探討結構施工中鋼結構技術

盧夏斌

摘 要：在現代建筑行業中，隨著科學技術的不斷發展，結構施工技術也日新月異。在建筑施工中，大量采用鋼結構技術可以很好地消除以往采用鋼筋混凝土等材料的弊端。整體配合與質量保障是結構施工設計的關鍵，采用鋼結構技術可為結構施工提供新的研究思路與方法，這對于提升工程的整體質量有著十分重要的作用。鋼結構在建筑工程中的作用不可忽視，鋼結構技術不但能提升結構的安全性與穩定性，而且能有效地提高建造的速度與質量，同時對環境保護與可持續發展也有重要意義。所以，在當代建筑業中，鋼結構的使用也日益普遍。基于此，本文對結構施工中鋼結構技術進行了詳細說明，希望能夠為結構施工中鋼結構技術的進一步發展提供參考。

關鍵詞：結構施工；鋼結構技術；施工技術

一、鋼結構概述

鋼結構是一種以鋼材為主體的結構形式。它是一種以鋼梁、鋼柱、鋼桁架等為主體，其內部或部分通過焊接、螺栓或鉚釘進行連接。由于鋼材質量輕、施工簡便、強度高、韌性好、塑性好、材料均勻，所以鋼結構的可靠度較高。這些特點使其在大型工廠、體育館、超高層和橋梁等工程中得到了越來越多的應用。此外，在潮濕、高溫環境中，鋼鐵材料極易被侵蝕、腐蝕，因此需要對其進行除銹、涂漆等處理。同時，鋼結構在高溫下的強度會顯著降低。鋼鐵具有良好的熱傳導性，在遇到諸如火災這樣的高溫條件下，其溫度會快速上升。當溫度上升時，鋼的強度、剛度將逐步下降，直至接近于零。這就意味著，當溫度升高時，鋼材將會喪失其承受能力，從而導致整個建筑物的破壞。因此，在鋼結構的設計與應用中，應對其進行防火設計與處理。隨著技術水平的提高，鋼結構必將在今后的發展中扮演越來越重要的角色[1]。

二、結構施工中運用鋼結構的優勢

（一）鋼結構具有出色的抗壓性和穩定性

首先，由于鋼材自身的高強度與高韌性，保證了其在外部荷載作用下的穩定與變形性能。在建筑施工過程中，施工單位應根據現場調查，了解場地條件，選擇不同類型的鋼材，并加以適當的組合，以提高鋼結構的穩定性。其次，在進行結構施工時，一般要選擇適當的斷面形式及節點形式，以使之能較好地抵御不同荷載的影響。如在施工中，采用適當的斷面設計與焊接技術，可使其具有較大的跨越能力與承載力。同時，鋼結構還具備了精度高、可控性強等特點。通過對鋼結構進行精確的預制和安裝，使其具有良好的節點質量和整體穩定性能，從而降低在施工中出現的誤差和變形，提高建筑項目的總體質量。此外，鋼結構還可以在長時間使用中保持一定的穩定性與耐用性。鋼材的耐腐蝕和抗疲勞等特性使其在不同的環境中仍能保持良好的性能。同時，對鋼結構進行定期的維護，能夠及時發現并解決隱患，保證工程的安全性與穩定性。

（二）鋼結構施工具有便利性和高效性

首先，在建造過程中，鋼結構的生產已經達到了很高的工業化程度。鋼梁、鋼柱等鋼結構構件均采用現場流水線生產。該生產模式保證了構件的高精度、高品質，并可按工程要求定制。然后將預制好的構件運至工地，以便安裝。其次，在施工現場，鋼結構的安裝工作相對輕松和高效。因為所有的組件都是預先制作好的，所以工人們只需要根據圖紙及設計來組裝、連接就可以了。與傳統的鋼筋混凝土結構相比，其施工過程中不需要做很多的濕工作，例如澆注混凝土等，因此可以極大地簡化施工過程。同時，鋼結構的連接方式也是多種多樣的。焊接和螺栓等連接方法能夠保證鋼結構構件的連接強度和速度。采用柔性節點形式，既可提高施工效率，又可適用于各類復雜的建筑物造型及設計需求。同時，鋼結構施工的機械化程度較高。在施工期間，可利用吊車、焊機等多種機械設備和工具對構件進行吊裝、定位及連接。這種方法不但可以大大提高工程的效率，而且可以減少對人員的依賴性，減少人為因素對工程質量的影響[2]。最后，采用鋼結構施工還能夠降低工程造價。鋼結構施工可以有效地實現組件的裝配與現場安裝，大幅縮短了建設周期，節約了人力、工時費用。

（三）鋼結構在環保和節能方面表現優異

首先，鋼結構的使用效率非常高。鋼材是一種高強的材料，它可以在保證結構性能的前提下，減少原料的用量，從而達到節約能源的目的。同時，由于其構件易于實現準確的預制，因此，在施工現場可有效降低廢棄、浪費等情況，進而提升材料利用率。此外，標準化、可循環使用的鋼結構構件，也可以減少原材料的成本，同時也可以達到再生資源的目的。其次，鋼結構對環境友好性主要表現在自身的可循環利用。作為一種可再生材料，鋼結構的大部分構件可在建筑物拆除或改建過程中被回收，進而降低了建筑廢棄物的排放量，減少了對環境的污染。此外，鋼結構的節能效果也很好。鋼結構是一種很好的保溫隔熱材料，經過合理的設計與建造，可有效地降低其能量轉移與損耗，達到節能降耗的目的。同時，利用太陽能、節能門窗等先進節能技術與裝置，使其達到更好的節能效果。最后，鋼結構施工過程中的環保措施也不可忽視。與傳統的施工方法比較，其噪聲、粉塵等污染更少，對周邊環境影響較低。在此基礎上，對施工過程中產生的污水、廢氣進行治理，也能降低施工現場對周邊環境的不利影響。

（四）鋼結構還具有優良的舒適度和耐久性

首先，在舒適性上，鋼結構建筑的隔音、隔熱、保溫效果都很好。鋼材自身具有良好的熱傳導性，并可通過空腔或填充保溫材料來提高其保溫效果，若能將其合理運用于建筑設計中，則可營造出更為舒適、寧靜的室內環境。同時，由于其重量輕，可有效減輕基礎荷載，降低地震等自然災害對建筑結構造成的破壞，進一步提升建筑的安全度。其次，鋼結構的耐久性非常好。鋼材具有高強度、高韌性，能承受外部載荷的撞擊與變形。在實際應用中，它可以有效地抵抗外界荷載，從而保證建筑物的穩定性與安全性。另外，采取防腐蝕和防銹措施，能夠有效提高鋼結構的使用壽命，降低維修費用。在大型公共建筑、橋梁和隧道等有較長壽命的建筑物中，其耐久性的重要性日益突出[3]。

三、結構施工中鋼結構技術

（一）施工前準備

結構施工中鋼結構技術的前期準備工作是工程建設中的一個重要環節，同時也是保證工程順利實施的基礎。組織技術人員根據工程特點和要求，編制鋼結構安裝的施工組織設計，明確施工目標、方法、步驟和質量控制要求。此設計需要審批，以保證建筑的穩定，并且不會造成永久的變形。經監理單位、總承包單位審核，并經安裝或地基驗收合格后，方可保證施工基礎的安全性與穩定性。在安裝鋼結構之前，要根據構件清單對進入施工現場的構件進行核對，并檢查產品的質量證書及設計變更文件。在安裝鋼結構大型構件時，必須按照預組裝的合格記錄進行現場組裝。同時，要保證構件滿足設計及規范的要求，并且在運輸、安裝過程中要避免涂料的損傷。按照設計圖及施工進度，準備鋼材、水泥、砂漿、涂料、電纜等材料，以及電動工具、手動工具、安全設備等，保證所需要的材料準時到達，以滿足建筑的需要。根據安裝程序，確保鋼結構構件的供貨是成套的，施工現場的堆放場要能夠滿足現場組裝和順序安裝的要求。工作臺的組裝要做好，構件要分門別類地碼放，保證現場的清潔、整齊。做好技術交底工作，使員工明白設計的目的及要求。同時，制定施工前的人力調配、機器裝備等保障方案，保證人員、設備及時到位。與相關部門、供應商、建設單位等保持聯系，確定施工計劃及材料安裝進度。對設計圖紙、工藝文件等進行全面、準確的檢查，保證材料的準備符合施工進度。

（二）鋼結構構件制造

在施工過程中，鋼結構構件的制造是最關鍵的一環，其質量對建筑物的安全穩定起著至關重要的作用。鋼結構構件制造需要借助先進的生產設備，如數控切割機、數控鉆孔機等。這些生產設備具有高精度、高效率的特點，能夠保證構件的尺寸和表面質量。在鋼結構構件的制造過程中，生產工藝是一個非常重要的環節。為保證產品質量，必須對每一道工序進行嚴格控制。所有到貨的鋼材，都要經過嚴格的檢查，以保證滿足設計要求。對物料的規格、型號、數量、外觀質量等進行檢查，并檢驗相應的質量證明。按照設計圖，采用CNC切割機對板材進行切削加工。對異形構件，可能要用成型機來彎折或校直。切割后的鋼板邊應平整，無裂縫、無雜物。利用CNC鉆孔機在鋼板上鉆孔，以保證孔位精度及一致性。再對構件的組裝，用定位焊接將各零件連接起來。組裝時要檢查零件之間的相對位置，以保證與設計相符。在鋼結構件制造中，焊接是一個非常重要的工序。焊工必須具有相關資質，嚴格遵守焊接流程。焊接完畢后，要對焊縫進行外觀檢查和無損檢測，以保證焊縫的質量滿足設計要求。由于焊接變形或因輸送而引起的變形，必須用矯直機來校正[4]。同時，對構件進行除銹，除去其表面的銹斑、油垢，以便進行下一道工序。涂裝的作用是防止鋼材的腐蝕，使鋼材的外表美觀。按設計要求選用合適的防腐蝕涂層。涂裝完畢后，應將構件打包，以避免在運輸、貯存時損壞。在鋼結構構件制造過程中，質量管理也是必不可少的。在每一個制造階段，都必須有適當的質量控制措施及檢查標準。在制造完畢后，還要對各構件進行全面的檢測，以保證各構件滿足設計及國家標準。產品的質量驗收主要是構件的尺寸、外觀、焊接、涂裝等。經驗收后方可出庫，運至施工現場。

（三）鋼結構安裝

在安裝鋼結構之前，必須先做好基礎施工。包括開挖、回填、壓實等地基處理，以保證其承載能力和穩定性。然后將進行地基梁和柱的建造，它們將成為鋼結構中的重要支撐點。地基處理的水平與精度，將對其后的鋼結構安裝穩定、安全起著決定性的作用。鋼結構的安裝要求采用起重機、鋼絲繩、起吊夾具等，所選用的器材及工具必須依據構件的重量、大小及安裝位置而定。在投入作業之前，必須對提升設備及工具進行檢驗與保養，以保證其工作性能符合工程要求。在吊裝時，應根據各構件的重量、大小選用適當的吊點，并采用起吊夾具進行吊裝。吊裝時應注意各構件的平衡與穩定性，防止劇烈搖晃、撞擊。在吊裝過程中，必須與吊裝作業人員緊密合作，以保證吊裝過程中構件的準確安全吊裝到位。構件吊裝到位后，需要進行定位和連接。在安裝過程中，要按照設計圖及測量標志，利用定位儀器對零件進行精密調整，以保證零件的精確定位。在連接方面，有焊接和螺栓等多種形式。為了保證接頭的質量與強度，應選用適當的焊接技術及工藝條件。而對于螺栓接頭，應根據設計的要求預先擰緊并進行緊固，以保證接頭的嚴密與穩定。在施工期間，必須對施工現場的鋼筋混凝土進行動態監控與調節。主要是利用經緯儀、水準儀等儀器，對構件的垂直度和水平度等進行測量，以保證其滿足設計的需要。若出現偏離或形變，則應立即加以調整和修復[5]。對焊接質量和接頭質量也要進行檢驗，以保證其質量達到規范要求。鋼結構安裝過程中，首先要注意的是安全性。在工地上作業的工人必須按照施工規定操作，戴好安全帽和安全帶等安全設備，在保證自身安全的基礎上再進行施工。起重設備和工具的使用必須滿足安全標準，嚴禁超負荷作業。在吊裝和連接過程中，要避免高空墜落和物體打擊等安全事故。

四、提高鋼結構施工技術的對策

在施工前，必須認真研究和優化施工方案。綜合考慮工程的具體要求、場地條件、材料特性和施工團隊的技術水平等，制定出科學、合理、高效的施工方案。選用滿足設計及質量規范的鋼材及其他原材料，并對所用原材料進行檢驗，以保證滿足項目的要求。同時，在物料的搬運、貯存期間，也要采取必要的防護措施，以避免物料受潮、變形或損壞等問題出現。定期對員工進行業務培訓及考核，使其具備較高的技術水平及操作能力。另外，還要對施工人員進行安全教育，以保證施工安全。同時，應積極引進并應用自動化焊接設備、智能化檢測系統等先進設備與工藝，以提高工程建設的效率與質量。要建立健全的施工現場管理體系，明確各項施工任務和責任人，從而保證施工的順利進行。在施工過程中，要加強對施工現場的安全監管，對存在的安全隱患進行及時排查和整改。同時，對施工中的質量進行監測，保證工程的各項技術指標都滿足設計的需要。項目竣工后，要嚴格按有關標準進行驗收，以保證項目的質量符合規定。

結束語

當前，我國各項工程建設都在如火如荼地開展，其中結構施工起著舉足輕重的作用，其質量將直接影響到整個項目。在結構施工中，鋼結構技術以其特有的優勢而成為建筑施工的重要組成部分。鋼結構作為重要的建筑材料，其自身的特點決定了其在施工應用中的復雜性。在實際施工過程中，施工單位要對原材料進行合理的選擇，注重專業人才的培訓，同時還要加強對鋼結構技術與設計的指導，使鋼結構技術得到持續的更新和改進，以此來推動建筑業的進一步發展。

參考文獻：

[1]趙義.某大型鋼結構廠房施工關鍵技術研究[J].工程建設與設計，2023（21）：193-195.

[2]吳炳忠.建筑鋼結構施工技術研究[J].中國住宅設施，2023（12）：115-117.

[3]張玉柱，尹凱正，武美振，等.建筑項目工程鋼結構安裝施工技術研究[J].工程建設與設計，2023（23）：219-222.

[4]夏琦，王元戎，何夢迪.建筑鋼結構設計的問題與施工技術分析[J].產品可靠性報告，2023（08）：155-157.

[5]安超.建筑鋼結構工程施工技術存在的問題及管理策略[J].居舍，2023（25）：16-19.