住宅鋼結(jié)構(gòu)的施工及質(zhì)量控制

王楠?陳彥哲

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)，與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達(dá)國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。本文重點(diǎn)就住宅鋼結(jié)構(gòu)的施工及質(zhì)量控制進(jìn)行了研究和分析。

關(guān)鍵詞：住宅鋼結(jié)構(gòu);施工;質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)屬于框架結(jié)構(gòu)，以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較，在跨度相同情況下，鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下，鋼柱外圍面積是鋼筋混凝土面積的1＼4。這使“肥梁胖柱”的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的弊端在一定程度上有所緩解，但是“藏梁包柱”仍然是鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)的一項(xiàng)主要內(nèi)容。

1.住宅鋼結(jié)構(gòu)的問題分析

鋼結(jié)構(gòu)體系是一個(gè)綜合的復(fù)雜的技術(shù)體系，它涉及到墻體材料、屋面材料、廚衛(wèi)系統(tǒng)、管線系統(tǒng)等一系列配套體系。這方面最突出的問題是外墻結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)有傳統(tǒng)的墻體做法很難滿足鋼結(jié)構(gòu)住宅的整體裝配要求。鋼的物理性能決定了鋼結(jié)構(gòu)住宅必須考慮防火問題。鋼材雖然是不燃材料，但其耐火性能很差，隨著溫度的變化，其力學(xué)指標(biāo)會(huì)發(fā)生很大的改變，承載力和平衡穩(wěn)定性會(huì)隨溫度升高而大幅度下降。對(duì)于曝露于外的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由于涂料的使用壽命關(guān)系，5-6 年的鋼結(jié)構(gòu)需要重新涂刷維護(hù)，這給后期用戶的使用造成了較大的麻煩，也提高了使用成本，故對(duì)鋼結(jié)構(gòu)配套材料的提出了更高的要求。鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性研究中存在許多隨機(jī)因素的影響，目前結(jié)構(gòu)隨機(jī)影響分析所處理的問題大部分局限于確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，而在實(shí)際工程中，由于結(jié)構(gòu)參數(shù)的不確定性，會(huì)引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)的顯著差異。

2.鋼結(jié)構(gòu)的施工

2.1 平面布置和結(jié)構(gòu)選型

鋼結(jié)構(gòu)適合于平面布置基本規(guī)正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面，不適宜軸線錯(cuò)開較多，形心和質(zhì)心距離較大和易于產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)的住宅平面。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)需要對(duì)風(fēng)荷載和地震荷載作用下的水平位移進(jìn)行控制，因此，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的考慮是非常重要。在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常把樓梯問、電梯間墻體設(shè)計(jì)為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。如果位移仍然不能控制在允許值范圍內(nèi)時(shí)，可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛(wèi)生間的部分墻體（不動(dòng)墻）也作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。任何一種結(jié)構(gòu)形式都有它的適用范圍、最佳建造高度。鋼結(jié)構(gòu)正是在高層、超高層建筑中具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，高層住宅由于地震設(shè)防，梁、柱斷面雖然與同條件鋼筋混凝土梁、柱相比要小的多，但在尋常百姓家的居室中，梁柱的存在仍然是十分尷尬的事。相比之下，我們認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)用于多層和“小高層”，是具備一定優(yōu)勢(shì)的。大空間自由分割歷來是住宅的希望，在墻體結(jié)構(gòu)中大空間的獲得，只有以大開間大進(jìn)深來實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果是樓板厚度增加造成用鋼量和結(jié)構(gòu)自重加大，結(jié)構(gòu)重量加大又造成地震力加大，反過來影響剪力墻的厚度、強(qiáng)度和配筋。

2.2 變形限值的分析

構(gòu)造節(jié)點(diǎn)構(gòu)造直接影響鋼材用量，在試點(diǎn)住宅中集中力量解決了兩個(gè)部位的節(jié)點(diǎn)做法。鋼框架的鋼梁和鋼筋混凝土剪力墻（核心筒）的連接為了確保試點(diǎn)工程安全可靠，設(shè)計(jì)中沒有采用單純?cè)诩袅χ蓄A(yù)埋鋼板的連接方法，而是在剪力墻端部和核心筒拐角處自柱腳標(biāo)高起，設(shè)置上下貫通的I型芯柱，并且，在鋼梁高度處用鋼桁架作為芯柱與芯柱之間的橫向連接，以確保該部位節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)和計(jì)算假定相吻合?？箓?cè)力結(jié)構(gòu)可以是鋼結(jié)構(gòu)，也可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用鋼桁架作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成純鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，規(guī)范規(guī)定：在風(fēng)力作用下，層聞位移1/400，頂點(diǎn)位移1/500;在地震作用下，層間位移1/250，頂點(diǎn)位移1/300。因此，采用鋼桁架作抗側(cè)力結(jié)構(gòu)可能造成用鋼指標(biāo)有較大提高，從而增加造價(jià)。若按鋼結(jié)構(gòu)限值1/300 控制結(jié)構(gòu)整體剛度，在地震中待鋼結(jié)構(gòu)參加工作時(shí)，鋼筋混凝土剪力墻已經(jīng)產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)破壞，這種考慮不夠安全。若按鋼筋混凝土剪力墻限值1/800 控制結(jié)構(gòu)整體剛度時(shí)，鋼梁、鋼柱截面會(huì)因地震力加大而大幅度增加。

3.鋼結(jié)構(gòu)施工安裝時(shí)的質(zhì)量控制

3.1鋼構(gòu)件的加工

現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)工廠化的生產(chǎn)，鋼構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收就顯得至關(guān)重要，構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)除了核查數(shù)量，并進(jìn)行表面檢查外，還需要檢查以下資料：鋼材材質(zhì)的檢驗(yàn)單;鋼材的材質(zhì)證明;無損檢測(cè)報(bào)告和探傷檢測(cè)報(bào)告。在安裝柱，梁時(shí)，主要檢查柱底版下的墊鐵是否穩(wěn)定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、側(cè)自彎曲、螺栓的擰緊程度以及摩擦面清理驗(yàn)收合格后，方可起吊施工。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)安裝完，并進(jìn)行驗(yàn)收合格之后，要求施工單位將柱底板和基礎(chǔ)頂面的空間用膨脹混凝土進(jìn)行二次澆筑。鋼結(jié)構(gòu)涂刷前，構(gòu)件表面不能有異物，涂刷遍數(shù)和厚度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。在監(jiān)理施工過程中，要求施工人員先固定鋼窗一邊的柱子，待鋼窗完全固定并就位之后，再焊接另一邊的立柱這樣便可以保證鋼窗與立柱之間不會(huì)有縫隙。

3.2鋼結(jié)構(gòu)的建筑

通常都采用混凝土立柱，基礎(chǔ)的混凝土丑鋼筋、模板的施工與其他工程的施工方法相同而基礎(chǔ)立柱中預(yù)埋的螺栓是更是質(zhì)量控制的重中之重，每個(gè)螺栓及每組螺栓之間的高度間距的偏差，直接影響著工程的整體質(zhì)量。具體如下：取鋼柱底板大小的鋼板三塊（其中兩塊厚20mm，一塊8～20mm 均可），2mm 厚的兩塊銅板按照鋼柱底板螺栓孔位置、大小開孔，將三塊鋼板組裝在一起，把一組螺栓插入螺孔，用Φ14～Φ16 的鋼筋將螺栓焊接為一體，上下各一道并可以重復(fù)多次使用。螺栓間間距及高低必須在規(guī)定的偏差范圍之內(nèi)。在混凝土澆筑前，用經(jīng)緯儀將螺栓組進(jìn)行精確的定位.再用Φ14～Φ16 的鋼筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓鋼筋端頭頂正模板上，上下各一道，這樣每組螺栓之間的間距、高低可以控制并不被損壞。做好施工交接。土建工程結(jié)束后.將螺栓組間的（軸線間距）、高低，每一個(gè)柱身澆筑的高度用經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量，驗(yàn)收后，組織相關(guān)安裝人員進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收后要求鋼結(jié)構(gòu)安裝人員進(jìn)行復(fù)測(cè)。

4.結(jié)束語

如果說鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展使施工從手工進(jìn)入了機(jī)械化，那么鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用就將使住宅施工實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，鋼結(jié)構(gòu)住宅將成為建筑現(xiàn)代化發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。在我國目前大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化的時(shí)代背景下，鋼結(jié)構(gòu)體系必將成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。

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