鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)性研究

茹興良　李崗

【摘要】在煉鋼水平不斷提升的前提下，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑逐漸開始成為常見的建筑結(jié)構(gòu)形式，除了跨度較大的大型建筑和臨時(shí)性建筑以外，一些高層建筑業(yè)已經(jīng)開始采用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑施工。現(xiàn)本文就主要以某高層住宅建筑為例，來探討鋼結(jié)構(gòu)住宅的施工技術(shù)方法。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；箱型柱；型鋼；施工技術(shù)

某住宅建筑是一座建筑總面積為3.3萬平方米的27層建筑，其中地上有26層，地下有1層停車場。其中地上的1-3層是公建部分，4層及以上為居住公寓。公建部分的外窗使用的是無框窗，居住部分的外窗則是使用塑鋼窗。在該建筑的設(shè)計(jì)施工中，并未采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)施工，而是采用一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式——鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工。其中承重部分的鋼結(jié)構(gòu)框架為工廠加工成型的箱形截面柱與H型梁，但樓面仍然是采用現(xiàn)澆混凝土的施工工藝。另外，為了滿足外墻保溫需求，在屋面采用了PVC卷材和ALC板相結(jié)合的方式。在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)施工中，最關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)是承重部分的鋼結(jié)構(gòu)施工，其關(guān)系著整個(gè)建筑的安全與穩(wěn)定。

一、鋼結(jié)構(gòu)制作與加工

本工程中所采用的承重鋼結(jié)構(gòu)框架為箱形柱和H型梁，所使用的鋼材均為質(zhì)量合格的型鋼。其中箱形柱采用了鋼板，H型梁采用了Q345B軋制H型鋼。所有的除銹、制作、加工和焊接等工藝都是在工廠車間完成。

1.1箱形柱的制作工藝

箱形柱的制作工藝要點(diǎn)主要包括鋼板拼接、劃線下料、組裝焊接等三部分。其中鋼板拼接過程中，為了保證鋼板的直線度，技術(shù)人員采用了將兩塊鋼板拼接到一起的方式，來達(dá)到12m以上的鋼板長度要求。而在劃線下料則是根據(jù)排料圖劃進(jìn)行劃線，劃線的過程中要注意在長度方向留50mm，寬度方向留3mm以便切割。但是為了保證切割質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，還要求每隔5m就要留100mm不進(jìn)行劃線切割，而是等到鋼板完全冷卻之后，再進(jìn)行切割。當(dāng)所有的鋼板都切割完成后，就可以進(jìn)行組裝焊接。首先可以利用H型鋼當(dāng)做臨時(shí)組裝平臺(tái)，再在型鋼尚鋪設(shè)一層焊接襯板，繼而在腹板上按要求劃好組裝線。當(dāng)然，為了保證組裝質(zhì)量，在組裝前還要做好找平工作。在焊接時(shí)，無論是哪一個(gè)焊接環(huán)節(jié)，都需要在固定了位置后再進(jìn)行焊接，以免焊接時(shí)鋼板發(fā)生偏移。箱體的焊接應(yīng)當(dāng)進(jìn)行雙面焊接，即當(dāng)一面焊接完成后，再進(jìn)行另一面的焊接。

1.2H型梁的制作與連接板的加工

在制作H型梁時(shí)，首先要下料，即將Q345B軋制H型鋼切割成圖紙要求的尺寸大小。繼而在切割好的型鋼板上進(jìn)行鉆孔。鉆孔時(shí)要找準(zhǔn)位置后，確定其中心和直徑的誤差在允許范圍內(nèi)。繼而再利用高強(qiáng)度螺栓來對(duì)摩擦面進(jìn)行相應(yīng)的處理，使加工后的鋼材表面的粗糙度達(dá)到相關(guān)要求。

二、鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工

在鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工前，要對(duì)所有需要在工廠車間加工完畢的鋼材進(jìn)行質(zhì)量檢測，確保其材質(zhì)、尺寸、規(guī)格、焊接質(zhì)量等都符合相關(guān)要求。繼而就需要按照一定的施工流程來進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工。具體安裝施工流程如下所示：

2.1箱型柱安裝

在實(shí)際的施工過程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采購②加工③運(yùn)輸④吊裝⑤連接。所以，在刷防銹油漆前，我們應(yīng)把鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵銹、油污等清除掉。注意，機(jī)械除銹達(dá)到Sa2，手工除銹達(dá)到St2。在此工程四層以下裙樓立柱是四十八根，主樓立柱是三十七根。截面的形狀應(yīng)該是箱形。剪力墻框架立柱為150*150H型鋼。立柱單根（其最大設(shè)計(jì)重量為三點(diǎn)五噸，最小設(shè)計(jì)重量為一點(diǎn)八八噸）最長是十二點(diǎn)五米，最短的是四點(diǎn)五米。吊裝順序的基本思路是從中心向四周拓展，進(jìn)而確?？蚣茉诎惭b時(shí)的對(duì)稱以及牢固。

2.2鋼梁安裝

對(duì)于安裝鋼梁，我們可以將其分為主梁（其材質(zhì)是Q345B軋制H型鋼）安裝，次梁安裝以及外挑梁安裝。同時(shí)要注意，在立柱形成單元后，主梁要使用捆綁串吊施工，依據(jù)此工程的設(shè)計(jì)要求吊裝的數(shù)量應(yīng)在兩到四根。因?yàn)榭臻g與接點(diǎn)的現(xiàn)實(shí)情況，次梁與剪力墻框架梁通常使用單根吊裝。

2.3高強(qiáng)螺栓安裝

在當(dāng)前的建筑鋼結(jié)構(gòu)連接方法中，高強(qiáng)螺栓可以說是最先進(jìn)的。高強(qiáng)螺栓的特征有以下三點(diǎn)：①可以拆換。②方便施工。③傳力平均。在此工程的設(shè)計(jì)方案中，高強(qiáng)螺栓使用的是摩擦型連接。緊固的方法是我們使用專用的棘輪扳手與扭矩扳手在經(jīng)過初擰與終擰之后完成。

2.4栓釘焊接

在高層鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)中，栓釘焊接是不可或缺的。我們通?？吹絻煞N方式栓釘焊接：①直接的焊接在鋼梁上。②在穿過壓型鋼板后焊接在鋼梁上。此工程使用的方式是第一種。

三、混凝土施工

在本工程中，混凝土部分主要有兩個(gè)部分：①現(xiàn)澆混凝土樓面。②核心筒筒壁?；炷林饕ㄟ^砼泵豎向運(yùn)輸。依據(jù)工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，樓面模板支撐方案使用H型梁下翼緣支撐小規(guī)格H型鋼，并在其上放置竹膠板和鋼筋。箱型柱內(nèi)澆混凝土所使用的方法是借助泵的壓力把混凝土從下往上壓入箱型柱，即頂升法。在未混凝土頂升時(shí)，對(duì)頂升入口處的管壁，要與設(shè)計(jì)方做出具體的驗(yàn)算，來保證頂升壓力保持在規(guī)定的強(qiáng)度之內(nèi)。

四、外墻板安裝

我們使用的外墻板是厚為一百七十五毫米的 ALC板。這種板全部是在工廠生產(chǎn)，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場吊裝的，使用的吊裝設(shè)備是塔吊。TU平板4600多塊，TU藝術(shù)板5180塊。施工過程要依據(jù)廠商提供的施工圖紙，樓面的通長角鋼用墻板內(nèi)側(cè)膨脹螺栓固定并與ALC板上的專用聯(lián)結(jié)桿連接。采用嵌縫砂漿和密封膠對(duì)縫隙進(jìn)行密封。

五、內(nèi)墻板安裝

在安裝內(nèi)墻板時(shí)，我們使用的都是C型厚度是125的ALC板。這種板都是在工廠加工生產(chǎn)，再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝。由于其操作簡單，因此不會(huì)受到天氣等的約束及影響。衛(wèi)生間等部位的墻板我們使用的是特別的PVC密封膠。安裝內(nèi)墻大體上和安裝外墻是相同的。

六、鋼結(jié)構(gòu)住宅施工的優(yōu)點(diǎn)

最初在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)高層住宅建筑施工方案時(shí)，有人提出這種結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度很難支撐高層建筑的荷載，因而認(rèn)為是不可行的。但是進(jìn)過實(shí)踐證明，采用箱型混凝土柱和H型梁作為鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要承重結(jié)構(gòu)，并對(duì)電梯、樓梯等位置進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工，以作為建筑的剪力墻抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，完全可以滿足建筑的各種力學(xué)設(shè)計(jì)要求。并且這種施工方式還具有較好的抗震性能、較強(qiáng)的承載能力和較大的變形能力。另外，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑施工工程量較小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，工期短，是一種具有很大可行性和可靠性的新型建筑結(jié)構(gòu)形式，具有一些傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)所沒有的應(yīng)用優(yōu)勢。

七、結(jié)束語

綜上所述，只要能夠結(jié)合建筑特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)箱形柱和型鋼梁，使梁柱等承重結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能達(dá)到相關(guān)要求，就能夠保證鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。這種施工簡便快速的建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中必將擁有更大的發(fā)展空間。

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