建筑鋼結構裝配式施工關鍵技術研究

0 引言

隨著我國城市化建設速度的不斷增加，建筑工程規模、數量與日俱增，為施工企業帶來發展機遇的同時，也對工程質量、施工成本等提出了更高的要求。特別是隨著材料成本和人力成本不斷攀升的現今，施工企業面臨的壓力逐漸增大，提高施工工藝水平、施工效率、經濟收益逐漸成為施工企業實現長久發展的必經之路。鋼結構建筑作為一種全新的高效率建筑施工方案得到了快速的發展，不僅顯著降低了施工成本，提高了工程質量，還更好的推動了建筑行業實現現代化發展。因此，對建筑鋼結構裝配式施工關鍵技術進行研究具有十分重要的意義與價值。

1建筑鋼結構裝配式施工概述

1.1 建筑鋼結構特點

（1）卓越的結構性能。鋼結構建筑展現出優異的力學性能特征，其承載能力顯著優于傳統混凝土結構。得益于鋼材的高強度特性，鋼結構具有突出的強度－重量比優勢，在確保結構安全性的同時可實現更輕量化的建筑設計。此外，鋼材良好的延展性和韌性賦予建筑優異的抗震抗風性能，能有效抵御地震、強風等自然災害的作用[1]

(2）顯著的施工優勢。鋼結構采用工廠預制、現場裝配的施工模式，大幅提升了施工效率，縮短了建設周期。其模塊化特點使建筑布局和形態具有高度靈活性，可適應多樣化的功能需求。同時，鋼結構自重輕的特點為建筑改造和遷移提供了便利條件。

(3）突出的環保特性。鋼結構建筑具有顯著的可持續發展優勢。工廠化預制有效降低了施工現場的噪聲和粉塵污染，同時減少了建筑垃圾的產生。鋼材的高回收率和可重復利用性（回收率可達 90% 以上）使建筑在全生命周期結束時更易處理。此外，鋼結構建筑在全生命周期內具有較低的能源消耗和碳排放水平，環境友好性突出。

1.2裝配式建筑特點

（1）施工效率高。裝配式建筑采用工廠預制構件的方式，大幅減少了現場作業量，顯著縮短了施工周期。同時，施工企業可根據工程進度靈活調整施工流程，實現預制構件生產與現場施工的高效協同，進一步提升整體建造效率。

(2）綠色環保。建筑行業作為高耗能產業，節能減排已成為政府及行業管理的重點。裝配式建筑采用標準化構件生產，可在不同項目中重復利用，大幅減少了材料浪費和建筑垃圾，降低了對環境的負面影響。

(3）質量可靠。預制構件由專業廠家生產，技術人員可嚴格把控原材料及生產工藝，確保構件質量穩定。此外，工廠化生產能有效規避現場施工的環境干擾，減少質量隱患，同時降低現場檢測工作量，提高了工程管理效率。

（4）設計靈活。裝配式建筑由模塊化構件組成，可根據不同工程需求進行個性化設計和快速組裝，適應多樣化的建筑方案，滿足設計師的創意需求。

（5）可循環利用。裝配式建筑的主體構件可拆卸重組，便于建筑改造或遷移，實現資源的重復利用，減少浪費，符合可持續發展理念。

2建筑鋼結構裝配式施工內容

2.1 預制與現場組裝

（1）鋼結構構件預制。裝配式建筑的構件需在專業工廠預先制作，生產過程中需重點把控以下環節：首先，必須嚴格遵循設計圖紙及技術規范進行加工制造，以確保構件質量穩定可靠；其次，要精確控制構件尺寸及連接孔位精度，以保障鋼結構整體裝配精度，為后續施工創造有利條件。

(2）現場組裝施工。現場組裝是將預制構件運輸至工地后進行整體裝配的過程。施工企業需科學規劃施工流程，協調各工序銜接，合理配置起重設備等機械化裝備，以提升安裝效率。該施工方式能有效規避傳統現澆作業的環境制約，顯著提高施工安全性與質量可控性[2]。

2.2基礎施工

在基礎施工階段，需根據設計要求和現場實際情況，選擇合適的基礎形式，如樁基、承臺等。同時，應嚴格控制基礎的尺寸、位置和高程，以確保其滿足設計要求。

（1）在構件制作階段，要根據設計圖紙和工藝要求，對鋼構件進行切割、加工和成型。在此過程中，需嚴格控制構件的尺寸、形狀和表面質量，確保其符合設計要求。同時，還要注意保護構件的表面，避免劃傷和銹蝕。

(2）構件安裝是鋼結構施工的核心環節。安裝過程中，需根據設計要求和現場實際情況，選擇合適的吊裝設備和方法。同時，要嚴格控制構件的安裝順序、位置和連接方式，確保其滿足設計要求。并須注意安全防護，以避免發生安全事故。

(3）焊接施工是鋼結構施工的重要環節。在焊接過程中，應依據設計要求和國家標準，選擇合適的焊接方法和焊材。同時，要嚴格控制焊接參數、焊縫質量和焊接變形，以確保焊接接頭的性能和外觀質量。

（4）涂裝施工是鋼結構施工的最后一道工序。在涂裝過程中，要選擇合適的涂料和涂裝方法，對鋼結構進行防腐、防火和美觀處理。同時，應嚴格控制涂層的厚度、顏色和附著力，以確保其滿足設計要求和使用性能。

3建筑鋼結構裝配式施工要點

3.1 結構設計要點

（1）荷載計算模型優化。鋼結構裝配式建筑設計需建立精確的荷載計算模型，重點考量靜力荷載、地震作用等關鍵因素，通過科學的參數取值和計算分析，確保結構受力性能的可靠性。

（2）節點連接方式選擇。針對鋼結構裝配式建筑特點，應基于工程實際需求，從結構剛度、承載能力、施工可行性等維度，合理選用螺栓連接或焊接等連接方式，以確保節點連接的可靠性。

（3）分段變截面設計。針對高層鋼結構裝配式建筑的變截面特點，宜采用分段設計方法，通過合理設置不同截面尺寸的梁柱構件，并優化分段連接構造，有效提升整體結構穩定性和抗震性能。

（4）防火性能保障。鋼結構防火設計應作為重點考慮因素，通過選用高性能防火涂料、復合防火板材等防護措施，并結合構件耐火極限要求，制定系統的防火保護方案。

3.2 制造與加工要點

（1）設計制造順序。在進行預制構件制造的過程中，應首先完成大型梁柱的加工制作，然后再生產其他構件，最后完成組裝和安裝，從而保證整個施工過程的有序進行。

（2）合理選擇加工方式。鋼結構裝配式建筑施工過程主要包括焊接、螺栓連接兩部分，施工企業應依據工程實際合理選擇相應的施工工藝，并嚴格遵循相關規范及標準。

（3）科學運用機械化設備。為保證預制構件的安裝精度，施工企業可以充分利用機械化設備提高施工效率，以降低人為因素導致的誤差，同時提高安裝準確性[3]。

3.3 施工要點

（1）合理設置施工順序。鋼結構裝配式建筑施工流程較為規范，主要包括基礎施工、模塊制作、吊裝、拼接等，施工企業應根據工程實際情況合理安排施工內容。

（2）安裝過程質量控制。鋼結構吊裝與安裝作業必須嚴格遵循設計規范要求，重點加強關鍵節點（如梁柱連接、支撐部位等）的質量檢測與控制，采用全過程質量監控手段確保結構安裝精度和整體穩定性。

（3）施工安全防護體系。鋼結構裝配式施工應建立完善的安全管理體系，包括嚴格執行安全操作規程、設置標準化安全防護設施、配備專業安全監督人員、落實防火防墜等專項防護措施，以確保施工全過程安全可控。

3.4質量檢驗要點

（1）原材料檢驗。對于進場的施工材料，應開展相應的檢驗工作，對材料性能、型號等參數進行嚴格檢查，須避免應用不合格材料。

(2）零部件檢驗。在裝配式建筑構件生產過程中，必須實施全過程質量檢驗制度，重點把控構件的尺寸精度、幾何形態等關鍵參數，確保完全符合工程設計標準，杜絕因生產誤差導致的工程質量隱患。

（3）焊接質量專項檢測。焊接作為裝配式鋼結構建筑的關鍵連接工藝，必須實施嚴格的質量檢驗制度。檢驗內容包括：焊縫無損探傷檢測、焊接尺寸精度測量、力學性能測試等，要確保焊接接頭質量完全符合規范要求[4]

（4）完整性與功能性檢驗。完成裝配式鋼結構建筑構件安裝后，應對其完整性及功能性進行檢驗，以確保各項指標滿足設計要求。

3.5維護管理要點

（1）表面防腐處理。為避免鋼結構在外界環境因素的影響下發生破損或腐蝕等問題，需對其表面進行防腐處理，主要包括噴涂、電鍍兩種。

（2）定期檢查維護。隨著使用時間的不斷延長，鋼結構裝配式建筑不可避免的會發生形變、裂縫等質量問題。這就要求施工企業需定期對建筑進行檢查與維護，一旦發生問題，應及時采取有針對性的措施進行解決。

4建筑鋼結構裝配式施工優化措施

4.1施工準備工作的控制要點

（1）施工圖紙會審。設計圖紙作為裝配式鋼結構工程的核心技術文件，必須確保其科學性與精確性。監理單位應組織專業技術人員提前熟悉圖紙，并重點把握工程結構特點、設計技術要點、施工關鍵節點等，并對發現的圖紙問題及時與設計單位溝通確認。

(2）審查施工單位資質。在選擇施工單位時，建設單位應嚴格審查其各項資質，確保其具備鋼結構建筑施工資質，以避免在后續驗收工作中出現問題。

(3）審查施工技術。建設單位應安排專業技術人員與施工企業進行溝通交流，保證施工過程的合理性與規范性，同時安排相關人員進行全流程監督管理，保證施工質量。

4.2構件運輸、堆放的控制

鋼結構構件的運輸與堆放是施工過程中的關鍵控制環節，施工企業必須嚴格執行相關管理要求，確保構件在運輸和存儲過程中保持完好狀態。在材料存儲管理過程中，需重點做好以下控制要點。

（1）存儲地點應選在通風、干燥、無滲漏、無毒害、無腐蝕、無防水層損壞的場地上，并采取防潮、防曬、防污染等措施。

（2）存儲場地應防止有害氣體、灰塵、雜物等污染或損傷構件。場地要平整、硬實，存儲的構件需妥善擺放、盡量避免堆放變形。構件上應做好防水、防潮措施，如塑料薄膜、防潮墊等，以免受潮變形。

(3）各類構件要進行分揀擺放，尺寸、型號相同相似的構件放在一起，尤其是容易取錯貨物的構件。存儲區域要規范管理，做好標識和記錄，以確保每一塊構件均能輕易找到。這些要求雖然繁瑣，但對于保證建筑質量和施工安全有著極為重要的作用[5]

4.3安裝施工的監理控制要點

鋼結構安裝施工階段是工程質量控制的核心環節，監理單位需對施工全過程實施系統化、標準化的監督管理。

（1）材料質量控制。施工材料的質量直接影響工程整體質量，監理人員應對鋼構件進行嚴格驗收，包括核查數量、規格型號等參數，并對材料質量進行抽樣復驗，重點檢查產品合格證、質量檢驗報告等質量證明文件，杜絕不合格材料進入施工現場。

(2）安裝工藝控制。構件吊裝前，監理人員應組織對外觀質量進行復驗，確保符合設計要求。發現變形等質量缺陷時，應及時要求整改并報項目技術負責人確認。同時應重點監控鋼柱安裝質量，包括柱底板的平整度、鋼柱垂直度等關鍵指標，須確保安裝精度符合規范要求。

(3）螺栓安裝控制。監理人員應督促施工單位嚴格執行螺栓進場驗收制度，確保其性能指標符合設計及規范要求。施工過程中應對螺栓連接施工工藝進行全程監控，并重點檢查施擰順序、緊固扭矩等關鍵參數。

（4）焊接質量控制。作為鋼結構主要連接方式，焊接質量直接影響結構安全。監理人員應嚴格審核焊材質量證明文件，監督焊前預熱、層間溫度控制等工藝參數。焊縫成型后應及時進行外觀檢查和無損檢測，確保無裂紋、未熔合等缺陷。

(5）環境保護控制。針對施工過程中的環境影響因素，監理單位應督促施工單位落實揚塵控制、噪聲防治等環保措施，以便最大限度降低施工對環境的影響。

5結語

綜上所述，鋼結構工程施工是一項技術復雜、環節眾多的系統工程。必須嚴格遵循設計要求和施工規范，才能確保鋼結構工程的質量安全和使用性能。施工企業應持續加強技術隊伍建設，提升專業人員的技術水平，以便為裝配式鋼結構工程質量提供保障；同時，要建立健全項目管理體系，完善質量管控機制，從而推動建筑工程施工向標準化、規范化方向發展。

參考文獻：

[1］王云峰，廖祥紅，鮑方剛，等．工業廠房鋼結構施工技術及質量控制研究［J].中國建筑裝飾裝修，2024（1）：168-170.

[2］胡志遠，丁東，陳澤偉，等．高大空間鋼結構建筑裝配式防排煙風管施工技術［J]．安裝，2024（9)：10-12

[3］劉強.大跨度殼形雙曲面鋼結構分階累積提升施工技術[J].建筑工人，2024，45(9)：4-7.

[4］王良，謝合舜．狹窄空間大體積混凝土結構整體頂升施工研究[J].廣東建材，2024，40（7)：121-124.

[5］李呈龍．裝配式鋼結構建筑施工關鍵技術研究［J]．工程機械與維修，2023（1）：184-186.