淺析工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及質(zhì)量控制

1 引言

與傳統(tǒng)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有下述兩方面的明顯特征:第一，若兩種結(jié)構(gòu)的跨度相同，采用鋼結(jié)構(gòu)的鋼梁高度只有鋼筋混凝土梁高度的二分之一;第二，若兩種結(jié)構(gòu)的承載力相同，采用鋼結(jié)構(gòu)的鋼柱外圍面積只有鋼筋混凝土面積的四分之一。雖然采用鋼結(jié)構(gòu)能在一定程度上緩解鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)“肥梁胖柱”的缺陷，但“藏梁包柱”仍是采用鋼結(jié)構(gòu)建筑設計的重要內(nèi)容。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

2.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

(1)平面布置和結(jié)構(gòu)選型。若要建的建筑物具備下述特點:平面布置規(guī)正、勻稱、幾乎沒有凹凸變化，此時十分適宜使用鋼結(jié)構(gòu);而如果要建的建筑物軸線錯開較多、形心與質(zhì)心之間具有很大的距離，同時極易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，在這種情況下不適宜使用鋼結(jié)構(gòu)。基于此，在進行鋼結(jié)構(gòu)住宅設計時，必須對風和地震荷載作用下建筑物所發(fā)生的水平位移進行一定程度的控制，即必須考慮抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。就住宅設計而言，通常也將樓梯間、電梯間的墻體設計認定為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，若在此條件下，位移仍然難以控制在允許值范圍之內(nèi)，此時可將相鄰單元之間的廚房、分戶墻等做為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。

(2)變形限值的討論。在進行建筑物設計時，若采用鋼桁架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成純鋼結(jié)構(gòu)時，在進行設計時，必須滿足下述幾點要求:在風力和地震作用下，層間位移分別為1/400、1/250;頂點位移分別為1/500、1/300。若按照上述要求進行設計，在一定程度上會增加建造成本。若按照鋼結(jié)構(gòu)限值的1/300對整體剛度進行控制，一旦發(fā)生地震，可能會對鋼筋混凝土剪力墻造成破壞，安全程度不高;若按照鋼筋混凝土剪力墻限值的1/800對整體剛度進行控制，一旦發(fā)生地震，鋼梁、鋼柱截面會隨著地震力的增大而增加。

(3)層數(shù)和層高的確定。不同類型的建筑結(jié)構(gòu)，都具有最適宜的結(jié)構(gòu)形式。和傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有較小的地震設防梁、柱斷面等，對高層住宅來說，梁柱的存在會對居民的使用造成一定程度的影響，在此條件下，和其它結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在高層住宅使用具有一定的優(yōu)勢，因此通常情況下，可認為鋼結(jié)構(gòu)適宜于多層和小高層。對住宅建筑來說，大空間自由分割是最為理想的選擇，而要實現(xiàn)住宅墻體結(jié)構(gòu)大空間，只能通過大開間大進深來獲得，然而采用這種處理方式會導致用鋼量和結(jié)構(gòu)的重量增加，進而導致地震力增加，反過來會對建筑物結(jié)構(gòu)的剪力墻厚度、強度和配筋造成一定程度的影響。

(4)柱網(wǎng)確定和柱斷面型式的選擇。柱網(wǎng)通常按照下述幾方面因素來確定:梁所處的位置、截面高度、柱距、鋼梁的隱蔽方法等。在這些所有因素中，最為關(guān)鍵的因素是外墻處的柱距，在進行建筑設計時，關(guān)鍵要處理好外墻鋼梁和窗上皮的高度關(guān)系，這兩者關(guān)系一旦確定，可認為柱網(wǎng)基本就確定了。

(5)鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造具有十分重要的作用，直接決定著建筑物的鋼材使用量，在進行試點住宅中通常采取下述兩種做法。

①柱腳生根部位。試點工程地下層結(jié)構(gòu)是按照傳統(tǒng)的混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)來進行設計，根據(jù)這種設計模式，柱腳在地下層頂板的標高位置處，通過高強螺栓和該位置處的預埋鋼板緊密連接起來。首層超市和二層以上分別采用鋼筋混凝土包柱混凝土框架---鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼框架—鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進行設計。

②鋼框架的鋼梁和鋼筋混凝土剪力墻的連接。為了確保建筑物使用過程中的安全性，在進行建筑物設計時，對單純的剪力墻預埋鋼板的連接方法進行了一定的改變，在剪力墻端部和核心筒拐角處自柱腳標高位置處，設計了完全連接上下的I型芯柱，同時在鋼梁高度處用鋼桁架實現(xiàn)不同芯柱之間的連接，以確保節(jié)點狀態(tài)和設計時完全吻合。

(6)結(jié)構(gòu)體系選擇。①對于6層以下的建筑物，通常采用框架或框架-支撐體系;對于6層以上的建筑物，通常采用框架或框架—混凝土剪力墻體系;對于多層建筑物，通常采用雙重體系。②建筑物中，框架柱通常包括下述幾種:H型鋼柱、鋼管和鋼骨砼柱，后面兩種屬于組合柱。對于小高層建筑物，通常選擇組合柱模式，這樣在建設時比H型鋼柱要節(jié)省材料。

③鋼框架-砼剪力墻體系屬于混合結(jié)構(gòu)，目前建筑行業(yè)對其使用過程中的抗震性能還沒進行深入的研究，雖然目前在部分建筑物采用此類結(jié)構(gòu)，但由于理論研究不深入，因此要慎重選擇。

3 建筑業(yè)鋼結(jié)構(gòu)施工過程的質(zhì)量控制

(1)施工初期，為了確保后續(xù)工程的施工質(zhì)量，在施工初始環(huán)節(jié)——建筑基礎(chǔ)工程環(huán)節(jié)，不僅要對鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的組織設計進行嚴格審查，一旦發(fā)現(xiàn)不足，要及時進行改進，同時還要確保鋼結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)的質(zhì)量。對于高層建筑物而言，在進行鋼結(jié)構(gòu)施工時，必須選擇混凝土獨立柱做為鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式，為了確保整體質(zhì)量，基礎(chǔ)階段的施工質(zhì)量必須保證，在進行基礎(chǔ)工程施工時，必須嚴格控制下述幾方面因素:混凝土基礎(chǔ)軸線、頂面標高、鋼板定位螺栓孔、地腳螺栓的位置和數(shù)量等。對于施工材料的進場和堆放，要嚴格按照定好的計劃進行，在進行基礎(chǔ)工程施工時，要進行全技術(shù)指導，強化現(xiàn)場管理，確保整個施工過程的順利進行。

(2)施工過程中，為了確保工程質(zhì)量，施工時要嚴格根據(jù)制定的方案進行施工，一旦發(fā)現(xiàn)施工中出現(xiàn)問題或者設計存在問題，要立即進行協(xié)商，在問題解決后再繼續(xù)進行施工。現(xiàn)場施工技術(shù)人員不僅要清楚每道工序的重要性，還要對其深刻了解和掌握。為了確保施工材料的質(zhì)量，在材料進場時要進行嚴格的檢查和抽樣復檢，材料在進行焊接之前，對于焊接工藝要進行嚴格評定，對于不同母材的強度，要選擇合適的焊接材料。如對于全熔透的一級、二級焊縫，為了確保焊接質(zhì)量，必須進行焊縫超聲波探傷，在焊接完成后，要嚴格按照施工設計圖紙對焊縫的焊腳尺寸、外觀質(zhì)量等進行驗收檢查。

(3)施工結(jié)束后，對工程質(zhì)量的驗收要進行嚴格監(jiān)控，對于施工結(jié)束后各類構(gòu)件的制作、預拼裝、安裝等各個工序進行嚴格的質(zhì)量控制，確保完全符合要求后，再出具合格證明文件和驗收記錄，確保鋼結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性，提高鋼結(jié)構(gòu)的耐用性能。在竣工驗收過程中，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量有問題，必須責令立刻進行返工，同時進行嚴格的質(zhì)量分析，確保鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量嚴格符合行業(yè)規(guī)定的各項標準。

4 結(jié)束語

總而言之，鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中使用時，不僅具有極低的成本，還環(huán)保耐用，因此越來越受到建設單位的青睞。然而為了確保施工質(zhì)量，必須對鋼結(jié)構(gòu)的施工進行嚴格的管理和控制，控制好進度，優(yōu)化施工技術(shù)與方案，通過對施工工藝的持續(xù)改進和質(zhì)量監(jiān)控，確保鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

[1]熊建國.淺談鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)和管理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010.

[2]徐占發(fā).鋼結(jié)構(gòu)與組合結(jié)構(gòu).人民交通出版社，2007.