鋼結構技術在建筑工程中的應用探析

郝華姣 山西省工業(yè)設備安裝集團有限公司

1 前言

近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展與城市化進程的加快，大量人口涌入城市。為保證人們的日常生活需求能夠得到滿足，可在城市規(guī)劃建設過程中積極應用各種新型建筑技術，改變城市建筑的設計形式，以此不斷推動城市發(fā)展。其中，裝配式鋼結構施工技術在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)分段組裝，充分保證科學性、穩(wěn)定性。

2 鋼結構在建筑施工中的特性

2.1 施工速度快、成本不高

鋼結構成為現(xiàn)代建筑施工中的主要形式之一的原因，主要在于建筑工期短，施工速度快。鋼結構在施工過程中大多數(shù)都采用的一體化安裝，這都大大減少了施工所使用時間，提升了施工的效率，同時還降低了施工所需要的成本，更是為建筑提供了強有力穩(wěn)定的保障，讓建筑變得更加經(jīng)久牢固。

2.2 屬于環(huán)保材料

近年來，隨著二氧化碳的大量排放和人類對于自然環(huán)境的各種破壞污染，現(xiàn)代人對于環(huán)境的保護問題尤為重視。我國一直都提倡經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的理念，這在現(xiàn)代施工建筑中，鋼結構的使用就是極好的體現(xiàn)，鋼結構是可以用來再次回收利用的原材料，屬于環(huán)保材料，在建筑施工中鋼結構的使用能大大減少施工和時間和成本，對于多余或廢棄的邊角料也都可以投入到下一次的使用當中來，同時在建筑中對于鋼結構的使用也是國家所推崇和鼓勵的。

2.3 在實際建筑中的實用性

鋼結構因為原材料的緣故，具備抗震、重量輕、強度高等多方面的優(yōu)勢。在實際建筑中，不管從建筑方式、使用方法、實際運用設計等方面來說，都是極好的選擇，且還具備靈活使用的特性，可以用在建筑中的各個地方和位置。可以給予建筑物更為廣闊的空間，讓建筑內(nèi)部更加的寬敞，集合實用和美觀于一體，可以創(chuàng)造無限的可能性。

2.4 鋼結構的缺點

鋼結構在建筑中的使用，有很多優(yōu)點，但是也存在部分的缺點的。鋼結構建筑本身是具有防火的特性，屬于不燃材料，但是卻有不耐高溫的特性，需要在使用的時候在表層涂抹防火材料。同時由于鋼結構還有耐腐蝕性差的缺點，這也需要在使用時注意，同樣需要在表面涂抹防腐蝕涂料。此外還需要在實際運用上，根據(jù)建筑的使用年限來進行判定，保證建筑的居住和使用的安全性。

3 建筑鋼結構工程施工出現(xiàn)的問題

3.1 鋼結構的耐火性與耐腐蝕性較差

鋼結構具有比較高的導熱系數(shù)，如果在建筑工程中出現(xiàn)了火災，就會使鋼結構材料的彈性模量發(fā)生相應的提升變化。在高溫環(huán)境中會造成鋼結構的強度大幅降低，甚至可能會出現(xiàn)剛度和強度完全喪失的情況。另一方面，鋼結構長時間暴露在空氣中，本身會出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象。因此，針對鋼結構出現(xiàn)的銹蝕問題，在施工過程中要合理地控制溫度和濕度，以有效地保證鋼結構發(fā)揮出自身良好的性能。

3.2 對建筑鋼結構選擇方面的不足

我國擁有強大的鋼材生產(chǎn)力，在鋼材的制造過程中也經(jīng)過了多個環(huán)節(jié)的檢測。因各廠商檢測環(huán)節(jié)的差異，導致我國鋼材在質(zhì)量上出現(xiàn)比較大的差距。根據(jù)現(xiàn)存的情況來看，影響鋼材被使用的主要原因就是鋼材自身的耐腐蝕以及耐熱的能力比較低，因為建筑物是一個長遠使用的物體，鋼材經(jīng)過長時間的使用會出現(xiàn)裂痕，從而對建筑鋼結構的穩(wěn)定性產(chǎn)生破壞。因此，如果施工人員在選材時不能對鋼結構的性能和材質(zhì)進行正確的判斷，就可能選出質(zhì)量比較差的材料，對建筑施工造成一定的影響。

3.3 平面布置問題

通常來說，建筑鋼結構施工都會建立在工程建筑的平面之上，這就要求平面布置必須緊密。按照現(xiàn)在的工程來說，很多的建筑單位還沒有意識到這一點，所以就沒有達到施工圖紙的標準，在一定程度上也加大了建筑的安全隱患，十分影響建筑使用后的整體壽命。而本文研究的工程是對某高層建筑中鋼結構的施工管理與控制要點，因此關于建筑鋼結構，在研究的建筑工程方面，表現(xiàn)在平面布置方面的主要問題就是，基于建筑比較高，鋼結構的架設就呈現(xiàn)跨度大的問題，大部分鋼結構都和建筑中的混凝土混合在一起。

3.4 鋼結構制作問題

首先，對鋼板進行切割及下料時，翼緣板尺寸寬窄存在差異，使牛腿及H型鋼尺寸不一。切割邊緣存在顯著切割痕跡，制作工藝較為粗糙，使拼板邊緣切割垂直度難以保障。其次，組裝進程中，焊接H型鋼時沒有組裝胎架，使H型鋼高度尺寸存在較大偏差；腹板完成對接后，施工人員對焊縫未加以重視，存在顯著凹凸現(xiàn)象。再次，焊接輕鋼H 型鋼翼板開料后，再實施拼接，焊縫未裝設引熄弧板，使焊縫缺乏飽滿，邊緣存在凹坑。柱腳、牛腿焊腳未嚴格依照相關圖紙實施，造成焊縫產(chǎn)生嚴重塌邊。最后，未做好除銹及構件運輸堆放。除銹指鋼結構施工前，除銹工作未落于實處，使構件表面涂抹厚度不均，且出現(xiàn)落銹狀況。使用油漆涂抹防銹前，沒有清除構件表面雜質(zhì)，使表面凹凸不平，流掛現(xiàn)象時有發(fā)生。構件運輸堆放指構件運輸及堆放進程中，未及時給予針對性保護層，使構件直接暴露在空氣中，一旦被雨水浸透，會增加構件腐蝕風險。

3.5 鋼結構安裝中問題

鋼結構安裝進程中，受各類因素影響，安裝質(zhì)量難以保障，存在問題主要為以下方面：其一，實際安裝前，未制定完善的施工安裝流程，未嚴格依照相關安裝標準實施，無法形成穩(wěn)固框架，受外界強烈沖擊影響，會出現(xiàn)倒坍事故。其二，錨固螺栓高度不一。針對柱腳平面未能初期測量，預埋時發(fā)生位移，使柱子位置偏移，無法保證鋼結構安裝質(zhì)量。其三，高強度螺栓連接。鋼結構施工進程中，高強度螺栓的擰緊需涉及初擰、復擰、終擰，方可確保穩(wěn)定性。在實際施工中，施工人員出于施工進度考量，未嚴格依照要求將高強度螺栓擰緊，難以保證鋼結構穩(wěn)定性。其四，端接板摩擦面間隙與規(guī)范標準不符。高強螺栓連接板發(fā)生形變，接觸面無法緊密貼合，主要由于高強度螺栓連接，依靠構件連接處通過摩擦對構件滑動進行約束。

4 鋼結構技術在建筑工程中的應用

4.1 構件分段技術

在實際應用過程中必須將構件與現(xiàn)場情況相結合，對分段技術構件進行深入的研究，實現(xiàn)技術的創(chuàng)新與應用，科學、合理地組裝各個部分。對于現(xiàn)場塔式起重機的調(diào)配，需要引起相關技術人員的高度重視，科學、合理地開展設計工作，獲得最佳的起重范圍，確保安全、可靠地開展施工作業(yè)。與此同時，保證環(huán)形部件的運輸合理性，確保運輸條件良好，在此基礎上科學地規(guī)劃與設計路線，營造良好的運輸效果，合理地分解不同部件，在加工制作與吊裝過程中選擇最優(yōu)的分段方案。

4.2 螺栓預埋技術

鋼結構建筑在施工進度上有著極高的要求。其主要原因在于施工的同時如果在精度上出現(xiàn)一定的偏差，將對整個鋼結構建筑有著較為嚴重影響，一旦出現(xiàn)偏差有可能讓建筑的整體都出現(xiàn)一定的問題，在一定的偏差的情況下，還有可能出現(xiàn)建筑倒塌的事故出現(xiàn)。而在建筑施工中，常常會出現(xiàn)鋼材位移的現(xiàn)象，這樣對建筑施工中造成不小的阻礙。螺栓預埋技術就是在一定程度上針對這樣的情況下出現(xiàn)的，螺栓預埋技術可以有效消除鋼材位移的問題，而在實際的施工中，需要施工人員在施工前預先對螺栓的位置進行精確的計算，提前把螺栓預埋在地下，然后在實際的施工過程直接將鋼材放在合適的位置，將鋼材和螺栓直接連接在一起。通過這樣的技術達到施工的精確性，來保證建筑的牢固，同時也避免了因為建筑鋼材偏移產(chǎn)生倒塌的嚴重問題。

4.3 提升吊裝施工技術管理

在鋼結構吊裝施工時，要對其進行清潔，除去表面存在的一些污物。還要嚴格地對標高和鋼梁軸線進行校正，加強對鋼梁吊裝的精準程度。鋼梁以及連接板貼合方向也要嚴格檢查，為了讓鋼梁可以更好地安裝，首先就要根據(jù)合理的順序去對框架垂直度進行適當?shù)恼{(diào)整。

在吊裝的時候，要注意對鋼梁上下和水平方向嚴格控制，并仔細地包裝螺栓，防止在安裝的時候出現(xiàn)過大的偏差。在起吊鋼結構的時候，有關人員要對進行吊裝的吊索和吊鉤進行檢查，并且要保證吊起的鋼結構要距離安裝平面有大約40cm～100cm 的距離，有效地對基準線也要進行瞄準，而且安裝時有效地對臨時性的螺栓進行有效的加固，用最大的保障措施減少安全隱患的發(fā)生。

但是關于鋼結構的承重方面，也要合理地應用承重柱進行相應的校準，對鋼結構安裝的位置，應合理地應用經(jīng)緯儀進行現(xiàn)場校準，確保鋼結構承重柱的中線不超過3cm的距離。

4.4 焊接鋼結構

高層建筑結構中選取鋼材厚度較厚，在設計中使用大量斜柱，此類設計增加了焊接工作量，需實施大量斜焊作業(yè)，增加了施工安全風險，且難以確保施工質(zhì)量。因此，為解決上述問題，焊接中使用二氧化碳氣體保護半自動化焊接，根據(jù)項目實際情況進行斜焊，確保焊接質(zhì)量，且提升焊接速率。確定焊接技術后，需抽調(diào)專業(yè)人員組成焊接工藝評定小組，將焊接參數(shù)進行編制。在焊接過程中，焊接節(jié)點繁多，加之鋼結構安全性較低、結構高，給鋼結構焊接工作提出新的挑戰(zhàn)，為提升焊接技術質(zhì)量，明確焊接順序，根據(jù)鋼材類別選取合適的焊接技術。加強培訓焊接專業(yè)人員，確保人員持證上崗，對焊接后產(chǎn)品審核，特別為缺陷及內(nèi)部損傷檢測，進而控制焊接質(zhì)量。

4.5 外圍集成與綠色建筑技術

裝配式鋼結構施工在高層建筑中的應用十分復雜，且受建筑高度的影響，為順利開展安裝工作和保證施工安全，就需要認真做好相關工作。外圍集成技術是一種重要技術，為更好地融入技術，需要科學、安全地處理墻體連接點。同時，低碳經(jīng)濟時代的到來為綠色建筑建設與發(fā)展中的技術應用創(chuàng)造了有利的條件，加上人們對居住環(huán)境質(zhì)量狀況改善也提出了更高的要求，而裝配式建筑能夠避免對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，拓寬建筑領域的發(fā)展思路，可實現(xiàn)建設事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.6 地基施工

對于鋼結構建筑來說，同樣也需要合理地進行地基的施工。地基施工對于建筑的整體質(zhì)量來說也有著不小的影響。鋼結構的基地的施工同樣也需要結合多方面因素來計算考慮。其中在施工的最開始需要對與建筑整體的應用力和強度來進行計算，同時就計算出所需要的基礎坑洞的布局位置和具體深度，在挖基坑之后，運用合理的打樁技術來對坑洞的地基進行打入，在施工的同時，同樣也需要對地基的質(zhì)量進行合理地檢測準備，可以通過實驗的形式來對打入地基進行測試。為了避免建筑不利的不良影響，建筑地基的打入深度是需要重點考慮的因素。

5 結束語

綜上所述，現(xiàn)有的建筑鋼結構施工技術管理和控制工作中，還是存在許多質(zhì)量上的相關問題，為了提升企業(yè)市場競爭力，掌握鋼結構核心要點，嚴格根據(jù)相關要求操作，加強優(yōu)化及完善部分關鍵部位，提升鋼結構施工技術質(zhì)量，為項目質(zhì)量做以支撐。