土木工程施工中的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)研究

宋亞龍

摘?要：過往，混凝土及木制材料用于土木工程建設(shè)領(lǐng)域中暴露出很多不足，伴隨科技進(jìn)步、工業(yè)化的持續(xù)發(fā)展，越來越多的施工單位認(rèn)識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)用于土木工程施工建設(shè)中的優(yōu)勢(shì)，有效應(yīng)對(duì)了傳統(tǒng)混凝土施工技術(shù)暴露的不足。文章在列舉常見鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)類型的基礎(chǔ)上，詳細(xì)的探究了鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)，以供同行借鑒參考。

關(guān)鍵詞：土木工程;鋼結(jié)構(gòu);技術(shù)類型;技術(shù)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上就是以鋼材為原料制造出的構(gòu)件，當(dāng)下其在建筑工程建設(shè)中用量有不斷增多趨勢(shì)，輔助使用一些防銹工藝技術(shù)，采用焊接、鉚釘將多個(gè)構(gòu)件連合為一。和其他材料相比較，鋼結(jié)構(gòu)有承載能力強(qiáng)、硬度高、防震性能優(yōu)良、延展性好等諸多優(yōu)勢(shì)，用于土木工程建設(shè)領(lǐng)域中，能明顯提升結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量，降低施工階段危險(xiǎn)事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)^[1]。但是鋼結(jié)構(gòu)自身有易腐蝕、耐火性差等特征，故而在土木工程施工階段，應(yīng)明確鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)提升工程建設(shè)質(zhì)量有很大現(xiàn)實(shí)意義。

1?常見的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)介紹

1.1?高層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)施工階段主要將建筑真實(shí)高度和設(shè)計(jì)要求設(shè)為憑據(jù)，確定鋼結(jié)構(gòu)的具體形式，框架支撐、筒體以及巨型框架是當(dāng)下較為常見的結(jié)構(gòu)形式，在鋼構(gòu)件方面，可使用鋼筋砼或者鋼管砼。鋼構(gòu)件自重較輕盈，并且延展性優(yōu)良，推薦使用焊接型鋼或軋制型鋼，以上這些鋼結(jié)構(gòu)材料在超高層建筑施工領(lǐng)域中表現(xiàn)出較好的適用性。對(duì)勁性鋼筋砼構(gòu)件加以分析，其自身持有剛度大、防火性優(yōu)良等優(yōu)勢(shì)，故而推薦用于中高層建筑建設(shè)領(lǐng)域中。相比之下，鋼管砼施工流程較為簡單，通常用于柱結(jié)構(gòu)建設(shè)施工中。

1.2?空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

空間鋼結(jié)構(gòu)有自重輕、剛度大、造型美觀等諸多優(yōu)勢(shì)，用于建筑工程建設(shè)領(lǐng)域中，有施工快速、效率高的特征。在現(xiàn)實(shí)施工實(shí)踐中，以鋼管為桿件的球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架、多層變截面網(wǎng)架是主要的結(jié)構(gòu)形式，其能提高建筑空間結(jié)構(gòu)的剛度水平，并且現(xiàn)實(shí)施工階段投用的鋼材量偏少。

1.3?輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

該類鋼結(jié)構(gòu)主要是采用輕型彩色鋼板制造成建筑墻體或屋面圍護(hù)結(jié)構(gòu)，多數(shù)工況下會(huì)使用鋼板行焊接或軋制處理，也可以使用輕鋼制造柔性支持系統(tǒng)，跨度能抵達(dá)30m以上，現(xiàn)實(shí)施工時(shí)耗用的鋼材量也較少^[2]。目前，國內(nèi)針對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)，已形成規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程，建成了專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)。輕鋼結(jié)構(gòu)能被快速安裝，整體建設(shè)成本偏低，且不受客觀環(huán)境條件的約束，目前在多種輕型工業(yè)廠房建設(shè)領(lǐng)域中有較廣泛應(yīng)用。

2?土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)要點(diǎn)

2.1?選材和連接

土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工階段，常用的鋼材主要有如下四種類型，分別是板材、型材、各種金屬制品以及管材。對(duì)鋼材的材料構(gòu)成進(jìn)行分析，當(dāng)下，普通碳素鋼、普通低合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼在土木工程中鋼結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐中有較廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)實(shí)施工實(shí)踐中，柱是鋼結(jié)構(gòu)施工中最重要的部件之一，通常將其設(shè)計(jì)成工字形與箱形截面，近些年十字形截面應(yīng)用頻率逐漸增加。他類鋼材內(nèi)，除結(jié)構(gòu)特殊的鋼梁，大部分選用的是H型鋼。基本上采用焊接或螺釘銜接各種材料，相比之下，焊接應(yīng)用更為廣泛。在焊接施工前期，施工人員一定要結(jié)合材料類型、規(guī)格擬定適宜的焊接方案，分析焊接工藝的合理性，持續(xù)提升施工的規(guī)范性，確保相關(guān)參數(shù)符合土木工程施工設(shè)計(jì)要求。若擬定選用高強(qiáng)螺栓固定，則一定要確保螺栓銜接的精確度處于較高水平。

2.2?材料和設(shè)備

鋼結(jié)構(gòu)施工階段，一定要指派專人妥善保管各種有關(guān)材料。在各種鋼材被運(yùn)送至施工現(xiàn)場前，一定要對(duì)其進(jìn)行整體檢查，以防運(yùn)輸階段出現(xiàn)破損、變形的鋼材被用于工程建設(shè)實(shí)踐中，針對(duì)存在質(zhì)量缺陷的鋼材，一定要要求供貨商盡早更換，確保鋼材符合工程施工質(zhì)量要求。待材料進(jìn)場后，應(yīng)將其妥善安置于暫存區(qū)，并且要采用科學(xué)的管理措施，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)保證材料質(zhì)量。

2.3?吊裝工藝

吊裝是土木工程鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的重要一環(huán)，在正式吊裝施工前，一定要全面分析施工現(xiàn)場、材料狀況及施工工藝等，選用適宜的吊裝設(shè)備，常見的有起重機(jī)、起重臂長度、吊籃技術(shù)等^[3]。吊裝施工時(shí)，一定要認(rèn)真落實(shí)吊裝標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)規(guī)范，嚴(yán)遵照有關(guān)安全要求，在確保施工活動(dòng)安全的基礎(chǔ)上，提升施工效率。

3.4?焊接工藝

電弧焊接施工時(shí)，基于電極一個(gè)側(cè)面可將焊接電流與引弧傳送至另一側(cè)面的原理，也可作為填補(bǔ)料被煉化處置以后，直接轉(zhuǎn)送到熔池中，與基本液熔合一體，以上是焊縫形成的重要基礎(chǔ)。在具體施工階段，應(yīng)加強(qiáng)焊條外部質(zhì)量的控制，嚴(yán)禁出現(xiàn)焊芯脫落、腐蝕及生銹等狀況，焊縫金屬持有的力學(xué)屬性不可低于母材標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的下限值。基于原材料抗張強(qiáng)度與等強(qiáng)度原則，建議施工方選用抗張強(qiáng)度等級(jí)統(tǒng)一的焊絲。當(dāng)焊接高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，因有母材熔化階段形成不良影響，所以焊縫材質(zhì)的實(shí)際抗張強(qiáng)度會(huì)顯著高于焊絲的設(shè)計(jì)值。故而，推薦使用抗張強(qiáng)度偏低的焊絲，確保焊縫金屬和母材等同。應(yīng)先評(píng)估施工單位選用的鋼鐵焊接、焊接原料、焊接方法及焊后熱處理取得的效果，并結(jié)合評(píng)估報(bào)告設(shè)定最適宜的焊接工藝。要求裂縫輪廓不可有裂痕、結(jié)節(jié)或者他類缺陷。焊縫外部不可有氣孔、弧坑裂紋、電弧擦傷等，嚴(yán)禁出現(xiàn)咬邊、欠焊、根部松脫等問題。依照焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)要求評(píng)估施工單位選用的電焊釘子和鋼鐵，有針對(duì)性的做出改進(jìn)與完善。卷曲焊條時(shí)要做到密實(shí)、平齊，嚴(yán)禁出現(xiàn)硬壓、銹蝕等不良狀況。確保焊機(jī)各部件均能處于正常運(yùn)作模式中，確保電源穩(wěn)定供電，避免焊接過程中出現(xiàn)停電或電壓值明顯改變的情況。

3.5?油漆工藝

在焊接固定好鋼結(jié)構(gòu)以后，應(yīng)對(duì)其表層進(jìn)行維保措施，以防鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際使用過程中因?yàn)樯P而降低其使用性能，短縮使用壽命。結(jié)合當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)施工實(shí)況，涂抹油漆為最常用的防銹技術(shù)手段。油漆工藝程序主要有^[4]：

3.5.1 處理基層：實(shí)質(zhì)上就是針對(duì)初步完成焊接的鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行除銹處理，多通過手工形式完成的，具體是先使用鋼絲球擦拭鋼結(jié)構(gòu)表層，而后使用紗布清潔其表面，確保結(jié)構(gòu)表面平整順滑無金屬銹，最后用棉布對(duì)金屬表層做最后的清潔處理，除去表層吸附的灰塵。針對(duì)銹跡嚴(yán)重的部位，也可聯(lián)合使用砂輪打磨法除銹。

3.5.2 刷油漆工藝：該過程推進(jìn)時(shí)一定要確保于金屬表層上均勻的涂刷油漆，油漆不可流進(jìn)金屬材料的內(nèi)孔。在油漆涂抹作業(yè)整體結(jié)束，待其干燥后全面檢查油漆表面狀態(tài)，針對(duì)存在缺陷的部位及時(shí)予以修補(bǔ)處理。可以將適量紅丹粉摻和到油漆內(nèi)，有益于提高鋼結(jié)構(gòu)的亮度，提升其美觀度。

3.5.3 磨平處理，利用打磨法使金屬表層的油漆層平滑，色澤勻稱。

4?結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)下我國建筑企業(yè)施工階段的重要材料之一，用于土木工程建設(shè)實(shí)踐中，能明顯提升結(jié)構(gòu)的安穩(wěn)性。但因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)自身的特殊性，施工過程較為復(fù)雜，故而實(shí)踐中，施工人員一定要認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)況，有針對(duì)性的完善鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方案，并加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，以最大限度的提升工程建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]管品武，楊光煜，張東亮，余政，梁巖.復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)影響分析[J].結(jié)構(gòu)工程師，2020，36（02）：80-87.

[4]王秀麗，崔健，趙濤.附著式升降腳手架新型鋼結(jié)構(gòu)附著節(jié)點(diǎn)應(yīng)用研究[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，36（02）：273-281.