鋼結構技術在建筑工程中的應用探析

張剛

泰安市圣園園林市政工程有限公司 山東泰安 271000

1 鋼結構及其特點

鋼結構是將鋼材作為建筑材料的結構形式，主要構件涵蓋了由型鋼、鋼板所制成的鋼柱、鋼梁等。不同構件之間通常利用焊縫、螺栓等施工進行連接。鋼結構是當前常見的建筑結構類型之一。鋼材作為一種燃點較高的建筑材料，其抗震、抗彎性能良好，在建筑工程應用中不僅能夠有效強化建筑物的荷載能力，還能夠滿足建筑工程設計中的造型需要。彌補了混凝土等建筑材料無法彎曲、拉伸的缺陷。鋼結構是由不同型材構成，施工工藝難度不大，構件運輸至施工現場拼裝，施工周期短，且后期拆卸、加固也較為便捷。鋼材料的強度與韌性都較為理想，尤其適用于跨度較大的構件中，通常情況不會由于超載導致突然斷裂，且韌性較好，能夠容納不同程度的動力荷載。且鋼材優越的吸能性與延展性使得其抗震性能十分良好。相對來說，鋼材的耐腐蝕性能較差，應用在建筑工程中需要注意防腐防護，特別是暴露在大氣環境中的結構需要高度重視。鋼結構建筑材料的特點與性能使得其后期維護費用高于鋼筋混凝土結構，但近幾年出現了新型鋼材具有較高的抗腐蝕性能，已經逐漸普及[1]。

2 鋼結構技術在建筑工程中的應用

2.1 選擇設備和材料

吊裝設備是超高層鋼結構施工階段的常用設備類型，也是施工階段的核心設備，應結合工程施工場區實際狀況，選定適宜位置搭設吊裝設備。內爬式塔吊是當下國內建筑領域中常用吊裝裝備，安裝設備時也需考慮到需被塔吊的鋼材料的重量，確保吊裝設備安置部位的合理性與便捷性。在施工結束后，選定合適時機拆除吊裝設備，這就預示著假設吊裝設備環節也要考慮到拆除問題，確保設備順利、安全拆除。

鋼結構材料作為超高層建筑主體材料時，在等同的條件下其抗壓強度與承載性能節能用于砼材料，但鋼質材料存在著導熱性、耐火性方面均存在著一定不足。近些年，我國建筑材料學有很大發展進步，研發出耐火鋼，將其用于建筑施工領域中有效彌補了傳統鋼材料的缺陷，其理化、抗沖擊性及焊接指標均符合現代超高層建筑對結構建設提出的現實要求。故而，為使超高層建筑安全性得到更好的保障，施工方應嚴格依照國家現行標準選用耐火鋼材料。

2.2 吊裝施工技術

在鋼結構施工階段，吊裝施工時首個工序，吊裝速度與質量關系著鋼結構整體施工效果。在正式吊裝鋼結構前，要求工人依照結構平面與立面形狀、結構樣式、塔吊數目與方位、當下現場施工條件等，科學設定吊裝分區和次序。可以依照施工區域部署情況規劃吊裝區，可將其分為兩個或者四個區域等，確保各個吊裝設備使用效率的最大化。針對吊裝順序的問題，多遵照從內到外、從低至高、底層吊裝在前的原則，在同個平面中，先吊裝中心，而后經由中心緩緩向外部拓展，在一個平面吊裝任務完成后，方可吊裝較高的平面，以此類推進行吊裝施工。在一個平面吊裝結束后，需全面檢查該平面的吊裝狀況，確保各平面吊裝技術功能均能充分發揮出來。

2.3 螺栓連接

鋼結構中的螺栓連接包括普通螺栓與高強度螺栓。普通螺栓施工中常用的普通螺栓均為永久性連接螺栓，在使用前需要對其進行全面檢查，檢查內容包括螺栓頭、螺母要與結構件表面與墊圈緊密貼合；螺栓一段嚴禁墊兩個或以上墊圈，且嚴禁使用大螺母替代墊圈；動荷載區域與重要部位的螺栓需要使用彈簧墊圈；螺栓的規格、材質需要符合施工設計規范。在螺栓施工中需要根據實際情況選擇平接連接、搭接連接以及T形連接等方式。緊固螺栓的過程中需要從中間開始，對稱兩側按順序進行。螺栓緊固標準以連接接頭外形控制為準。另外，可采用錘擊法對螺栓緊固情況進行檢查。高強度螺栓施工中常見的連接形式包括摩擦連接、張拉連接與承壓連接，其中摩擦連接最為常用。在高強度螺栓施工前需要對接觸面進行清理，保證接觸摩擦面的整潔。施工前需要對摩擦面抗滑移系數等數據進行再次核對，校準扭矩扳手等，在驗證完成后方可開始施工。在校正結合件、消除結合件變形等情況后進行高強度螺栓安全裝。連接中要先用臨時螺栓進行定位。高強度螺栓的穿入需要在校正位置后進行，每個節點要保持一致。緊固過程中可以根據實際情況選擇扭矩法與轉角法。另外，在施工過程中要注意廢棄螺栓不得重復使用，露天使用的鋼結構在完成高強度螺栓施工驗收后需要使用防水或防腐蝕膩子進行封閉處理。

2.4 焊接施工工藝

①焊前檢查、清理。采用的焊接材料、設備應與母材相符，保證焊接位置組裝精度等均可滿足施工要求，若不滿足規定要求，需再次進行打磨處理，并將坡口內雜物清理干凈。②墊板裝配。根據設計要求，合理裝配墊板，待焊接施工后，便可按照尺寸切割引弧板、引出板，并進行打磨處理。③焊接環境。為保證焊接質量，須設作業平臺，并將防火布鋪設到底部，采取一定防風方案。同時將接火斗設于掛籃作業的鋼梁接頭下方。根據施工規定，在焊接前做好預熱處理，保證各項條件均可滿足焊接要求。④定位焊。組裝完構件，便可通過定位焊進行臨時固定，滿足施工要求。相比設計值，其尺寸不得大于2/3，長度控制在40mm以內，間隔不超過600mm。同時，通過小直徑焊條打底焊。根據既定焊接順序進行焊接處理。比如H型鋼需先進行下翼緣焊接，再進行上翼緣焊接，兩端焊接時間不得重疊，要錯開一定時間，盡可能降低焊接收縮應力[2]。

3 結語

隨著城市化進程的不斷推進，城市人口越來越多，住房需求急劇上漲。為了緩解城市住房壓力，建筑工程逐步向高層化、大型化發展，超高層建筑成為了未來建筑行業發展的趨勢。鋼結構作為超高層建筑的主要結構形式，規范施工作業，才能提高施工質量。