鋼結構住宅的技術性研究

茹興良　李崗

【摘要】在煉鋼水平不斷提升的前提下，鋼結構住宅建筑逐漸開始成為常見的建筑結構形式，除了跨度較大的大型建筑和臨時性建筑以外，一些高層建筑業已經開始采用鋼結構進行建筑施工。現本文就主要以某高層住宅建筑為例，來探討鋼結構住宅的施工技術方法。

【關鍵詞】鋼結構；箱型柱；型鋼；施工技術

某住宅建筑是一座建筑總面積為3.3萬平方米的27層建筑，其中地上有26層，地下有1層停車場。其中地上的1-3層是公建部分，4層及以上為居住公寓。公建部分的外窗使用的是無框窗，居住部分的外窗則是使用塑鋼窗。在該建筑的設計施工中，并未采用傳統的鋼筋混凝土結構進行建筑結構施工，而是采用一種新型建筑結構形式——鋼結構進行結構施工。其中承重部分的鋼結構框架為工廠加工成型的箱形截面柱與H型梁，但樓面仍然是采用現澆混凝土的施工工藝。另外，為了滿足外墻保溫需求，在屋面采用了PVC卷材和ALC板相結合的方式。在整個建筑結構施工中，最關鍵的施工環節是承重部分的鋼結構施工，其關系著整個建筑的安全與穩定。

一、鋼結構制作與加工

本工程中所采用的承重鋼結構框架為箱形柱和H型梁，所使用的鋼材均為質量合格的型鋼。其中箱形柱采用了鋼板，H型梁采用了Q345B軋制H型鋼。所有的除銹、制作、加工和焊接等工藝都是在工廠車間完成。

1.1箱形柱的制作工藝

箱形柱的制作工藝要點主要包括鋼板拼接、劃線下料、組裝焊接等三部分。其中鋼板拼接過程中，為了保證鋼板的直線度，技術人員采用了將兩塊鋼板拼接到一起的方式，來達到12m以上的鋼板長度要求。而在劃線下料則是根據排料圖劃進行劃線，劃線的過程中要注意在長度方向留50mm，寬度方向留3mm以便切割。但是為了保證切割質量符合設計要求，還要求每隔5m就要留100mm不進行劃線切割，而是等到鋼板完全冷卻之后，再進行切割。當所有的鋼板都切割完成后，就可以進行組裝焊接。首先可以利用H型鋼當做臨時組裝平臺，再在型鋼尚鋪設一層焊接襯板，繼而在腹板上按要求劃好組裝線。當然，為了保證組裝質量，在組裝前還要做好找平工作。在焊接時，無論是哪一個焊接環節，都需要在固定了位置后再進行焊接，以免焊接時鋼板發生偏移。箱體的焊接應當進行雙面焊接，即當一面焊接完成后，再進行另一面的焊接。

1.2H型梁的制作與連接板的加工

在制作H型梁時，首先要下料，即將Q345B軋制H型鋼切割成圖紙要求的尺寸大小。繼而在切割好的型鋼板上進行鉆孔。鉆孔時要找準位置后，確定其中心和直徑的誤差在允許范圍內。繼而再利用高強度螺栓來對摩擦面進行相應的處理，使加工后的鋼材表面的粗糙度達到相關要求。

二、鋼結構的安裝施工

在鋼結構的安裝施工前，要對所有需要在工廠車間加工完畢的鋼材進行質量檢測，確保其材質、尺寸、規格、焊接質量等都符合相關要求。繼而就需要按照一定的施工流程來進行鋼結構的安裝施工。具體安裝施工流程如下所示：

2.1箱型柱安裝

在實際的施工過程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采購②加工③運輸④吊裝⑤連接。所以，在刷防銹油漆前，我們應把鋼結構表面的鐵銹、油污等清除掉。注意，機械除銹達到Sa2，手工除銹達到St2。在此工程四層以下裙樓立柱是四十八根，主樓立柱是三十七根。截面的形狀應該是箱形。剪力墻框架立柱為150*150H型鋼。立柱單根（其最大設計重量為三點五噸，最小設計重量為一點八八噸）最長是十二點五米，最短的是四點五米。吊裝順序的基本思路是從中心向四周拓展，進而確保框架在安裝時的對稱以及牢固。

2.2鋼梁安裝

對于安裝鋼梁，我們可以將其分為主梁（其材質是Q345B軋制H型鋼）安裝，次梁安裝以及外挑梁安裝。同時要注意，在立柱形成單元后，主梁要使用捆綁串吊施工，依據此工程的設計要求吊裝的數量應在兩到四根。因為空間與接點的現實情況，次梁與剪力墻框架梁通常使用單根吊裝。

2.3高強螺栓安裝

在當前的建筑鋼結構連接方法中，高強螺栓可以說是最先進的。高強螺栓的特征有以下三點：①可以拆換。②方便施工。③傳力平均。在此工程的設計方案中，高強螺栓使用的是摩擦型連接。緊固的方法是我們使用專用的棘輪扳手與扭矩扳手在經過初擰與終擰之后完成。

2.4栓釘焊接

在高層鋼結構施工環節中，栓釘焊接是不可或缺的。我們通常看到兩種方式栓釘焊接：①直接的焊接在鋼梁上。②在穿過壓型鋼板后焊接在鋼梁上。此工程使用的方式是第一種。

三、混凝土施工

在本工程中，混凝土部分主要有兩個部分：①現澆混凝土樓面。②核心筒筒壁。混凝土主要通過砼泵豎向運輸。依據工程的結構特點，樓面模板支撐方案使用H型梁下翼緣支撐小規格H型鋼，并在其上放置竹膠板和鋼筋。箱型柱內澆混凝土所使用的方法是借助泵的壓力把混凝土從下往上壓入箱型柱，即頂升法。在未混凝土頂升時，對頂升入口處的管壁，要與設計方做出具體的驗算，來保證頂升壓力保持在規定的強度之內。

四、外墻板安裝

我們使用的外墻板是厚為一百七十五毫米的 ALC板。這種板全部是在工廠生產，然后運輸到施工現場吊裝的，使用的吊裝設備是塔吊。TU平板4600多塊，TU藝術板5180塊。施工過程要依據廠商提供的施工圖紙，樓面的通長角鋼用墻板內側膨脹螺栓固定并與ALC板上的專用聯結桿連接。采用嵌縫砂漿和密封膠對縫隙進行密封。

五、內墻板安裝

在安裝內墻板時，我們使用的都是C型厚度是125的ALC板。這種板都是在工廠加工生產，再運輸到現場進行安裝。由于其操作簡單，因此不會受到天氣等的約束及影響。衛生間等部位的墻板我們使用的是特別的PVC密封膠。安裝內墻大體上和安裝外墻是相同的。

六、鋼結構住宅施工的優點

最初在設計鋼結構高層住宅建筑施工方案時，有人提出這種結構的強度很難支撐高層建筑的荷載，因而認為是不可行的。但是進過實踐證明，采用箱型混凝土柱和H型梁作為鋼結構建筑的主要承重結構，并對電梯、樓梯等位置進行鋼筋混凝土結構施工，以作為建筑的剪力墻抗側力結構，完全可以滿足建筑的各種力學設計要求。并且這種施工方式還具有較好的抗震性能、較強的承載能力和較大的變形能力。另外，鋼結構住宅建筑施工工程量較小，勞動強度小，工期短，是一種具有很大可行性和可靠性的新型建筑結構形式，具有一些傳統建筑結構所沒有的應用優勢。

七、結束語

綜上所述，只要能夠結合建筑特點合理設計箱形柱和型鋼梁，使梁柱等承重結構的力學性能達到相關要求，就能夠保證鋼結構的結構穩定性與安全性。這種施工簡便快速的建筑結構施工技術在現代社會中必將擁有更大的發展空間。

參考文獻

[1] 姚文煥. 實例分析高層建筑鋼結構的施工技術[J]. 現代商貿工業. 2010（21）

[2] 賈寶鈞. 鋼結構住宅施工過程[J]. 中國住宅設施. 2007（09）