鋼結構建筑施工技術分析

劉曉玲 甘肅第四建設集團有限責任公司工程師

我國建筑工程結構越來越復雜，傳統施工技術存在較大的安全隱患，已無法滿足實際需求。鋼結構安裝時間比較短，可以在施工現場直接安裝，整體施工周期較短。與混凝土施工相比，鋼結構施工具有更高的抗側彎強度和抗壓強度，因此在關鍵部位利用鋼結構有利于優化建筑性能。此外，鋼結構施工材料可以循環再利用，利用鋼結構建筑施工技術有利于保護環境。

1 鋼結構建筑的優勢

1.1 材質具有均勻性

建筑施工質量關系到人們的生命財產安全，因此施工單位需要合理選擇建筑材料。而鋼結構材質具有均勻性，并具有較高的彈性和耐受力，在外力的沖擊下不易變形。在建筑工程施工中，不同的建筑結構需要利用不同的建筑材料，而利用不同類型的鋼結構可以優化整體建筑施工效果[1]。

1.2 塑性和韌性較好

自然災害會影響建筑工程，例如發生地震災害，要求建筑材料的變形和波動較小，而鋼結構在這一方面存在優勢，與其他建筑材料相比，在相同壓力的影響下，鋼結構建筑具有較好的塑性和韌性，可以保障建筑結構不發生變形問題。鋼結構在受到壓力時可以向整個建筑的其他部分傳送壓力，保障整體受力平衡，提高建筑結構的安全性。

1.3 鋼材重量較輕

鋼結構具有較高的密度，整體重量較輕，因此鋼結構符合建筑工程施工要求，尤其適合應用在高層建筑中[2]。

1.4 穩定性較高

鋼結構建筑的荷載性和強度比較高，不僅可以承擔建筑水泥混凝土的重量，而且可以節省材料用量和建筑空間。此外，利用鋼結構可以減少構件橫截面積，同時可以有效擴大建筑空間。因為鋼結構較輕，可以降低整體建筑的重量，如果發生地震等自然災害，可以控制建筑材料之間的相互作用力，提高整體建筑的穩定性。

2 鋼結構建筑施工中的問題

2.1 鋼結構安裝中的安全問題

（1）高空作業安全問題。在鋼結構安裝過程中涉及高空作業，因此需要保障施工人員的安全。近年來，高空墜落引發的安全事故比較多，主要是因為施工人員沒有按照要求佩戴安全帽、安全帶以及安全繩索等[3]。

（2）構件起吊安全問題。在安裝鋼結構的過程中，安裝構件需要利用起重機起吊，而在起吊過程中存在安全隱患，例如可能會產生翻車問題，起吊鋼絲和鋼繩可能會斷裂。這些問題會影響吊裝過程的安全，因此在起吊過程中需要采取安全措施。

（3）支撐體系的安全問題。在安裝大跨度鋼結構的過程中，需要設置支撐系統，如果在施工過程中不能保證支撐系統的穩定性，將會影響施工安全。如果在安裝鋼結構的過程中，支撐系統發生倒塌問題，就會引發安全事故[4]。

2.2 鋼結構安裝中的質量問題

（1）軸線精確度問題。在安裝鋼結構之前，需要準確設置軸線，否則將會出現施工誤差。因此在安裝鋼結構柱之前，需要復核施工軸線繪制結果，嚴格控制軸線誤差。如果軸線誤差較大，需要重新開展測量工作，并且再次復核。如果因為軸線測量問題引發較大的結構誤差，導致不符合整體安裝規范，不僅會耗費較多的時間和人力資源，還會增加預算負擔。

（2）構件連接施工問題。在安裝鋼結構的過程中，構件連接方式主要有焊接連接、螺栓連接以及鉚釘連接。其中，鉚釘連接方式非常復雜，因此在鋼結構中很少利用。在焊接過程中，因為焊縫溫度比較高，會損害鋼材的機械性能，引發脆性問題。此外，在焊接部位可能會產生缺焊、漏焊以及焊接不均勻等問題，這些問題會降低結構整體性。而螺栓連接方式缺乏整體性和剛性，如果構件對于整體性要求比較高，不適合選擇螺栓連接方式[5]。

3 鋼結構建筑施工前的準備工作

在鋼結構建筑施工前，施工單位需要做好準備工作。在施工安裝前需要根據工程實際情況，保障設計工作的科學性，同時需要根據安全規定和建設標準等選擇施工技術和施工方法等。

3.1 做好物資準備工作

完成鋼結構建筑安裝工程組織設計工作后，在鋼結構建筑施工前，需要全面檢驗安裝工程的材料、人員以及施工進度計劃等[6]。

3.2 合理配置人力資源

施工團隊的整體素質會影響鋼結構建筑工程的質量，因此在鋼結構建筑施工階段，需要堅持科學的施工理念，根據施工規劃配置不同的工種。在入場前，需要對整個施工團隊進行培訓。此外，在實際施工中需要制定完善的規章制度，嚴格考核每一名安裝人員。

3.3 做好現場準備工作

配備施工材料和人力資源后，施工方需要有效測量施工現場，保障測量內容符合施工圖紙。在測量階段如果發現二者不同，需要多次組織測量工作，計算測量平均值。如果發現施工圖紙存在問題，需要及時向設計人員匯報實際情況，組織施工單位和設計人員共同修改圖紙。在施工前需要規劃機械運輸道路，配置水利設備和電力設施等，根據現場的實際情況調試相關設備，保證在施工階段能夠快速投入使用[7]。

4 鋼結構建筑施工技術要點

4.1 預埋件施工技術

一些預埋件具有較大的重量，會直接影響鋼柱安裝質量，因此需要開展全面檢查。在安裝預埋件的過程中，需要精確埋設鋼結構基礎地腳螺栓，校正產生彎曲或者變形問題的地腳螺栓，及時修理出現損傷的螺牙。同時，將標高墊塊布設在柱底板加勁肋下方，焊接固定墊塊，然后再有序澆筑混凝土。在混凝土澆筑過程中，采用分層澆筑方式，避免因為混凝土流動偏移錨栓。在混凝土移搗階段，在鋼筋上卡住振搗器，避免錨柱發生跑位問題。

4.2 鋼柱施工技術

在安裝前需要檢查鋼構件的設計文件和合格證，并提前取樣，根據實際情況確定長度和尺寸等。同時，要嚴格檢查鋼柱的標高和軸線，及時修正發現的偏差。此外，在安裝鋼梁的過程中，要注意預檢鋼柱結構連接件和混凝土核心筒上的預埋件[8]。

4.3 吊裝施工技術

鋼結構吊裝工作主要包括平面吊裝和豎向立體吊裝，不同的吊裝方法其吊裝順序也存在差異。在吊裝過程中，需要確定鋼結構的吊裝重心，保障吊裝過程的平衡性。工作人員需要結合繩索受力情況確定平衡點，要提前確定吊裝結構的剛度和強度等。在平面吊裝過程中，首先需要確定安裝中心核心筒的位置，隨后再吊裝和固定周圍結構。在豎向立體吊裝階段，首先需要吊裝下層框架梁，然后再有序吊裝中層和上層。在吊裝過程中，要同時開展固定和測量工作。針對特殊鋼結構需要利用多樣化的組合方式，同時需要提高連接要求。工作人員根據要求進行拼裝，再根據建筑實際情況制定科學的安裝方案，最后有序開展吊裝工作。

4.4 焊接技術

加固鋼結構的過程中要利用焊接方式，焊接前首先需要清理鋼結構材料表面的銹斑和油污等，以保障焊接質量。其次要根據規定檢查焊條和焊劑等材料，提前處理發生變形的鋼構件，同時需要利用加熱方法矯正鋼結構。在焊接厚鋼板前，首先需要做好預熱工作，避免在焊接過程中鋼材產生裂紋，降低焊接應力。在完成焊接工作后要開展后熱工作，全面消除殘余的應力[9]。以下是具體的焊接施工技術。

4.4.1 高強鋼焊接技術

高強鋼是一種合金鋼，屈服強度通常在460 MPa 以上，同時還具有較強的韌性和焊接性。以合金化程度和纖維組織作為劃分基礎，高強鋼可以劃分為低合金、中合金以及高合金3 種類型。與普通鋼材相比，高強鋼焊接技術要求更高，同時具有較大的焊接難度，在實際工作中要求工作人員嚴格遵守工作規范。首先，在選擇焊材的過程中，需要檢測焊材性能是否滿足母材標準，同時要確保焊材韌性強度符合沖擊韌性要求。其次，在焊接高強鋼結構之前，需要做好準備工作，全面清除待焊部位和焊縫表面的雜質，避免焊接表面出現扭曲和毛刺等，同時需要保證鍍鋅層的完好性。

施工單位在焊接前需要檢查焊縫長度和寬度等，確定沒有任何偏差后即可開展焊接工作。工作人員要注意焊接方向，注意不能在拐角部位設置焊接起點，并且需要嚴格遵守焊接順序。針對長焊縫，可以采用分段退焊、跳焊以及交替焊等方式。針對雙面非對稱坡口，工作人員應首先焊接深坡口側的焊縫，然后焊接淺坡口側的焊縫。如果高強鋼焊接板的厚度在8 mm 以上，應采用多層多道焊接方式。在第一層打底焊的過程中焊接低強度焊材，利用小電流和高焊接速度完成焊接工作，以減少焊縫厚度。在第二層之后，需要焊接規定的焊絲，注意錯開每一道焊縫的接口，同時不能處于同一垂直線上。在連續施焊過程中，完成第一道焊接工作后需要及時清理焊渣，如果發現焊接問題需要立即處理，確定符合質量要求之后再繼續焊接。

4.4.2 低溫焊接技術

在低溫焊接過程中需要采取烘焙和保溫措施，一般選擇低氫焊材。在焊接過程中要注意控制熱量損失，可以搭設防護棚，也可以利用氣體保護焊措施。在預熱過程中，要保證預熱溫度高于常溫環境的焊接預熱溫度，同時要確保木材厚度超過鋼板厚度的2 倍。完成低溫焊接工作后，要避免因為快速降低溫度在焊接部位產生裂紋問題。

4.5 鋼梁的安裝技術

在鋼結構建筑中需要安裝較多的鋼梁，與鋼柱相比，鋼梁的吊裝重量更輕，因此可以采用高強螺栓連接和栓焊連接方式，以提高整體施工效率。鋼梁就位后，需要利用普通螺栓臨時固定鋼梁，校正合格后再連接高強螺栓。在安裝鋼梁的過程中，按照由外向內的順序對稱性吊裝平面鋼構件，并且按照自下而上的順序安裝立面鋼構件，有序吊裝柱、主梁、次梁等構件。

在實際吊裝階段，在安裝相鄰鋼柱之后再安裝鋼梁，連接鋼柱的鋼梁之后，可以提高整體框架的穩定性。在鋼梁吊裝之前要合理選擇吊點，利用橡膠片保護吊點。首先在安裝部位水平吊裝鋼梁，對準纜繩和安裝軸線后緩慢落鉤，將臨時螺栓安裝梁兩端，完成校正工作后再固定高強螺栓。建筑工程的核心筒結構主要包括焊機矩形鋼柱、柱間平面桁架支撐以及內外框水平支撐等，可采用分段吊裝施工方案。在安裝完鋼構件之后需要立即安裝外框鋼結構，吊裝工藝和上述操作基本一致。

5 鋼結構建筑施工的注意事項

5.1 保障鋼材質量

鋼材質量不僅關系鋼結構建筑的質量，還關系整體施工的安全性，因此施工單位應確保鋼材質量和鋼結構制作質量等。施工單位需要合理選擇高質量的鋼材，保障選擇的鋼材符合質量要求。在制作鋼結構的過程中，需要合理選擇加工技術，以全面滿足施工要求。在焊接各個構件的過程中，需要根據焊接要求合理選擇焊接工藝。由于一些部位無法利用機器焊機方式，因此需要安排專業焊接人員焊接關鍵部位。在安裝鋼結構的過程中需要開展全面檢查工作，要求施工方及時解決發現的質量問題。

5.2 做好防腐蝕處理工作

在制作建筑鋼結構的過程中，為了保障鋼結構的性能，需要做好防腐蝕處理工作。針對不同的鋼結構，需要采用不同的防腐蝕處理技術。在制作鋼結構的過程中，施工單位需要根據要求控制鋼結構的防腐層厚度，充分保障鋼結構的防腐蝕性。

6 結語

鋼結構具有較高的強度，同時具有均勻的材質，有利于保障整體工程質量。因此，施工單位需要切實把握鋼結構建筑施工的技術要點，充分發揮出鋼結構建筑的優勢。