鋼結構在建筑工程施工中的應用研究

莊寶洪

摘 要：鋼結構具有材質均勻、強度高、可塑性好及韌性佳等特點，應用在建筑工程施工中，有助于提升建筑物整體抗壓能力，維護建筑物穩定與安全，提升建筑施工的經濟性和環保性。為充分發揮鋼結構的優勢，結合鋼結構的特點與應用優勢，探討鋼結構在建筑工程施工中的應用要點，以期為相關施工單位及施工人員提供參考。

關鍵詞：鋼結構;建筑工程;預埋螺栓;吊裝施工;涂裝施工

中圖分類號：TU758.11 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）34-00-03

Research on the Application of Steel Structure in Building Engineering Construction

ZHUANG Baohong

（Fujian Yixing Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Quanzhou Fujian 362000）

Abstract： The steel structure has the characteristics of uniform material， high strength， good plasticity， and good toughness， applying it in the construction of building projects will help improve the overall pressure resistance of the building， maintain the stability and safety of the building， and improve the economy and environmental protection of the building construction. In order to give full play to the advantages of steel structure， combin-ing the characteristics and application advantages of steel structure， discusses the key points of the application of steel structure in construction engineering， and provides a certain reference for related construction units and con-struction personnel.

Keywords： steel structure;building engineering;cmbedded screw;hoisting construction;coating construction

鋼結構是一種新型建筑工程結構，近年來發展迅速，有廣闊的發展前景。與其他建筑結構相比，鋼結構具有更強的可塑性、韌性、強度，在施工期間便于控制，并具有良好的環保性。為充分發揮鋼結構優勢，建筑工程施工單位要充分認識到鋼結構的特點及應用的優勢，把握好鋼結構技術應用要點，包括鋼材選擇、構件制作、預埋螺栓、吊裝施工、構件連接及涂裝施工等，以有效保證鋼結構施工質量。

1 鋼結構的特點與應用優勢

1.1 鋼結構的特點

在建筑工程施工中，鋼結構屬于重要的承重結構，主要由輕型鋼板等制成梁、橫架、柱等構件。和其他結構相比，鋼結構具有四大突出特點。

一是材質均勻。相比現澆混凝土結構，鋼結構內部具有更高的均勻性，能使其整體性能更穩定，有效減少所承受的外部環境壓力，所受局限也更小[1]。

二是具有穩定的力學性能。鋼結構材質均勻，使得結構材料具有更好的穩定力學性能。各類鋼結構在受力期間基本保持相似的力學性能，所以結構設計中可更便捷、有效地計算材料力學相關參數，使其具有較強的適應性。

三是可塑性好，韌性佳。鋼材在建筑工程中屬于主要材料之一，其承載力大，主要原因是鋼結構本身具有良好的韌性和可塑性。鋼結構可分散和減少結構承受的壓力，可同步滿足建筑物平衡控制要求，減少建筑質量受到的不良影響。

四是鋼結構具有較高的強度，并且材料自重較低。和混凝土結構相比，鋼結構具有更強的經濟性，有利于控制工程造價。

1.2 鋼結構的應用優勢

目前，鋼結構在建筑工程施工中應用較為廣泛，并具有突出的應用優勢。

一是鋼結構的應用有助于提升建筑物整體抗壓性能。很多建筑以鋼材為主要施工材料，因為鋼構件具有較高的穩定性，其強度和柔韌性都較好，可明顯提升結構抗壓性能。在應用鋼結構過程中，大多會選擇鋼桁架、鋼梁等構件，并以鉚釘、螺栓等作為連接件，以提升建筑物整體抗壓性能，減少各類自然災害帶來的危害。

二是建筑施工中選用鋼結構，并將鋼結構當作建筑主體，能規避混凝土施工中因管理不到位引發的多種問題，改善建筑質量，使建筑物整體穩定性和安全性更高。

三是工程施工中通過鋼結構代替之前的混凝土結構，能使整體結構施工更加方便、快捷，明顯降低施工成本，從而提高施工單位整體經濟效益。據統計，在建筑工程施工中應用鋼結構，可明顯縮短施工時間。與傳統住宅建造方式相比，可節約1/3的時間。通常，一棟2 000 m的大廈只需要5個工人，在40 d左右即可完成施工，減少施工時間和人工費用。

四是鋼結構具有良好的環保優勢。鋼結構的應用能夠在建筑施工全過程實現綠色施工管理，減少對周邊環境的危害。同時，鋼結構在停止使用后能夠回收再利用，符合環保、綠色等建筑理念。因為鋼結構的使用可明顯減少沙子、石、灰等材料用量，施工所用材料大都為綠色材料，可被降解，拆除建筑時也不會產生突出的污染問題。

2 鋼結構在建筑工程施工中的應用要點

2.1 選擇鋼材并制作構件

建筑工程在施工中應用鋼結構時，主要選用強度高、低合金鋼材，屈服強度一般大于275 MPa，合金元素質量分數在5%以內，具有理想的可焊性。與普通鋼材相比，高強度、低合金鋼材因未進行熱處理，具有更廣泛的應用范圍。建筑工程施工中所選鋼材的規格和類型均要與國家產品設計規范相符，在入場前需要由專門人員進行嚴格檢驗，經檢驗合格后才能進入施工場地。另外，要合理選擇鋼材儲存方式，考慮運輸因素，最大限度地避免鋼材出現腐蝕或變形情況。鋼構件制作期間，要高度關注搭設尺寸、胎架劃線等要求，嚴格控制好鋼構件質量，保證應用中充分發揮構件性能優勢。所制作鋼構件應具有良好的穩定性，并合理設計長細比參數，確保鋼構件具有良好的穩定性。計算期間，要注意鋼構件截面中不同方向軸的計算長度差異，根據不同情況進行詳細分析[2]。

2.2 預埋螺栓

建筑工程鋼結構施工前，預埋螺栓是一項重要工序。此環節施工質量會直接影響后續施工，并關系整體施工質量與安全。對此，施工人員需要全方位、深入地研究施工圖紙，結合現場實際情況，明確預埋螺栓具體深度。預埋螺栓期間，要合理確定軸線定位點。完成螺栓預埋工作后，要及時展開澆筑施工，有效確保螺栓預埋深度和具體位置符合預期要求。圖1為預埋螺栓現場圖。

2.3 吊裝施工

鋼結構施工期間，為安全、高效地進行吊裝工作，防止鋼結構焊接時發生變形，應通過鋼構件組裝成塊的形式進行吊裝，減少空中吊裝和結構焊接工作量。鋼結構吊裝期間，要對施工現場的多項影響因素進行全面考量，明確吊裝順序和具體分區情況。鋼結構吊裝之前，要全面檢查構件質量，尤其要嚴格檢查鋼梁的垂直度和穩定性。如圖2 所示，吊裝操作一般選擇兩點法，并應用“三梁一吊”方式，避免出現鋼梁扭曲、傾斜等情況[3]。

2.4 構件連接

通常，建筑工程的鋼結構構件有兩種連接方式，即螺栓連接和焊接連接。其中，焊接連接屬于一種局部性的高溫加熱施工方法。為充分保障焊接質量，要結合實際情況選擇恰當的焊接方式，合理確定焊接順序，以最大限度減少焊接應力和構件變形情況。焊接施工中，要結合鋼材類型、設計圖紙等選擇合適的焊接氣體、焊接材料等，并對操作人員的行為加大管理力度，以防因操作不規范出現焊瘤、未焊透、固體夾雜及裂紋等缺陷。一旦出現相關缺陷，要注意選擇合適方式進行處理。例如，在鋼構件焊接中，焊接工藝參數錯誤選擇或者操作技術不過關等原因會引發焊瘤問題，可通過磨、鏟等形式將多余的堆積金屬去除。鋼結構選擇螺栓連接方式時，通常會使用高強度螺栓和普通螺栓。普通螺栓大多屬于永久性的連接螺栓，應用前要進行全方位檢查，尤其要檢查螺母、螺栓頭是否與結構件表面和墊圈保持緊密貼合狀態。連接施工中，螺栓一端不能墊兩個甚至更多墊圈，且不能將墊圈替換為大螺母。針對關鍵部位和動荷載區域，所用螺栓要優選彈簧墊圈。另外，螺栓材質和所選規格都要和施工設計規范相符。螺栓施工期間，要注意結合實際情況確定連接方式，主要有T形連接、搭接及平接等。緊固螺栓時，要從中間部位向兩側對稱逐序推進。施工中要結合接頭的外形確定螺栓緊固標準，可選擇錘擊法檢驗螺栓緊固情況。高強度螺栓的連接方式主要有承壓連接、張拉連接及摩擦連接等，其中應用最多的是摩擦連接。高強度螺栓施工前要全方位清理接觸面，在保證接觸摩擦面高度整潔的基礎上進行后續施工。同時，施工前要再次核對摩擦面相關參數，如抗滑移系數等，并對扭矩扳手等進行校準，待驗收合格后再進行施工[4]。高強度螺栓安裝前，要對結合件進行合理校正，并采取有效措施全面消除結合件的變形。連接施工中，先通過臨時螺栓準確定位，在校正位置后穿入高強度螺栓，所有節點均需要保持一致。螺栓緊固期間，可結合具體情況選用轉角法和扭矩法。若鋼結構處于露天環境，在高強度螺栓連接施工結束并驗收合格后，要通過防水膩子進行封閉處理。

2.5 涂裝施工

建筑工程在施工中應用鋼結構時，其涂裝環節主要涉及防腐涂層與防火涂層施工。防腐涂層施工期間，主要選用防腐底漆、稀料及面漆等。操作期間，要先徹底清理底面，將底面的雜物、油污等清除干凈。底漆涂裝施工中，要先均勻攪拌防銹漆，保證防銹漆黏度具有良好的均勻性。刷漆期間，要注意保持平穩，第1層涂刷結束后要間隔一定時間再進行第2次涂刷。注意第2次涂刷方向和第1次涂刷保持垂直，確保漆膜厚度基本一致。底漆涂抹結束后，要隔較長時間再涂刷面漆。此環節需要注意先運輸鋼構件到施工場地進行組裝，之后展開面漆涂裝工作，其間要持續攪動，注意所用涂刷工藝和底漆相同。涂裝防火涂料期間，主要選擇噴涂工藝。施工中注意結合防火設計要求，明確具體的涂料類別、厚度與層數。噴涂操作期間，前一層完全干燥后再展開后一層噴涂，同時要求噴涂操作期間涂層處于完全密封狀態，具有清晰的輪廓[5]。噴涂操作中可通過測厚針嚴格檢測涂層厚度，確保厚度符合施工要求。涂層表面干燥、平整且符合設計要求后，對最后一層涂層進行抹平處理。如果防火涂層存在干燥固化狀態不好、空鼓及脫落等情況，或者鋼結構的接頭轉角部位有明顯的涂層缺陷，要注意重新噴涂。

3 結語

為充分發揮鋼結構施工的多項優點，要嚴格控制好鋼結構施工過程，加強質量監督與管控，保證鋼結構施工質量，促進整體建筑質量提升。鋼結構施工期間，施工人員要正確把握各環節施工要點，全面規避各項風險因素。所有施工操作均需要依據有關規范、要求、標準和制度展開，嚴控施工隱患與風險，不斷提升鋼結構施工水平，以促進現代建筑行業長足發展。

參考文獻：

[1]楊強. 建筑工程施工中鋼結構技術的應用及發展[J]. 工程建設與設計，2019（14）：169-170.

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[4]余佳亮，常明媛，張耀林，等. 裝配式鋼結構在醫院建筑改擴建工程中的應用[J].鋼結構，2019（3）：59-63.

[5]蔡紅君. 建筑物移位工程中組合式鋼結構下滑道梁應用技術[J].結構工程師，2019（4）：237-242.