建筑工程施工中鋼結構技術的探討

王超然

（濟源職業技術學院，河南 濟源 459000）

一、鋼結構的發展歷程

鋼結構的歷史比較悠久，公元60 年前后，我國西南地區為了進行通商、宗教等活動，在一些山谷等交通不便利的地方建造了鐵鏈橋，在這之后陸續出現了比較有名的云南沅江橋、貴州盤江橋以及四川瀘定大渡河橋。近百年來，鋼結構在歐美地區的發展都是比較好，在我國的發展則不盡人意。在我國新中國成立之前，鋼結構工程僅有少量的高層建筑、鐵路橋、公路橋，還不是由我國勞動人民建造的，大多都是外商承包的。直到新中國成立之后，才發展迅猛，隨即出現了武漢長江大橋、長春第一汽車制造廠、北京的人民大會堂鋼屋架等鋼結構建筑。到20 世紀80 年代，鋼產量穩步增長，鋼結構的應用較為普遍，隨即出現了九江長江大橋、石油化工廠、發電廠等建筑，都大量的應用了鋼結構。20 世紀90 年代至今，鋼結構的發展進入一個黃金時期，出現了西陵長江大橋等大跨度橋梁、上海金茂大廈等超高層建筑以及國家體育館等大跨度建筑。鋼結構的應用已經深入人心，鋼結構建筑無處不在。

二、鋼結構的特點

（一）鋼結構的優點

與混凝土結構相比，鋼結構的優點如下：第一，混凝土屬于混合材料，粗骨料和水泥砂漿不是均勻分布的，它們的力學性能也不一樣，當結構受到不同方向的外力時，其強度和變形值是不相同的。而鋼結構中用鋼的化學成分是鐵，約占到碳素結構鋼的99%，鋼材的材質基本均勻，質量也穩定可靠。實際受力情況和力學計算結果較為符合。第二，與混凝土結構相比，鋼結構的重量較輕，同等情況下，普通鋼屋架的重量僅為鋼筋混凝土屋架的1/4～1/3，從抗震的角度來講，質量越小，受到的地震力就越小，因此鋼結構的抗震性能要比混凝土優越。第三，混凝土結構需要現場進行澆筑、養護，整個施工周期比較長，受環境的影響比較大，而鋼結構的大多數構件都是在工廠用相應的機械加工好的，加工精度比較高，加工過后到現場進行組裝，現場安裝比較方便，如果后期鋼結構需要拆除，鋼材可以重復利用，既環保又節約，符合可持續發展的戰略要求。第四，鋼結構的密封性能強，耐熱性能比較好，可以長期經受150℃以內的高溫，正是因為鋼結構的這個有點，天然氣管道、輸送石油的管道均采用鋼結構。

（二）鋼結構的缺點

鋼結構的缺點如下：第一，鋼結構的耐腐蝕性比較差。我們經常看到鋼材表面有明顯的黃斑，如果環境比較潮濕或者是有腐蝕性介質存在的時候，幾天的時間鋼材就可以生銹。當鋼材的數量比較少時，可以采用人工除銹的方式，當鋼材的數量比較大時，可以采用噴砂除銹。通常采用涂刷防腐涂料的方式來彌補鋼結構的這一缺點。第二，鋼結構的耐火性較差。當周圍溫度超過200℃的時候，鋼材的強度會下降，當周圍的溫度達到250℃的時候，會出現藍脆現象，當周圍的溫度達到600℃時，鋼材完全喪失承載能力。美國911 事件中，紐約世界貿易中心一號樓和世界貿易中心二號樓倒塌最主要的原因就是鋼材的耐火性太差。第三，鋼材在低溫環境下容易發生脆性斷裂。脆性破壞是非常危險的，其典型的特征就是一旦發生危險，不給人們反應的時間，建筑物會立即破壞，因此應當盡量避免這種破壞。

三、鋼結構的施工技術

（一）鋼結構的焊接技術

焊接的質量與整個鋼結構的質量息息相關，因此必須重視。首先，焊接前要檢查母材是否符合焊接的要求，母材中即將焊接的表面和兩側應當沒有裂紋，表面應當光滑、沒有毛刺，沒有影響焊縫質量的其他缺陷；焊接的表面應當沒有影響焊接質量的銹蝕、油脂、氧化皮等雜質。其次，焊條的使用必須嚴格按照使用說明進行。焊條可以分為酸性焊條、堿性焊條，酸性焊條應當注意防潮，使用之前應當在100℃～150℃的范圍內烘干1～2h，堿性焊條按照自帶的說明書進行使用即可。其次，注重焊接區域的清理，在構件組裝之前，注意清除焊接坡口切割面、焊接坡口切割面周圍以及母材表面的污垢，對于水分以及油污等，可以采用氧-乙炔火焰加熱的方法，使其露出金屬的色澤。在構件組裝之后，要保護好已經清理的區域，避免二次污染。最后，對于室外進行焊接的作業，要嚴格控制焊接環境，焊接環境也會直接影響焊接的質量。如果構件表面潮濕或者遇到雨、雪、大風的天氣，應當停止焊接，如果焊接的溫度過低的話，應當采用適當的加熱措施，確保焊接質量，如果高空焊接作業，應當搭設防護棚，可以防弧光、防風雨、保證安全等作用。

（二）鋼結構高強螺栓連接技術

高強度螺栓用于施工之前，應當檢測連接副和摩擦面，經檢測達到使用標準之后，才能用于施工。常用的高強度螺栓有大六角頭高強度螺栓和扭剪型高強度螺栓，其中，大六角頭高強度螺栓應當復檢高強度螺栓連接副的扭矩系數，扭剪型高強度螺栓應當復檢高強度螺栓連接副的緊固軸力。高強度螺栓連接應當對結構的架設進行調整，調整完畢后，應當對接合件進行矯正，這樣做的目的是消除接合件的變形、錯位和錯孔。高強度螺栓在現場安裝的時候，要保證螺栓能夠自由穿入螺栓孔，如果無法自由穿入，可以采用鉸刀或銼刀進行適當的修整，如果需要擴孔的話，需要征求設計單位的同意。螺栓緊固時，不要一次緊固到位，要經過初擰、復擰和終擰三步，控制在24h 之內完成，緊固的順序要把握住一個原則，從剛度大的地方向剛度小的地方、從中間向四周進行施擰。

（三）鋼結構的吊裝

由于鋼結構中的大多數構件都是在工廠加工好，然后運輸到施工現場進行組裝的，因此吊裝技術在鋼結構中應用非常廣泛，也直接影響著鋼結構的施工質量。在開始施工之前，企業要做好三級安全教育，確保施工現場的人員能夠嚴格遵守吊裝技術的相關標準。施工過程中，鋼柱的連接可以采用建筑掛籃或者爬梯的方式，首節鋼柱安裝時，應當先埋設地腳螺栓，地腳螺栓的埋設方式可以采用直埋法，也可以采用套管法。首節鋼柱安裝之后，要對鋼柱的垂直度、標高和軸線的位置進行校核，首節以上的鋼柱，其定位軸線不能從下層柱的軸線引出，應當從地面控制軸線直接引出去。鋼柱的吊裝方法可以采用旋轉法、滑行法和遞送法，根據現場的施工條件和具體的工程狀況選擇合適的施工方法。

四、提高鋼結構施工技術水平的有效措施

（一）加強原材料的管理

鋼結構中涉及到的主要原材料就是鋼材，鋼結構的質量好壞很大一部分原因取決于鋼材的質量好壞，施工單位應當嚴把質量關，發現不合格的鋼材，不能徇私舞弊，要嚴格執行相關的質量檢測標準，將其返廠處理，不能為了節約成本而以次充好，這將嚴重影響到鋼結構的質量，很有可能出現嚴重的安全事故。

（二）加強施工過程的管理技術

首先，鋼結構構件的數量比較多，有些構件的體積較為龐大，如果在施工的過程中，管理不到位，就會導致現場較為混亂，非常容易出現安全問題，因此，現場的管理人員必須重視現場施工技術的管理。在施工的過程中，所有的技術人員要嚴格按照設計的要求進行施工。其次，鋼結構施工現場涉及到很多大型的設備，這些設備如果沒有按時檢修，就會存在一定的安全隱患，嚴重的時候會出現安全事故，危及生命安全，因此，相關人員要做好設備的維護工作，定期對設備進行檢修、保養，如果發現設備存在問題，應當立即停止使用，及時找出故障的原因，盡快恢復正常，以免影響工期。最后，施工技術人員的專業水平也是影響施工質量的原因之一，施工單位應當定期組織相關的技術人員進行培訓，確保這些人員在施工中可以操作規范，擁有強烈的安全意識。

（三）貫徹落實鋼結構后期質量控制

由于鋼材具有可塑性，因此長期受到外力的作用，會產生一定的變形，并且鋼材的防腐性能較差，長期受環境中各種介質的影響，會生銹，所以，做好施工后期的質量控制工作非常重要，在后期的質量控制中，要注重細節，對細節進行嚴格的檢驗，發現需要修補的地方，及時進行修補，以免后期影響整個結構的安全性和耐久性。

五、結束語

鋼結構在建筑施工中越來越受到歡迎，隨著科學技術水平的提高，鋼結構的施工技術也在不斷提高，無論任何時候，質量標準都應當放在首位，只有保證質量，才能使工程的利益最大化，才能促進企業更加蓬勃的發展。