关于建筑施工钢结构技术的分析

随着我国经济的发展，我国在钢结构施工中，无论是技术手段还是施工材料，都取得了很大的突破，我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢，例如 H 型钢(又称宽翼缘型钢)和 T 形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

1 建筑施工钢结构施工技术的发展

中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于 2000 多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到 19 世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马俑陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。

2 钢结构施工工艺

2.1 箱型柱制作工艺。

2.1.1 钢板拼接。为了确保在下料后钢板的直线度，我们首要做的是把两块钢板拼接在一起。注意，要在钢板的两端开坡口;

2.1.2 划线下料。要依据排料图划线，在划线时，长度方向留余量五十毫米(并沿着划线每隔五米钻 8mm孔)，宽度方向三毫米。注意，中间的隔板划线不再留余量。使用两台半自动切割机一同沿着划线中心进行切割。注意，每隔五米要留出100毫米不切割，要等到其冷却之后在进行切割;

2.1.3 组装焊接。采用 H 型钢作为暂时的组装平台，并组装焊接衬板以及在两个腹板上划上组装线。注意，在组装之前，我们要将平台用水准仪找平，同时稳固并垫实 H 型钢。定位焊。在衬板内侧每隔 300mm 焊 10—20mm 焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。组对两盖板。定位焊。组装腹板，定位焊。把三根相同长度的箱体并排起来，同时两点焊。在设置自动焊接轨道时，我们可以用两边的箱体。焊接：采用两台埋弧自动焊沿着相同的方向去焊接两条焊缝。注意，在焊缝的两边要加上一百毫米的熄弧焊以及引弧板。继一层焊接完成后，要把箱体翻过来，焊另一面的两条焊缝。其方法与上述的相同。等到焊接完成再把箱体翻身去焊接另一面的两条焊缝去。焊接完成后，我们就要把引熄弧板在离母材五毫米处切断，同时要使用砂轮机将其修磨平整，然后对其切割面做检查。注意，不能使用锤子将其击落。焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的 20%，按JB11345 的规定不低于Ⅱ级。

2.2 梁及连接板加工及组焊。

2.2.1 下料。我们在下料时，型钢要使用型钢切割机。钢板要使用半自动切割机;

2.2.2 钻孔。在构件上，我们首先要使用划针与钢尺划出孔的中心与直径，在孔的四周，大约九十度的位置，打四个冲孔，然后进行检查;

2.2.3 高强度螺栓摩擦面处理。喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/cm2，石英砂的粒度1.5～4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色;我们在打磨钢板的表面时应使用电动砂轮机。在这里要注意，打磨的范围要在螺栓直径的四倍以上，打磨的过程当中不要在钢板的表面磨出清晰的凹坑，同时，打磨的方向要垂直于受力的方向。

2.3 钢结构安装。

2.3.1 箱型柱安装。在实际的施工过程中，箱型柱的完成要依照五步：1)材料采购;2)加工;3)运输;4)吊装;5)连接。所以，在刷防锈油漆前，我们应把钢结构表面的铁锈、油污等清除掉。注意，机械除锈达到 Sa2，手工除锈达到 St2。在此工程四层以下裙楼立柱是四十八根，主楼立柱是三十七根。截面的形状应该是箱形。剪力墙框架立柱为 150*150H 型钢。立柱单根(其最大设计重量为三点五吨，最小设计重量为一点八八吨)最长是十二点五米，最短的是四点五米。吊装顺序的基本思路是从中心向四周拓展，进而确保框架在安装时的对称以及牢固。立柱安装吊装采用 QTZ-80 型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及 UT 检测;

2.3.2 钢梁安装。对于安装钢梁，我们可以将其分为主梁(其材质是 Q345B 轧制 H 型钢)安装，次梁安装以及外挑梁安装。同时要注意，在立柱形成单元后，主梁要使用捆绑串吊施工，依据此工程的设计要求吊装的数量应在两到四根。因为空间与接点的现实情况，次梁与剪力墙框架梁通常使用单根吊装;

2.3.3 高强螺栓安装。在当前的建筑钢结构连接方法中，高强螺栓可以说是最先进的。高强螺栓的特征有以下三点：1)可以拆换;2)方便施工;3)传力平均。在此工程的设计方案中，高强螺栓使用的是摩擦型连接。紧固的方法是我们使用专用的棘轮扳手与扭矩扳手在经过初拧与终拧之后完成。

2.3.4 栓钉焊接。在高层钢结构施工环节中，栓钉焊接是不可或缺的。我们通常看到两种方式栓钉焊接：1)直接的焊接在钢梁上;2)在穿过压型钢板后焊接在钢梁上。此工程使用的方式是第一种。

2.4 混凝土施工。在工程中，混凝土部分主要有两个部分：

2.4.1 现浇混凝土楼面;

2.4.2 核心筒筒壁。混凝土主要通过砼泵竖向运输。依据工程的结构特点，楼面模板支撑方案使用 H 型梁下翼缘支撑小规格 H 型钢，并在其上放置竹胶板和钢筋。箱型柱内浇混凝土所使用的方法是借助泵的压力把混凝土从下往上压入箱型柱，即顶升法。在未混凝土顶升时，对顶升入口处的管壁，要与设计方做出具体的验算，来保证顶升压力保持在规定的强度之内，另外，要在柱下部侧壁安装特种压力表，以便我们不论何时都能监测柱内混凝土的压强变化。同时，为了确保混凝土的坍落度在二百毫米以上，我们要严格要求混凝土的配合比。

3 结束语

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载;能够在工厂进行批量生;建筑工期短等优点。

参考文献：

[1] 宋剑竹.钢结构工程全面质量控制探讨与实践[D].长安大学，2011.

[2] 袁继胜. 钢结构加工和安装偏差对结构性能影响 [D]. 郑州大学，2010.

[3]马汀.既有建筑钢结构健康检测与监测框架体系的研究[D].同济大学，2007.