隨著建筑行業的快速發展,建筑施工中材料、技術的相關標準都在快速地提升,鋼結構建筑作為現代建筑領域應用相當廣泛的技術,其能夠很好地解決建筑強度與性能方面的問題,同時其自身材料的可循環特性更是滿足了節能環保的社會發展需要,在推廣綠色建筑,滿足建筑多樣性方面優勢明顯。鋼結構建筑雖然具有不少優勢,但是在實際使用過程中也存在一些不足和短板,其中最為重要的就是施工質量控制方面的問題。為了進一步發揮建筑鋼結構的優勢,降低其質量控制的負面影響,現結合建筑鋼結構的概念與特征分析如下。
根據相關研究資料,對鋼結構建筑的概念認識也是一個不斷深化的過程。從目前比較一致的觀點,鋼結構建筑是指采用鋼構件作為承重結構,進行專業系統集成的建筑。鋼結構建筑的優勢十分明顯,包括循環再利用、靈活性、抗震性能等,通過鋼結構的合理應用,促進了高強度、輕質量建筑材料的發展,同樣也在一定程度上釋放了現代建筑行業的活力,促進了行業的快速健康發展。從客觀上來看,隨著我國生態文明戰略的實施,建筑業必須面對來自于內外部的挑戰,在滿足建筑結構穩定性和對地震等自然災害抵抗能力提升的前提下,更好地實現現代建筑安全性、經濟性、實用性的統一和綠色化發展的新要求[1]。另外,鋼結構的整體材料更為輕便、連接技術更成熟,建筑構件便于生產、運輸,施工速度快,能夠有效降低生產的成本。鋼結構相比于傳統建筑材料而言具有較強的耐磨性與耐久性能,所以使用的壽命也更長,能夠促進建筑施工效益的持續增長。
鋼結構建筑的優勢體現,其大跨度、大空間的結構特性,在建筑領域離不開必要的技術應用原則,個人認為有以下幾個方面原則應當遵循。
眾所周知,鋼結構本身具有良好的防震性能,所以也使得鋼結構在現代高層、超高層建筑中得到了廣泛的應用。隨著樓層數量的增加,現代建筑物也需要結合層高、層數來確定相關指標,針對不同的層高與層數來說,結構的要求往往也不盡相同。結合這個特征,很多情況下都需要進一步增加建筑物的形態結構匹配度,以此來適應現代建筑的特殊建設需要[2]。比如說住宅施工在大多數情況下都不太適用建筑鋼結構的類型,這是由于住宅要求建筑物的空間具有可靈活分隔的特征,而鋼結構顯然不太適應這個方面的要求。所以,確定建筑鋼結構的施工方案要充分考慮到建筑的形態與類別后再進行選擇。
結構的穩定性和平面布置的合理、優化是鋼結構建筑首先要考慮的條件,在設計過程中需要充分考慮到施工的性能,包括設計環節與平面設計要求,重點做好各個設計基礎與整體結構的關聯性考量。在設計過程中還需要做到從細節入手,通過全面設計、科學論證的方式來選擇相應的施工技術,也為后期施工順利完成創造一定的空間。
框架測算是建筑鋼結構施工技術應用過程中的重要環節,對于框架的穩定性會產生顯著的影響。為了提升框架結構的穩定性,需要做好專業數據的量化分析與設計處理,避免鋼結構設計上出現紕漏[3]。針對穩定分析過程中考慮不足的問題也需要及時進行調整,降低安全質量隱患的不良影響,確保計算環節中各個方面的信息得到合理的應用,實現鋼結構的整體質量進一步提升。
鋼結構建筑合理設計要求設計者具備一定的專業設計經驗與設計知識,在充分認識到不同類型建筑鋼結構的設計要求與隱患條件下,進一步協調設計規避風險。設計過程中要求熟悉建筑鋼結構的全部設計細節,同時能夠對不同的連接點進行全面的分析,根據節點的差異來實施剛柔度的設計,以此來體現建筑鋼結構的設計優勢與價值。
隨著時代的發展,現代建筑對于結構的頂層設計也提出了更為嚴苛的要求,其中屋頂結構多采用鋼網架結構類型,該結構對于改善建筑物的整體穩定性具有一定的幫助。為了提升鋼網架結構的應用效果,需要做好技術分析與應用管理,同時深入到技術實施的全過程進行監控,確保技術落實的效果。
鋼結構建筑設計技術要點,關系施工技術的應用,是提升鋼結構施工效果的關鍵,主要考慮以下幾個方面。
平面布置需要考慮到分布的均勻性問題,要求做到分布均勻、規整,特別適應于凹凸幅度較小的建筑物。在形狀與密度上存在差異,很容易出現大幅度扭轉的情況,建筑物應用中鋼結構的設計也難以達到預期的結構要求,會對建筑物的正常使用產生不小的影響。鋼結構設計需要針對風向載荷與地震的載荷,采取水平位移的方法來進行控制,常規條件下樓梯間以及電梯間的墻體設計都可以達到相應的要求。對全過程進行控制,水平位移的效果達不到最佳時,就需要添加建筑分戶墻體來解決抗側力的結構問題。
柱網的確定也是鋼結構施工關鍵技術的一個重點方面,結合平面分割的情況,再加上梁的位置與橫截面的高度來進行調整,借助于鋼梁隱蔽的方式來實現柱面的確定。在整個柱網確定過程中,需要考慮到外墻的位置關系,做到沿著外墻鋼梁與玻璃高度關系適應匹配,以此來提升設計的整體效果。
變形限值技術主要用于解決鋼結構在建筑抗側力結構方面的要求,采取鋼桁架來作為抗側力的結構類型,需要結合國家相關領域的技術標準與規范化要求,做好鋼的用量設計,如果不匹配可能會導致工程造價變更幅度較高,影響建設的經濟效益[4]。為了在成本可控的條件下提升鋼結構建筑抗震性能與耐風性能,研究探討鋼結構-混凝土組合結構體系、型鋼混凝土組合結構體系等,在滿足基本抗側力結構要求的同時,也解決了建筑剛性問題,提升了整體性能。
鋼結構工程質量控制僅僅依靠關鍵技術是遠遠不夠的,還需要做好如下幾個方面的質量控制工作。
鋼結構的施工過程中,安裝控制是最終影響質量水平的環節,所以需要特別注意該環節的質量管控。安裝技術應用不完善,不斷會影響到操作標準,同樣也會影響到鋼結構建筑實際使用性能,導致結構壽命縮短。為了解決這個方面的問題,一方面需要進一步加強各個環節的跟蹤監控管理工作,需要重點對鋼結構梁柱接點的安裝過程的質量控制,包括設計圖紙的尺寸與相關要求,盡可能做好安裝環節的控制與掌握。
鋼結構建筑的整體質量控制要在構件生產、原材料材質的管理環節下功夫,高質量的構件,加工生產的精細化、施工安裝的精益化,才能夠體現鋼結構建筑“中國建造”的優勢,一方面,需要做好材料供應商、材料材質的檢驗和把關,包括施工方需要選擇必要的銷售標準來進行合作,把好原材料進場的第一道關;做好工序銜接和施工組織,實現精益建造,做好施工單位的成本核算與管控,做到成本的最優化,避免施工材料選擇時出現偷工減料甚至不符合施工建設標準的問題,以此來提升整體的結構強度與穩定性,滿足承重能力的設計標準和要求,更可以抵抗自然老化的問題。
設計、技術交底在鋼結構質量控制中也是不可忽視的因素之一,施工過程中需要做好設計意圖的認知和理解,避免施工過程中設計人員與施工人員認識上的脫節。為了體現設計交底的作用,需要特別做好各個方面的溝通與交流,特別是一些關鍵部位的對接更要謹慎[5]。這個溝通過程還需要突出雙方的相互監督,全面閱讀認知基礎條件下再提出歧義的部分,施工過程中設計人員更要做好施工材料與工藝的熟悉,確保施工質量的控制進程。
要針對鋼結構建筑的生產、施工特點,培育一支高素質專業人員隊伍。一方面需要積極加強在職人員的培訓教育,不斷提升鋼結構專業人員的質量控制能力與質量管理意識,可以通過吸收一些專業的質量控制管理人員參與到建設項目;另一方面重點培養持證上崗的技術工人隊伍,包括電焊工、裝配工、吊裝工執業技能工人隊伍,以此來確保鋼結構建筑質量控制的整體效果。
綜上所述,鋼結構在建筑領域中得到了廣泛的應用,其良好的性能優勢解決了傳統建筑中的許多問題,但是也帶來了質量控制方面的新挑戰。為了做好建筑鋼結構質量控制工作,除了需要進一步優化施工關鍵技術之外,還需要完善鋼結構施工質量監控體系,強化原材料的控制與管理,特別是做好設計交底的各個方面細節籌劃,構建高質量、高素質的人員隊伍,推動鋼結構建筑的高質量發展。