鋼結構建筑的安裝與施工要點*

徐 澄 吳 軍 何德賦

（江陰職業技術學院藝術系，江蘇 無錫 214400）

1 鋼結構建筑的優點

a.鋼結構的自重輕。鋼結構相比傳統的鋼筋混凝土結構等體系而言，其自重比較輕，能有效解決傳統結構自重大，支撐體系要求強度高等特點，對其施工而言帶來不小的便捷性，同時材料也都為輕型的鋼材和型鋼，在安裝過程中有效避免了大型構件或者重型構件難以控制精度的問題。

b.鋼結構強度比較高。對于鋼材而言盡管其自重比較低，卻不影響本身的強度，尤其是抗拉強度，混凝土構件最大的問題是其本身的抗拉性能比較差，由此必須在混凝土中配置相當數量的鋼筋，而鋼結構則直接解決了這個問題，尤其鋼梁在抗彎和抗剪方面性能尤為突出，很好地完成了梁、板抗彎方面的要求。

c.鋼結構制造和安裝機械化程度比較高。相比較混凝土而言，鋼結構的安裝施工中大量采用的機械操作，能夠較好地解決人工不足的問題，提高安裝的效率，改善施工速度，縮短工期。

d.鋼結構密封性好。整個結構的安裝可以利用焊接的方式很好地進行密封施工，對于密封要求高的建筑，有很好的適用性。

由此，可以看出鋼結構相對于混凝土而言帶來了不可替代的優勢。多種復雜環境下都可以采用鋼結構以滿足使用環境，降低造價，提高速度。然而，鋼結構的施工也面臨著很多問題，如鋼材易被腐蝕，耐火性和耐熱性比較一般，這些問題也一直困擾著行業的發展。

為了能夠將鋼結構的這些優勢完全發揮出來，就需要鋼結構在施工中能優化過程，改善方式方法。首當其沖的就是控制好鋼結構的安裝和加工。

2 鋼結構安裝中幾個問題

2.1 鋼結構安裝中的安全問題

鋼結構的施工過程與傳統建筑工程結構一樣，都有著相當大安全隱患，只有控制和管理得當才能盡可能避免安全事故，減少工程事故的發生率。其安全問題主要是以下問題：

2.1.1 高空作業安全問題

鋼結構安裝過程中，由于需要工作人員在一定高度施工，其安全保證就是首要解決的重大問題，IPAF統計數據得到全球因為高空墜落導致死亡的比例占到了60%，而我國因為建筑工程中墜落死亡比例占到了75%。工作人員沒有正確的佩戴安全帽、安全帶和安全繩索是主要的原因。

2.1.2 構件起吊的安全問題

鋼結構的安裝過程中，構件的安裝離不開起吊，起重機在起吊的過程中就存在安全隱患，集中在以下幾個方面：起重機起吊中吊車的翻車隱患；起吊鋼絲和鋼繩斷裂；吊裝的構件滑落；吊裝過程中構件大幅度的晃動。這些隱患無疑威脅著整個吊裝過程的安全，因此，起吊過程應當進行必要的安全措施布置。

2.1.3 支撐體系的安全問題

在大跨度的鋼結構安裝中，通常要設置必需的支撐系統，若整個施工過程中支撐系統的穩定性得不到保證，也會威脅施工進程的安全，主要來源于對支撐材料的忽視和支撐設置過程中施工不規范。如有些鋼結構安裝過程中因為支撐系統倒塌，導致鋼結構的梁、門架傾覆，帶來安全事故。

所以，在鋼結構的安裝過程中，由于面臨著較多的安全問題，在施工前及施工中應完成相應的安全工作，總結有三點：①是在施工前完成工程施工人員的安全教育工作，對施工中可能出現的安全隱患著重講解，培養施工人員的安全施工和安全管理意識；②是在施工前編制專項的安全施工方案，具體可以參照我國近些年頒布的一些鋼結構安全規范如《鋼結構工程施工規范》《建筑施工高處作業安全技術規范》《鋼結構施工安全防護示例》等，方案的編制主要對施工過程起到安全指導作用；③是加強施工過程中的安全監管和安全檢查，及時排查安全隱患，并做好詳細記錄，對可能出現的安全問題做適當的預測。

2.2 鋼結構安裝中的質量問題

鋼結構安裝中的質量問題存在以下幾個方面。

2.2.1 軸線的精確度問題

鋼結構在安裝之前，應該要確保軸線的設置是精準的，否則未來的施工中會存在較大的誤差。因此在進行鋼結構柱安裝前，要對已經完成的施工軸線繪制進行復核，確保軸線的誤差在允許的范圍內；如果軸線出現大的誤差，應該重修測量，并再次進行復核，直到滿足要求。在我國，鋼結構安裝過程中因為軸線測量的問題，導致最終結構出現誤差較大，不符合安裝規范的案例也有很多，這給安裝工作增大不必要的工作量，既費時又費力，同時增加了預算的負擔。

2.2.2 構件的連接施工問題

鋼結構安裝過程中，其連接問題是最關鍵的步驟，如今鋼結構的連接方式主要有三種：焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接。這其中由于鉚釘連接方式工序較為復雜，在現今鋼結構工程中應用的越來越少。焊縫鏈接和螺栓連接則應用廣泛，其中焊縫鏈接優勢明顯：

a.無需對鋼材進行鉆孔和打眼，就可以很好地保證鋼材的完整性，減少了鋼材表面積的損耗。

b.對于鋼材的形狀要求低，任何形狀均可進行連接，同時不需要另外的輔助零件或者構件，其構造方式簡單，施工方便美觀。

c.由于采用焊接形式，使得鋼結構整體性優良，非常適合氣密性要求比較高的鋼結構。同時增加了結構的剛性，使得鋼結構的整體性提升一個檔次。

d.另外焊接的過程中可以根據設計要求及時進行修正，相比混凝土而言無須設置模板，可以做到快速及時整改。但是，焊接過程中卻不得不面臨兩個問題：①焊接過程中焊縫附近由于溫度比較高容易影響金相材料的性質，同時使得鋼材的機械性能受損，易出現脆性問題；②焊縫位置處容易出現缺陷，如缺焊、漏焊或者焊接不均勻等等，這些問題會影響到最終結構的整體性。

另外常用的就是螺栓連接，和焊接相比其特點非常鮮明：

a.螺栓連接無需對鋼材進行熱加工，然而需要對鋼材開孔并配備連接輔助材料，但是其安裝方便，容易拆解，非常適合臨時性的建筑和需要后續拆除的結構，可以更多地做到鋼材的二次回收和使用。

b.螺栓連接的方式盡管拆裝方便，但是其整體性和剛性卻不如焊縫鏈接，對于整體性要求比較高的構件則不太合適。

因此，在施工安裝過程中，兩種連接方式各有優勢和缺點，施工員需要在施工過程中做到三點方能保證施工有序進行。

第一點是根據圖紙和實際需求選擇連接方式，以施工圖紙標注為依據進行連接，如果沒有標注則根據實際情況選擇經濟合理的連接形式。

第二點是加強施工質量的監控，在構件的連接施工中嚴格按照圖紙設計要求和鋼結構規范來進行驗收，及時檢查連接強度，排除連接缺陷，如焊縫連接中手工焊接有可能出現的夾渣、氣孔、咬邊、邊緣偏位、焊縫尺寸變化大和焊縫變形等問題。

第三點是對連接輔助材料進行必要的測試，如高強螺栓防滑測試，驗明出廠批號，從源頭做起；對二次焊縫進行及時的無損檢查等。

3 鋼結構加工技術

如果說鋼結構的安裝更加注重施工過程中細節的控制和管理，那么鋼結構加工則是保證安裝質量的前提。

鋼結構的加工主要包含以下幾個步驟：

首先是放樣，這是最為關鍵的第一步，放樣工作的準確性將直接影響后續的鋼結構構件和鋼結構整體性能和質量。目前所面臨的最大問題仍然是鋼結構放樣的精確性，施工員在放樣的過程中，容易出現尺寸方面的誤差，而一旦不能及時發現則會引起構件尺寸錯誤，甚至后續的施工安裝無法進行。

其次是號料，號料中需要施工員根據圖紙，在板料和型鋼上畫出開孔位置，標注零件的位置。同放樣相同，需要施工員在此過程中保證號料的準確性和正確性，以防號料位置和尺寸出錯。最為關鍵的就是切割下料，坡口加工和開孔。在切割前，先要檢查鋼材的基本特性，如鋼板切割前要保證鋼板質量滿足規范要求，避免凹坑、凸起和翹曲等現象，同時在切割過程中保證切口的平整性并且符合圖紙設計要求。另外，在沖孔和鉆孔的過程中，也要保證孔徑大小符合要求，能較好匹配螺栓等輔助連接材料。

總之，鋼結構的加工做到三點才能保證加工出優良品質的鋼結構構件：①嚴格按照圖紙的要求進行放樣和號料，同時把握好下料和號料的誤差，保證在允許值范圍內，對于誤差較大的下料樣品，絕對不能使用；②鋼材的切割和開孔時，要正確使用切割機器，并事先檢查切割鋼材的整體品質，切割中根據要求保證切口平整度。開孔也要滿足連接要求；③緊抓質量檢查關，對于加工構件及時進行檢測，去除不合格品，適時改善品質。

4 結語

鋼結構的安裝和加工是鋼結構施工中最為關鍵的兩個步驟，需要施工員在操作工程中秉承工匠精神，對各個環節進行嚴格的管控，以安全和質量作為依托，以規范和圖紙作為依據，有質有量地完成作業。