關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工藝探析

摘 要：近10年來，鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，已經(jīng)成為我國建筑行業(yè)的主導(dǎo)趨勢之一。文章針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在高層和超高層建筑中的施工工藝進(jìn)行介紹，并就施工過程中的重要節(jié)點(diǎn)做出論述說明，希望能夠?qū)鴥?nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑施工企業(yè)今后的日常施工有所幫助。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；高層；加工工藝

我國成為鋼產(chǎn)量大國以來，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。特別是在奧運(yùn)會(huì)的影響下，國內(nèi)出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)不斷取得發(fā)展進(jìn)步，已經(jīng)成為我國建筑領(lǐng)域的主導(dǎo)力量。

1 鋼結(jié)構(gòu)原材料的選擇

由于鋼結(jié)構(gòu)建筑主要建材是鋼鐵，導(dǎo)熱性很好，耐火能力不足?；谶@個(gè)問題，耐火鋼的研究一直是冶金技術(shù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題，并不斷取得進(jìn)步，使得鋼結(jié)鉤在建筑業(yè)中的進(jìn)一步發(fā)展成為可能。

一般情況下，高層與超高層建筑的總造價(jià)大體可以分為三部分，即鋼材料的費(fèi)用、制作安裝費(fèi)用和防火涂料的費(fèi)用。其中，防火涂料的費(fèi)用約占總造價(jià)的30%，比重較大。如果選擇耐火鋼作為鋼結(jié)構(gòu)的主材，可以有效提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。雖然鋼材料的價(jià)格有所上升，但通過防火涂料費(fèi)用的降低可以在一定程度上予以彌補(bǔ)。

2 鋼結(jié)構(gòu)的加工過程

2.1 如何制作箱型柱

為保障鋼板下料后的直線度，可以采用將兩塊鋼板進(jìn)行拼接的方法。在每一段柱高不超過十二米的情況下，這個(gè)方面可以獲得較好效果。在進(jìn)行劃線下料時(shí)，要注意留下余量。其中，在劃線的寬度方向上要留下余量3毫米、劃線長度方向要留下余量50毫米，中間的隔板不留余量。按照5毫米左右的間隔，沿劃線在長度方向用電鉆鉆孔，之后同時(shí)使用兩臺(tái)半自動(dòng)切割機(jī)沿著劃線中軸線進(jìn)行切割。用水準(zhǔn)儀將H型鋼固定后，再進(jìn)行焊接組裝成臨時(shí)組裝平臺(tái)。需要注意的是，焊接工作完畢后，務(wù)必保證在距離母材5毫米的地方完成引熄弧板的切斷操作。最后使用磨光機(jī)進(jìn)行修磨平整，并認(rèn)真檢查。整個(gè)過程當(dāng)中，一定要避免用錘重?fù)舸蚝附犹?，以保障焊接處的完整?/p>

2.2 梁與連接板的加工與焊接

與通常制作工序相同，第一道工序是下料。一般情況下都是使用切割機(jī)進(jìn)行型鋼的下料。鑒于不同種類鋼材性質(zhì)不同，鋼材下料過程中必須要由操作人員進(jìn)行人工控制，所以在鋼板下料時(shí)要使用半自動(dòng)切割機(jī)。下料完成后，要把切割處打磨光滑并將金屬殘?jiān)謇砀蓛?。同時(shí)對(duì)各種材料予以編號(hào)并分類擺放，以方便后續(xù)操作。為保障鉆孔定位準(zhǔn)確，在鉆孔前，用劃針或其他工具在材料上面標(biāo)出孔的中心位置和直徑大小，同時(shí)在孔的四周距離中心900毫米的位置上打四只沖孔，完成后仔細(xì)檢查，確保位置準(zhǔn)確。沿著與鋼板受力方向垂直的方向用用電動(dòng)砂輪機(jī)或是磨光機(jī)對(duì)鋼板表面進(jìn)行打磨，打磨范圍不能超過螺栓直徑的4倍。確保打磨光滑，防止在鋼材表面摸出明顯凹坑。

3 鋼柱的制作與安裝

在高層、超高層建筑中，作為主要豎向構(gòu)件，鋼柱決定著層高和建筑總高度必須要嚴(yán)格按照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工驗(yàn)收。對(duì)于100米高的超高層建筑，其鋼柱由8到12節(jié)構(gòu)件組成。在鋼柱翻樣下料制作過程中，焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形對(duì)于鋼柱的使用性能影響很大，必須加以重視。要明確鋼柱翻樣下料長度和設(shè)計(jì)長度的區(qū)別，就算二者只差幾毫米也不能混為一談。要嚴(yán)格按照編號(hào)正確安裝鋼柱，即使上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時(shí)也不能混用。安裝后要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)檢查驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量。

通?？刹扇煞N方法控制鋼柱標(biāo)高。一是按相對(duì)標(biāo)高制作安裝。一般適用于12層以下，層高要求不嚴(yán)的建筑。鋼柱的長度誤差要限制到3毫米以內(nèi)，焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形都忽略不計(jì)，只要建筑物的總高度滿足全部柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算達(dá)標(biāo)。二是按設(shè)計(jì)標(biāo)高制作安裝。主要應(yīng)用于12層以上，精度要求較高的建筑。第一節(jié)鋼柱底面標(biāo)高要符合土建的標(biāo)高。全部鋼柱的尺寸總和要與總設(shè)計(jì)尺寸相等。所有柱子的接頭產(chǎn)生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形都要計(jì)入相應(yīng)鋼柱的加工長度。不管是采用相對(duì)標(biāo)高還是設(shè)計(jì)標(biāo)高，在翻樣下料制作過程中都要充分表達(dá)出來，并符合設(shè)計(jì)要求的總高度。

4 框架梁的制作與安裝

H型鋼是高層、超高層框架梁的首選材料?？蚣芰和ǔＪ褂脛傂赃B接的方式與鋼柱宜連接。連接的鋼柱為貫通型鋼柱。鋼柱內(nèi)部與框架梁的上下翼緣對(duì)于的地方要設(shè)置橫向加勁肋。在制造過程中，為使框架梁與鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)域具有較好的延展性，連接固定更加牢固，同時(shí)也為了保障樓層層高的精確性，要在框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁（短牛腿），使用剖口熔透焊的方法進(jìn)行懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接處的焊接，使用貼角焊縫的方法焊接腹板。對(duì)于框架梁與鋼柱的懸臂梁（短牛腿）連接，上下翼緣的連接處采用襯板（兼引弧板）全熔透焊縫，腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。

由于鋼筋混凝土施工允許偏差很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能符合鋼結(jié)構(gòu)的精度要求，所以對(duì)于框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接的情況，可在腹板的連接板上開設(shè)橢圓孔。開孔時(shí)要保證橢圓孔的長軸孔徑小于螺栓孔徑的2倍，同時(shí)要留夠充足的孔邊距。由于焊接過程中產(chǎn)生的收縮，框架梁的翻樣下料長度和設(shè)計(jì)長度并不相同。通過經(jīng)驗(yàn)公式加以計(jì)算并在實(shí)際加工后校核，可以比較準(zhǔn)確的排除焊接收縮變形的影響，確定其翻樣下料的精確長度。在進(jìn)行高強(qiáng)螺栓群連接時(shí)，要確?？孜痪取，F(xiàn)階段常用的方法有模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔兩種。相對(duì)于模板制孔，多軸數(shù)控鉆孔精度更高，所以在條件允許的情況下建議使用多軸數(shù)控鉆孔。如果采用模板制孔，首先要保證模板的精度，它是后續(xù)施工的基礎(chǔ)。對(duì)于孔位發(fā)生局部偏差的情況，只能用鉸刀擴(kuò)孔，絕對(duì)不能用氣割擴(kuò)孔，否則就要按照重大質(zhì)量事故處理。

5 鋼結(jié)構(gòu)的防火處理

消防安全是建筑物的重要屬性。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑防火性能存在先天缺陷，必須加以改進(jìn)克服，使其防火性能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求。鋼結(jié)構(gòu)的防火問題主要是鋼結(jié)構(gòu)在高溫下容易發(fā)生變形進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)坍塌。針對(duì)這個(gè)問題，可以從多方面著手解決。常見的有在鋼結(jié)構(gòu)表面刷涂耐火隔熱材料以避免鋼結(jié)構(gòu)與火焰直接接觸，從而降低鋼結(jié)構(gòu)受熱程度。在實(shí)際施工中，要因地制宜，根據(jù)工程的具體情況采用相應(yīng)方法。

6 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)具有強(qiáng)度高、抗震性好、自重輕、節(jié)能環(huán)保、隔音保溫等特性，在建筑領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢日益凸顯。隨著我國科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別是加入世界貿(mào)易組織以后，鋼結(jié)構(gòu)勢必迎來更加廣闊的發(fā)展前景。我國鋼結(jié)構(gòu)建筑企業(yè)目前已經(jīng)初具規(guī)模，要牢牢把握這個(gè)機(jī)會(huì)，加快自主研發(fā)，推動(dòng)技術(shù)升級(jí)改造，不斷提升國內(nèi)乃至國際市場的競爭力，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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