全文明施工和工程進度，使整個施工過程有章可循，對保證鋼結構性能具有重大意義。

4 總結

鋼結構是一種成分相對簡單但現場施工難度較大、專業性較高的新型材料，其性能與施工技術、施工工藝及后期保養等關系密切，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一步研究，以促進我國混凝土結構技術的進一步發展。

隨著鋼結構原材料的發展，建筑設備水平的提升，鋼結構工程應用對象的發展變化，新型施工工藝的不斷涌現和推廣，鋼結構也需要發展和變化，使鋼結構技術要適應不同的設計、施工和使用要求。我們應該從工程管理大學科的角度來認真對待鋼結構，分析工程項目的結構特點，預估可能出現的不利情況和風險，采用科學合理、可行的技術線路和手段，完成出滿足設計要求和施工工藝要求的優質鋼結構工程。

總之，鋼結構作為現代化建設的重要材料，對我國的經濟發展有著重要的作用。本文介紹的鋼結構的原材料及現場施工的一些主控項目，是它的一些主要性能。而在現實生產中，由于外界條件的復雜多變，所遇到的情況可能還要更加復雜，我們必須綜合考慮這些因素，從整體上進行改進，只有這樣才能很好的提高鋼結構的性能，為我國現代化建設提供基礎支持。

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大連理工大學