鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的施工特點和施工方法分析

摘要：在介紹鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展現(xiàn)狀和鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工重要性的基礎(chǔ)上，詳細闡述了鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工特點、施工方法以及焊接工藝，可供從事鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；工程施工；特點和方法

0" "引言

建筑行業(yè)的施工技術(shù)不斷發(fā)展，建筑物的結(jié)構(gòu)形式不斷創(chuàng)新，不同用途的鋼結(jié)構(gòu)建筑越來越多，鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工過程中的機械化、自動化水平越來越高。鋼結(jié)構(gòu)施工是鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的重要組成部分，其施工質(zhì)量、安全、進度，以及施工方法和機械化施工程度，對鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工的影響很大。為此對鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工特點和施工方法進行了深入分析和研究。

1" "鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工特點

鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于大型倉庫、廠房、橋梁等建筑物。鋼結(jié)構(gòu)建筑采用大量鋼材作為其主要建筑材料，根據(jù)其設(shè)計要求，通過科學合理的施工技術(shù)完成工程項目的建設(shè)任務(wù)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工特點如下所述。

1.1" " 總體質(zhì)量輕

鋼結(jié)構(gòu)建筑所用材料主要是鋼材，其總體質(zhì)量較輕。鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量與鋼筋混凝土建筑的質(zhì)量相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量只占鋼筋混凝土建筑質(zhì)量的20%。

因為鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量較輕，不僅能夠降低建筑物的荷載，還能降低原材料的耗費量、減少建筑成本、節(jié)約施工成本、提高施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。在施工過程中還可有效減輕施工人員的勞動強度。

1.2" " 施工速度快

鋼結(jié)構(gòu)建筑在正式施工之前，可先將鋼材加工制作成零件、部件，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場待用。鋼結(jié)構(gòu)建筑主要采用機械設(shè)備和自動化技術(shù)進行施工作業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)場施工，主要使用吊裝等機械設(shè)備，將使用鋼材預制的零件、部件進行組裝，可實現(xiàn)一次性組裝成型。

與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝不會受到混凝土澆筑、凝固等因素的影響，施工環(huán)節(jié)容易掌控，可以進行現(xiàn)場連續(xù)施工作業(yè)，可縮短施工工期。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工期比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的施工工期可縮短60%。

1.3" " 污染程度低

鋼結(jié)構(gòu)建筑使用的主要材料是鋼材。在施工過程中，鋼材的污染程度比鋼筋混凝土低，施工環(huán)境比較好。

將鋼結(jié)構(gòu)的預制零部件運送到施工工地后，組裝施工大都為干式作業(yè)，與鋼筋混凝土的濕式作業(yè)相比，在施工過程中對空氣的污染不大，產(chǎn)生的噪聲污染輕微，環(huán)保優(yōu)勢明顯，更符合文明施工的標準要求。

1.4" " 適應(yīng)性強

對鋼結(jié)構(gòu)建筑進行施工，適應(yīng)性強是其最大優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠適應(yīng)各個行業(yè)對建筑施工的要求。鋼結(jié)構(gòu)是建筑物的主體，其采用的材料以彩色涂層鋼板的壓型板以及復合板為主。鋼結(jié)構(gòu)建筑的承重體，就是鋼結(jié)構(gòu)的承重部件，能夠適應(yīng)多種施工方法。

如果對鋼結(jié)構(gòu)建筑進行改建和擴建，能夠根據(jù)設(shè)計需求比較容易地改變鋼結(jié)構(gòu)的尺寸。設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)建筑時，可采用多種先進的技術(shù)手段。鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性較好，能夠符合抗震方面的技術(shù)要求。

1.5" " 施工程序簡單

鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工程序比較簡單：先將提前預制的零部件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場吊裝就位，再通過螺栓連接、焊接或者鉚接等方法進行固定即可。

鋼結(jié)構(gòu)的零部件大都使用起重設(shè)備完成吊裝等施工程序，與鋼筋混凝土施工程序相比，其施工難度較低，施工質(zhì)量有保障，可有效降低施工過程中發(fā)生重大事故的概率，保證建筑企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟效益。

1.6" " 機械化程度高

鋼結(jié)構(gòu)建筑預制的零部件，均可通過相關(guān)機械設(shè)備完成組裝任務(wù)。在鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過程中，使用人工的施工作業(yè)比較少，呈現(xiàn)出機械化程度高的特點。

2" "鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工方法

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)建筑的具體設(shè)計要求及其零部件的特點，可采用不同的施工方法，完成施工作業(yè)。在鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工過程中，可使用所需的各類機械設(shè)備。鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時，還可根據(jù)具體施工環(huán)境或者其他影響因素，采取科學的機械化、自動化施工措施，為鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工提供強有力的支撐。

2.1" " 高空拼裝法

2.1.1" "施工特點

高空拼裝法主要用于工廠廠房、體育館等有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)建筑。建筑物的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，可采用高空拼裝法進行組裝。采用高空拼裝法時，先將構(gòu)件（包括零件或部件）放置在地面適當位置，再用起重機將構(gòu)件吊到安裝位置，并組裝到鋼結(jié)構(gòu)上。采用高空拼裝法時，需要吊裝很多的構(gòu)件，需要進行較多的高空作業(yè)，但是不需要大量的起重設(shè)備。

采用高空拼裝法時，須使用鋼管搭建施工平臺，用于支撐網(wǎng)架、拼裝作業(yè)和控制網(wǎng)架高度。在網(wǎng)架拼裝過程中，應(yīng)使用很多中小型塔式起重機將構(gòu)件提升到所需高度，根據(jù)施工人員的要求完成構(gòu)件的拼裝。高空拼裝法不需要使用大型塔吊，但需要使用大量的鋼管架。鋼管架進行組裝和拆卸，耗時耗力，高空作業(yè)頻繁，機械化程度低，勞動強度較大。

2.1.2" "施工步驟

首先，在將鋼管組裝成單元節(jié)點之前，必須仔細檢查等待拼裝的各個零部件，并按正確順序放置；其次，在每個零部件拼裝完畢后，要用扳手仔細檢查螺栓的牢固度；再次，拼裝時要使用水平儀和經(jīng)緯儀測量拼裝過程中網(wǎng)架位置的誤差，并進行適當調(diào)整；最后，將網(wǎng)架組裝到一定高度后，在其下弦設(shè)置1個臨時支撐柱進行支撐，對下弦高度進行適度調(diào)整后，使用?48mm的鋼管架設(shè)臨時支撐架。

2.2" " 整體安裝法

2.2.1" "施工特點

整體安裝法主要用于建筑物鋼網(wǎng)架、鋼屋架等鋼構(gòu)架的整體安裝。整體安裝法，適用于各種類型重型鋼構(gòu)架的整體安裝。在鋼構(gòu)架完成組裝后，使用起重設(shè)備將其吊裝到設(shè)計要求的位置，然后采用吊裝或就地旋轉(zhuǎn)等方法就位。

整體安裝法最常用的吊裝方法包括：吊鏈法、螺旋法、把桿提升方法等。整體安裝法所需吊裝的高度較低，不需要頻繁的高空作業(yè)，焊接質(zhì)量能夠得到保證，在鋼結(jié)構(gòu)機械化施工中得到普遍使用。

2.2.2" "施工步驟

根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，鋼構(gòu)架可采取在施工現(xiàn)場地面、支柱錯位或現(xiàn)場外等方法進行組裝。具體施工步驟如下所述。

采取施工現(xiàn)場地面和支柱錯位方法進行整體安裝時，在吊裝前須將與支柱連接的框架梁全部斷開。現(xiàn)場地面和支柱錯位的組裝方法，適合采用拔桿吊裝方法，可將拔桿吊裝方法與滑移法結(jié)合起來進行安裝。

在起升鋼構(gòu)架后，須在空中轉(zhuǎn)動或者平移到安裝位置上方之后，再下降就位。待完成鋼構(gòu)架吊裝就位后，立即安裝框架梁，以保持鋼架構(gòu)的整體穩(wěn)定。地面上的建筑結(jié)構(gòu)在鋼構(gòu)架整體吊裝就位之后方可施工，且不應(yīng)與鋼構(gòu)架的組裝平行施工。

鋼構(gòu)架可在場外組裝，然后使用起重機吊裝到建筑物上就位。場外組裝方法可選用塔式或履帶起重機進行吊裝。場外組裝雖然可使室內(nèi)結(jié)構(gòu)施工工期的拖延問題獲得解決，但是起重機需要負重運行較長距離，需要承擔較大安全風險。

2.3" " 復合施工法

復合施工法是指使用2種及以上的施工方法，進行現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)吊裝的施工方法。例如，將整體安裝法和高空拼裝法結(jié)合起來，充分發(fā)揮這2種施工方法的優(yōu)勢，可以在保證施工質(zhì)量的同時，促進施工效率和進度，降低施工成本，使施工單位獲得更好的經(jīng)濟效益。

2.4" " 全自動施工法

鋼結(jié)構(gòu)建筑的全自動施工法，主要由頂置式帷幕和運輸系統(tǒng)兩部分組成。頂置式帷幕被稱為“施工面作業(yè)棚”，由鋼結(jié)構(gòu)框體、外墻安裝架、頂升裝置和頂棚等組成；運輸系統(tǒng)由物料提升機和上部行走臺車等組成。運輸系統(tǒng)的作用，是先將物料從儲存點水平運輸?shù)教嵘c，再將物料從提升點垂直運輸?shù)焦ぷ髅妫詈髮⑽锪蠌墓ぷ髅嫠竭\輸?shù)绞┕っ娴慕M裝點。鋼柱、鋼梁的焊接由焊接機器人實施。

鋼結(jié)構(gòu)施工完全在施工面作業(yè)棚中操作，因此不會受到天氣條件的影響。在1個樓層完成鋼結(jié)構(gòu)施工后，頂升系統(tǒng)就會將施工面作業(yè)棚提升到上面1個樓層。如此反復，直到整個鋼結(jié)構(gòu)建筑完工。

3" "鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接工藝

3.1" " 焊接前的準備工作

鋼結(jié)構(gòu)零件下料前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙進行放樣。放樣前應(yīng)對所用鋼材進行材質(zhì)分析，修正其偏差值。修正后的偏差值應(yīng)在標準范圍之內(nèi)，以保證鋼材的正確使用。放樣時應(yīng)預留加工余量、考慮焊接收縮量，并根據(jù)放樣情況制作樣板。

對于需要熱處理的鋼材，應(yīng)先進行熱處理，待其冷卻后再進行機加工。對預埋鋼板和其他相關(guān)零件要進行鉆孔和切割，并涂抹防銹漆。

3.2" " 懸掛臂安裝焊接

首先應(yīng)仔細檢查懸掛臂的焊點，調(diào)整其傾斜度。經(jīng)過檢查和調(diào)整，確保其定位準確、焊點正確后，方可進行焊接。繼續(xù)按照以上方法安裝懸掛臂。將所有懸掛臂安裝后，拉出其最高和最低的標高線。焊接無縫鋼管時，先要矯正其錯誤部位。焊接型鋼時，要根據(jù)有關(guān)標準去除棱角，將預埋件與型鋼貼緊，在焊縫兩頭焊接引弧板，然后進行焊接。

3.3" " 質(zhì)量檢測

吊掛臂安裝完成后，應(yīng)對其焊接部位及其周邊區(qū)域進行質(zhì)量檢測，以確保這些關(guān)鍵部位符合質(zhì)量要求和標準。要確保吊掛壁的不垂直度、吊掛臂的整體坡度、吊掛臂和其他相關(guān)零件，均符合質(zhì)量要求和標準。

3.4" " 焊縫處理

在焊接吊掛臂的過程中不可避免地會產(chǎn)生飛濺物和焊渣，因此在焊接完成后、噴涂防銹漆之前，要對焊縫進行磨平處理，對焊縫表面及其周圍進行清理，以防止漏涂。噴涂防銹漆時，須執(zhí)行相關(guān)標準。不銹鋼件焊接后，需噴涂白漆。

4" "小結(jié)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程具有其專屬的施工特點、施工方法和焊接工藝，在進行鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的施工過程中需要牢牢把握，以期達到創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)鋼結(jié)構(gòu)建筑工程、為國家的現(xiàn)代化建設(shè)增光添彩的目的。

參考文獻

[1] 趙騰飛. 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑防屈曲鋼板剪力墻研究與應(yīng)用[D].河北建筑工程學院，2020.

[2] 郭健，卞光華，董嘉林. 裝配式鋼結(jié)構(gòu)常用樓板選型及設(shè)計方法概述[J]. 江蘇建筑，2020（6）：47-50.

[3] 曹軻，徐勝利，葉堃暉，等. 高性能鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)全壽命周期“三元一體化”指標體系研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學報，2020，41（5）：1-10.