土建層建樓層鋼結構的現狀和優化措施

◎鄭海濤

引言

鋼結構具有造價低、施工周期短、質量更穩定等等諸多優點，在建筑施工中得到了廣泛的應用。在土建層建樓層應用鋼結構，可以保障這些樓層的質量。研究目前土建層建樓層鋼結構的現狀并根據這些現狀提出對應的改進措施，可以讓土建層建樓層的結構優化。文章主要針對如今土建層建樓層鋼結構的現狀和改進措施提出相應看法，希望可以起到拋磚引玉的效果。

一、發展現狀

隨著我國住房體制的改革，我國住宅面積建設的投資力度在不斷的增大，近幾年來房地產市場非常火爆。在2010 年，城鎮住宅的投資量已經占我國總投資量的5%以上。因為我國人口眾多，住宅建筑在我國有著非常大的需求量。鋼結構在具體使用的過程當中有著施工材料結構強度高、可塑性強、結構質地非常均勻，并且與力學計算假定比較符合等優點。同時建筑工程鋼結構在使用的過程當中所使用的鋼板材料可以回收再利用，對工程周圍環

境帶來的污染比較小，非常符合我國可持續發展的觀念。在80 年代以前，我國長期處在鋼結構材料短缺的情況下，建筑工程在建設的過程當中秉著節約使用鋼材料的理念。在1996 年，我國鋼材料的生產產量已經超過1 億噸。隨著我國鋼材料產量的不斷提高，鋼筋材料在使用的過程當中出現產量過剩的情況，這樣就導致鋼結構材料的價格不斷走低。在1999 年，我國開始在建筑行業推行鼓勵使用鋼材料的政策鋼結構住宅在政策的支持下在我國有了非常好的發展。在2017 年，我國相應的這份報告當中就已經明確地提出了鋼鐵去產能目標，鋼結構住宅這樣新型的結構體系也必將成為住宅產業發展過程當中最新的力量，相信鋼結構住宅在我國未來會有非常大的發展空間。

鋼結構施工技術水平有待提升。現階段，鋼結構在我國發展時間較短，許多技術不夠成熟，在一定程度上抑制了鋼結構的快速發展。從鋼結構安裝角度來分析，因為技術不夠成熟，在具體施工環節，特別容易出現布局偏移問題，或者錨栓垂直度不符合規定要求。

二、鋼結構的性能的優勢特點分析

1.自重輕、構件小。

（1）自重輕鋼材較高的比強度使其具有輕質高強的特點，在相同的荷載和跨度條件下，鋼結構的自重僅為混凝土結構的1/3～1/4（冷彎薄壁型鋼結構甚至可以達到1/10）。對于樓層建筑來說，自重輕一方面意味著基礎造價的降低（國內示范項目統計顯示，基礎造價降低幅度在10%～20%）；另一方面意味著地震作用的重力荷載代表值減小，抗震性能優越。

（2）構件小“輕”也意味著構件幾何尺寸的縮減，更能帶來設計空間的釋放。尤其是豎向構件面積的減小，會使建筑的實際使用面積增加，間接提高得房率。

2.抗壓、抗震延展性好。

鋼結構利用鋼材料制成的，鋼是通過鐵摻入一定量的碳而后制成的，性質相比較鐵有了更大的改善，其中穩定性的改變最為明顯，因為相對質量比較小，延展面積又比較大，鋼材料往往可以負荷更大的質量，所以抗壓性能特別好。此外，鋼結構大多采用穩定性比較好的三角架模式，這就讓鋼結構的抗震性能得到了進一步的加強。本身鋼結構就比較穩定，再加上采用比較結實的結構，這樣當地震來臨的時候，鋼結構可以讓地震的效果減少一半左右，減少地震對于房屋的影響，這樣鋼結構的抗震性能也就凸顯出來了。

3.綠色、環保性能突出。

鋼結構自身延展性比較好，在實際應用的過程當中，特別容易改造，如果工程需要對鋼結構進行改造，作業人員可以在施工現場直接改造，有效降低了工程施工難度。正是因為鋼結構具備容易改造的特點，其對周圍環境產生的污染比較小，在鋼結構加工制作環節，不會產生大量的粉塵，其綠色。環保性能較為突出。鋼結構能夠循環利用，可有效解決資源短缺問題，是一種應用廣泛的環保型施工材料。

4.施工速度快。

現場拼裝速度快，施工周期縮短根據國內近年來示范項目的統計數據，鋼結構建筑較傳統建筑可節約40%～50%的建設周期，所以其隱含的綜合經濟效益更多體現在資金的時間價值上。或許有人會提出，若算上結構工廠化預制的時間，實際總工期并沒有縮短。這一看似合理的說法其實還是沒有擺脫傳統建造方式觀念的束縛，忽略了主體結構作為部件和產品的概念。恰恰是因為主體結構生產的工業化，擺脫了氣候條件的限制，才徹底解決了傳統建造方式受氣候影響的難題，實現了流水線上造房子的理想。伴隨著工業化生產方式向信息化智能制造方式的升級，未來生產效率的提升，將會遠遠超乎傳統施工現場制作手工業水平的想象。

5.質量好。

鋼材料的性能本來就比較好，而且土建層建樓層的鋼結構都是定制，由專門的技術人員采用專門的技術制作而成，這樣就能最大程度地保障了鋼結構的性能，讓鋼結構的精度有了很好的保障。此外，由于鋼材料輕便，延展性比較好，施工起來就比較快，在制造過程中，就能大幅度減少堆積的時間，這樣鋼結構的性能就能得到更大的保障。質量好就讓鋼結構的施工效率得到了進一步提高，而且由于剛結構相對質量小，一次可以運輸大量鋼結構到指定的高度，同時進行好幾項的安裝作業，這樣可以大大提高鋼結構的施工速度，施工時間也就能大大減少。

三、土建層建樓層鋼結構發展中存在的問題

1.人員素質不完善。

鋼結構工程是一項系統工程，其施工質量受原材料、加工預制、結構設計、安裝焊接、質量檢測等諸多因素影響。我國建筑施工人員長期從事混凝土建筑的施工，且作業人員主體為農民工，文化水平不高，從事建設安裝工作多是憑長期經驗，缺乏專業技術知識。部分施工單位對鋼結構施工技術的要點不熟悉，未制定完善的質量保證措施，嚴重影響工程質量，甚至造成安全事故。鋼結構工程質量控制問題主要體現在以下幾個方面：第一，施工前未與土建工作充分銜接，地勘工作不充分，施工技術條件較差，未制定詳細的施工方案，施工圖紙不完善。第二，施工中所需、鋼構件、高強螺栓、焊接材料等原材料的采購、運輸、使用、保存不規范，原材料質量存在問題。第三，不重視文件資料管理，現場安裝、工程施工、竣工驗收、后期維護的質量監督管理不到位。

2.對鋼結構的質量重視程度不夠。

在當前的建筑工程行業中，有部分施工企業對于施工質量及安全的重視程度不足，在施工中只關注成本控制，導致建筑結構建設的穩定性不佳，建筑整體質量不好。鋼結構是建筑中重要的承載結構，其施工危險性環節眾多，施工安全及質量控制不到位將給施工單位及建筑使用者帶來巨大的安全風險。

3.施工技術還不成熟。

由于我國的鋼結構理念在建筑行業的發展時間還不算很長，很多技術的發展尚未成熟，這就導致了鋼結構的進一步發展受到了很大的限制。在安裝問題上，我國的安裝技術還不成熟，在施工過程中會出現預埋件整體或布局偏移、錨栓不垂直的現象。此外，焊接技術也尚未達到一定的水平，錨栓連接不緊密的情況時有發生，這對于鋼結構的穩定性有很大的影響。如果鋼結構的施工技術達不到要求的水平，那么鋼結構的優勢就不能得到最大程度的體現，這樣建筑行業就不會對其投入更大的注意力，土建層建樓層的鋼結構的發展就會受到阻礙。

4.鋼結構的方案設計不合理。

土建層建樓層的鋼結構必須都先形成一個合理的方案，然后才能根據方案設計畫出對應的圖紙，在圖紙的指導下進行原件的配置以及安裝。可是，現今的土建層建樓層的鋼結構的方案設計很不合理。設計人員長期坐在辦公室，對于工人的施工水平、工地的施工現狀等等沒有一個準確的把握，只是憑著自己的理論知識，在造價的要求下選擇方案，一味追求比較高的制作水平，沒有考慮到施工難度以及目前的發展水平，這樣與實際情況嚴重脫軌的設計不僅加大了施工的難度，更使得鋼結構的性能很難得到保障，對土建層建樓層的性質也有很大的影響。

5.對鋼結構的設計重視程度不夠。

我國建筑中應用鋼結構才剛剛起步，尚未發展到較高的水平，這方面的設計常常會出現經驗不足的情況。建筑公司在實施鋼結構的施工時，都會找設計院對鋼結構進行設計。而很多大型設計院設計工作繁重，鋼結構的設計的利潤又不高，對此的重視程度就比較低，很多時候就草草設計了一下或者移交給其他單位，這樣設計出來的鋼結構很多都不符合工程所需要的水平。施工者對鋼結構的設計的重視也不夠，拿到圖紙后也不進行估量，直接就指揮工人進行施工，這樣下去，鋼結構的質量會受到極其不好的影響。

四、提升土建層建樓層鋼結構施工質量的核心途徑

1.提高從業人員的技能水平并加強對專業人員的培訓。

鋼結構施工技術在建筑工程項目建設過程中發揮著十分重要的作用。在具體施工過程中，為了保證建筑最終施工質量和后期使用過程的安全性與穩定性，就必須要不斷提高鋼結構施工質量。這就要求工程項目質量管理人員加強對整個施工過程的嚴格管控，首先對鋼材料的來源渠道引起足夠的重視，做好鋼材料采購人員的日常培訓和教育工作，提高他們的思想認知和綜合素養，確保所選購的鋼材料質量符合工程建設要求，同時還要盡可能降低采購成本。在實際培訓學習的時候，應該給采購人員更多講述有關施工材料方面的知識，使他們在具體采購的時候可以挑選出質量過硬、性價比較高的鋼材料。其次，不斷健全施工管理制度和監管機制，不定期對鋼材料進行抽查檢驗，明確各個崗位的具體職責，將具體的責任落實到具體人員上，即使后期出現問題，也可以快速找到具體負責人，這樣可以很好地調動工作人員的積極性。在實際工作中做到認真負責，有效把控鋼結構質量和高層建筑施工質量。

在對設計人員的培訓中，要加強他們的專業理論，更重要的是，要讓他們深入施工工地，了解實際情況，根據實際情況做出適合的設計。在加強專業理論的培訓中，可以讓他們學習一些正反兩面的例子，讓他們分析成功和失敗的原因，這樣可以增加他們的經驗，讓他們處理問題的經驗更豐富。此外，讓他們深入工地，對工地的情況做一個深刻的了解，加強他們與施工人員的溝通交流，這樣他們對施工水平有一個清楚的理解后，就不會有那種脫離實際、盲目追求高質量的設計出現了，這樣也能保證鋼結構的設計在合理的范圍內穩步前進。在對施工人員的培訓中，要讓他們明確自己的工作職責，這樣在責任的約束下，他們會在工作中嚴格要求自己，這樣每一環節的質量有了保證以后，鋼結構的質量就能得到最大程度的保障。此外，還要加強施工工人的施工技術，包括焊接、錨準技術等等，可以讓一些施工技術精良的師傅進行講解示范，在榜樣的帶領下，其他人會跟著共同發展，這樣真個團隊的施工技術得到了極大的改善，鋼結構的制作、連接工藝也就得到了快速的發展和提高。

2.加強質量監管。

為保證鋼結構工程的施工質量，需要重視監理工作，加強對監理人員專業能力培養，使其在施工現場的巡視和旁站過程中，有效監督施工人員按照標準規范進行作業。要發揮質量監督部門的監管作用，對施工企業的資質、施工人員的技術水平、施工方案、工程設備等內容進行嚴格審核，對不符合規范的要指出并要求修正，保證工程質量。

3.利用新型技術幫助鋼結構的集成化和現代化發展。

土建層建樓層鋼結構要想得到徹底的發展，還需要在發展現有水平的基礎上引入新技術，朝著集成化和現代化發展下去。信息技術不斷發展，鋼結構的制造也應積極引入信息技術，在其的幫助下精準控制鋼結構的生產過程，這樣就可以實現大規模批量生產，制作出來的鋼結構也能夠獲得更大的質量保證。不斷更新鋼結構的專業知識，將其融入生產工藝，這樣才能更好保障土建層建樓層鋼結構的不斷發展。

4.對竣工階段的質量驗收進行控制。

在墻面、屋面以及結構等方面進行專檢、互檢以及自檢的檢查，并且充分落實整改。如果上一道工序驗收不合格，就不允許進入下一道工序，否則就會影響工程的整體效果。除此之外，嚴格根據竣工的驗收標準進行詳細檢查，并且進行落實整改，進而確保建筑鋼結構項目施工符合設計要求。

5.對于鋼結構材料的檢測。

在這鋼結構進行前期使用的過程當中需要加強對鋼結構的材料檢測，這樣可以使所有的施工材料都能夠符合工程建設的標準，只有這樣才能夠將施工材料運輸到施工現場并且投入到工程建設的過程當中。在對施工材料進行采購以及焊接的過程當中，需要嚴格遵循設計圖紙的相關內容以及工程建設施工工藝的需求，并且應該要求鋼材料廠以及焊接材料廠出示施工材料質量合格證書以及相應的檢測單，這樣能夠更好的保障鋼材料的型號以及質量有效滿足工程建設的標準。在鋼結構具體施工的過程當中如果出現異常現象需要對鋼結構施工材料進行合理的替換，在替換的時候必須要同設計單位進行相應的協商。目前高層建筑施工過程當中所使用的鋼結構施工材料數目非常多，所以必須加上對鋼材料的檢測，對于符合質量的鋼材料在儲存過程當中需要注意放置順序，有效防止施工材料放置混亂現象的產生，并且還需要加強對施工材料的儲存管理。

6.建筑吊裝順序的確定。

在鋼結構施工選擇好塔吊之后，需要得鋼材料進行吊裝施工，這一環節是工程建設過程當中非常重要的施工工序，材料吊裝的速度以及效果將會直接影響到工程建設的整體質量。所以為了能夠更好地保證鋼結構施工的質量，在進行吊裝施工的過程當中需要對相關的技術進行有效的控制。在工程施工準備階段，需要合理的確認材料吊裝施工的位置以及施工的先后順序，在這個過程當中需要充分結合鋼結構的形式以及工程建設現場的實際情況，合理的確定吊裝施工的塔吊數量，明確塔吊施工過程當中的位置。在有效確定基本信息之后，可以結合工程的實際情況將施工現場分成不同的區域，將施工現場分成三個吊裝單元，在進行吊裝施工的過程當中首先需要對中間位置單元進行吊裝施工，這樣才可以有序的完成三個單元整體的吊裝施工，同時也方便工程建設后期對施工工序進行合理的矯正。

7.更新理念，加強對鋼結構的重視程度。

如果想讓土建層建樓層鋼結構施工能夠得到及時的更新以及改善，在工程建設的過程當中必須更新施工理念，加強對鋼結構施工的重視，這樣在工程具體建設的過程當中才能夠投入更多的精力，更好的保證鋼結構住宅的發展。目前建筑行業對于鋼結構施工的認識程度并不高，為了能夠有效解決這一局面政府需要加強宣傳，讓從事建筑工程施工的工作人員能夠了解到鋼結構施工的優勢以及未來的發展前景，只有工作人員真心的了解到鋼結構施工的重要性以及鋼結構施工的優點，才能夠更好的將鋼結構引入到自己的設計當中，這樣才能夠更好的裝備鋼結構施工的隊伍。為了能夠有效保證鋼結構應用得到廣泛的推廣，政府可以根據實際情況頒布一些相應的推廣條令。據采用鋼結構施工的建筑公司進行一定的鼓勵，這樣在部分利益的帶動下，建筑公司對于鋼結構的重視也會不斷增大，鋼結構也能夠真正的發展起來。

結語

我國土建層建樓層鋼結構的發展剛剛起步，仍然有很長的路要走。考察我國鋼結構的發展現狀，學習借鑒國外先進的管理和生產經驗，對我國土建層建樓層的鋼結構的制造工藝以及安裝工藝作及時調整，并不斷更新理念，在新技術的帶領下幫助土建層建樓層鋼結構的發展走上集成化、現代化的道路，這樣土建層建樓層鋼結構的發展前景才會越來越好。