關于鋼結構建筑施工工藝探析

摘 要：近10年來，鋼結構在實現了突飛猛進的發展，已經成為我國建筑行業的主導趨勢之一。文章針對鋼結構在高層和超高層建筑中的施工工藝進行介紹，并就施工過程中的重要節點做出論述說明，希望能夠對國內鋼結構建筑施工企業今后的日常施工有所幫助。

關鍵詞：鋼結構建筑；高層；加工工藝

我國成為鋼產量大國以來，鋼結構技術在建筑領域的應用日益廣泛。特別是在奧運會的影響下，國內出現了鋼結構建筑熱潮。在科學技術高度發達的今天，鋼結構技術不斷取得發展進步，已經成為我國建筑領域的主導力量。

1 鋼結構原材料的選擇

由于鋼結構建筑主要建材是鋼鐵，導熱性很好，耐火能力不足。基于這個問題，耐火鋼的研究一直是冶金技術領域研究的重點課題，并不斷取得進步，使得鋼結鉤在建筑業中的進一步發展成為可能。

一般情況下，高層與超高層建筑的總造價大體可以分為三部分，即鋼材料的費用、制作安裝費用和防火涂料的費用。其中，防火涂料的費用約占總造價的30%，比重較大。如果選擇耐火鋼作為鋼結構的主材，可以有效提高鋼結構的安全性與可靠性。雖然鋼材料的價格有所上升，但通過防火涂料費用的降低可以在一定程度上予以彌補。

2 鋼結構的加工過程

2.1 如何制作箱型柱

為保障鋼板下料后的直線度，可以采用將兩塊鋼板進行拼接的方法。在每一段柱高不超過十二米的情況下，這個方面可以獲得較好效果。在進行劃線下料時，要注意留下余量。其中，在劃線的寬度方向上要留下余量3毫米、劃線長度方向要留下余量50毫米，中間的隔板不留余量。按照5毫米左右的間隔，沿劃線在長度方向用電鉆鉆孔，之后同時使用兩臺半自動切割機沿著劃線中軸線進行切割。用水準儀將H型鋼固定后，再進行焊接組裝成臨時組裝平臺。需要注意的是，焊接工作完畢后，務必保證在距離母材5毫米的地方完成引熄弧板的切斷操作。最后使用磨光機進行修磨平整，并認真檢查。整個過程當中，一定要避免用錘重擊打焊接處，以保障焊接處的完整。

2.2 梁與連接板的加工與焊接

與通常制作工序相同，第一道工序是下料。一般情況下都是使用切割機進行型鋼的下料。鑒于不同種類鋼材性質不同，鋼材下料過程中必須要由操作人員進行人工控制，所以在鋼板下料時要使用半自動切割機。下料完成后，要把切割處打磨光滑并將金屬殘渣清理干凈。同時對各種材料予以編號并分類擺放，以方便后續操作。為保障鉆孔定位準確，在鉆孔前，用劃針或其他工具在材料上面標出孔的中心位置和直徑大小，同時在孔的四周距離中心900毫米的位置上打四只沖孔，完成后仔細檢查，確保位置準確。沿著與鋼板受力方向垂直的方向用用電動砂輪機或是磨光機對鋼板表面進行打磨，打磨范圍不能超過螺栓直徑的4倍。確保打磨光滑，防止在鋼材表面摸出明顯凹坑。

3 鋼柱的制作與安裝

在高層、超高層建筑中，作為主要豎向構件，鋼柱決定著層高和建筑總高度必須要嚴格按照國家規范標準進行加工驗收。對于100米高的超高層建筑，其鋼柱由8到12節構件組成。在鋼柱翻樣下料制作過程中，焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形對于鋼柱的使用性能影響很大，必須加以重視。要明確鋼柱翻樣下料長度和設計長度的區別，就算二者只差幾毫米也不能混為一談。要嚴格按照編號正確安裝鋼柱，即使上下兩節鋼柱截面完全相等時也不能混用。安裝后要嚴格按照國家標準檢查驗收，確保工程質量。

通常可采取兩種方法控制鋼柱標高。一是按相對標高制作安裝。一般適用于12層以下，層高要求不嚴的建筑。鋼柱的長度誤差要限制到3毫米以內，焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形都忽略不計，只要建筑物的總高度滿足全部柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算達標。二是按設計標高制作安裝。主要應用于12層以上，精度要求較高的建筑。第一節鋼柱底面標高要符合土建的標高。全部鋼柱的尺寸總和要與總設計尺寸相等。所有柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形都要計入相應鋼柱的加工長度。不管是采用相對標高還是設計標高，在翻樣下料制作過程中都要充分表達出來，并符合設計要求的總高度。

4 框架梁的制作與安裝

H型鋼是高層、超高層框架梁的首選材料。框架梁通常使用剛性連接的方式與鋼柱宜連接。連接的鋼柱為貫通型鋼柱。鋼柱內部與框架梁的上下翼緣對于的地方要設置橫向加勁肋。在制造過程中，為使框架梁與鋼柱連接處的節點域具有較好的延展性，連接固定更加牢固，同時也為了保障樓層層高的精確性，要在框架梁所在位置設置懸臂梁（短牛腿），使用剖口熔透焊的方法進行懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接處的焊接，使用貼角焊縫的方法焊接腹板。對于框架梁與鋼柱的懸臂梁（短牛腿）連接，上下翼緣的連接處采用襯板（兼引弧板）全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。

由于鋼筋混凝土施工允許偏差很大，遠遠不能符合鋼結構的精度要求，所以對于框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接的情況，可在腹板的連接板上開設橢圓孔。開孔時要保證橢圓孔的長軸孔徑小于螺栓孔徑的2倍，同時要留夠充足的孔邊距。由于焊接過程中產生的收縮，框架梁的翻樣下料長度和設計長度并不相同。通過經驗公式加以計算并在實際加工后校核，可以比較準確的排除焊接收縮變形的影響，確定其翻樣下料的精確長度。在進行高強螺栓群連接時，要確保孔位精度。現階段常用的方法有模板制孔和多軸數控鉆孔兩種。相對于模板制孔，多軸數控鉆孔精度更高，所以在條件允許的情況下建議使用多軸數控鉆孔。如果采用模板制孔，首先要保證模板的精度，它是后續施工的基礎。對于孔位發生局部偏差的情況，只能用鉸刀擴孔，絕對不能用氣割擴孔，否則就要按照重大質量事故處理。

5 鋼結構的防火處理

消防安全是建筑物的重要屬性。由于鋼結構建筑防火性能存在先天缺陷，必須加以改進克服，使其防火性能滿足設計規范中的相關要求。鋼結構的防火問題主要是鋼結構在高溫下容易發生變形進而導致結構坍塌。針對這個問題，可以從多方面著手解決。常見的有在鋼結構表面刷涂耐火隔熱材料以避免鋼結構與火焰直接接觸，從而降低鋼結構受熱程度。在實際施工中，要因地制宜，根據工程的具體情況采用相應方法。

6 結束語

鋼結構技術具有強度高、抗震性好、自重輕、節能環保、隔音保溫等特性，在建筑領域的競爭優勢日益凸顯。隨著我國科技進步和經濟發展，特別是加入世界貿易組織以后，鋼結構勢必迎來更加廣闊的發展前景。我國鋼結構建筑企業目前已經初具規模，要牢牢把握這個機會，加快自主研發，推動技術升級改造，不斷提升國內乃至國際市場的競爭力，從而實現企業的可持續發展和經濟效益最大化。

參考文獻

[1]邊輝顏，邊輝娟.鋼結構建筑的維護保柵中國科技信息，2008（5）：155.

[2]張曉光，張云鵬.淺談鋼結構防火涂裝[J].黑龍江科技信息，2010（5）：28.

[3]師建軍，付金龍.論冬季建筑施工應注意的問題及采取的技術措施[J].民營科技，2011（5）：304.