鋼結(jié)構(gòu)建筑的安裝與施工要點*

徐 澄 吳 軍 何德賦

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝術(shù)系，江蘇 無錫 214400）

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點

a.鋼結(jié)構(gòu)的自重輕。鋼結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等體系而言，其自重比較輕，能有效解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)自重大，支撐體系要求強度高等特點，對其施工而言帶來不小的便捷性，同時材料也都為輕型的鋼材和型鋼，在安裝過程中有效避免了大型構(gòu)件或者重型構(gòu)件難以控制精度的問題。

b.鋼結(jié)構(gòu)強度比較高。對于鋼材而言盡管其自重比較低，卻不影響本身的強度，尤其是抗拉強度，混凝土構(gòu)件最大的問題是其本身的抗拉性能比較差，由此必須在混凝土中配置相當(dāng)數(shù)量的鋼筋，而鋼結(jié)構(gòu)則直接解決了這個問題，尤其鋼梁在抗彎和抗剪方面性能尤為突出，很好地完成了梁、板抗彎方面的要求。

c.鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝機械化程度比較高。相比較混凝土而言，鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工中大量采用的機械操作，能夠較好地解決人工不足的問題，提高安裝的效率，改善施工速度，縮短工期。

d.鋼結(jié)構(gòu)密封性好。整個結(jié)構(gòu)的安裝可以利用焊接的方式很好地進行密封施工，對于密封要求高的建筑，有很好的適用性。

由此，可以看出鋼結(jié)構(gòu)相對于混凝土而言帶來了不可替代的優(yōu)勢。多種復(fù)雜環(huán)境下都可以采用鋼結(jié)構(gòu)以滿足使用環(huán)境，降低造價，提高速度。然而，鋼結(jié)構(gòu)的施工也面臨著很多問題，如鋼材易被腐蝕，耐火性和耐熱性比較一般，這些問題也一直困擾著行業(yè)的發(fā)展。

為了能夠?qū)摻Y(jié)構(gòu)的這些優(yōu)勢完全發(fā)揮出來，就需要鋼結(jié)構(gòu)在施工中能優(yōu)化過程，改善方式方法。首當(dāng)其沖的就是控制好鋼結(jié)構(gòu)的安裝和加工。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝中幾個問題

2.1 鋼結(jié)構(gòu)安裝中的安全問題

鋼結(jié)構(gòu)的施工過程與傳統(tǒng)建筑工程結(jié)構(gòu)一樣，都有著相當(dāng)大安全隱患，只有控制和管理得當(dāng)才能盡可能避免安全事故，減少工程事故的發(fā)生率。其安全問題主要是以下問題：

2.1.1 高空作業(yè)安全問題

鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，由于需要工作人員在一定高度施工，其安全保證就是首要解決的重大問題，IPAF統(tǒng)計數(shù)據(jù)得到全球因為高空墜落導(dǎo)致死亡的比例占到了60%，而我國因為建筑工程中墜落死亡比例占到了75%。工作人員沒有正確的佩戴安全帽、安全帶和安全繩索是主要的原因。

2.1.2 構(gòu)件起吊的安全問題

鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程中，構(gòu)件的安裝離不開起吊，起重機在起吊的過程中就存在安全隱患，集中在以下幾個方面：起重機起吊中吊車的翻車隱患；起吊鋼絲和鋼繩斷裂；吊裝的構(gòu)件滑落；吊裝過程中構(gòu)件大幅度的晃動。這些隱患無疑威脅著整個吊裝過程的安全，因此，起吊過程應(yīng)當(dāng)進行必要的安全措施布置。

2.1.3 支撐體系的安全問題

在大跨度的鋼結(jié)構(gòu)安裝中，通常要設(shè)置必需的支撐系統(tǒng)，若整個施工過程中支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性得不到保證，也會威脅施工進程的安全，主要來源于對支撐材料的忽視和支撐設(shè)置過程中施工不規(guī)范。如有些鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中因為支撐系統(tǒng)倒塌，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的梁、門架傾覆，帶來安全事故。

所以，在鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程中，由于面臨著較多的安全問題，在施工前及施工中應(yīng)完成相應(yīng)的安全工作，總結(jié)有三點：①是在施工前完成工程施工人員的安全教育工作，對施工中可能出現(xiàn)的安全隱患著重講解，培養(yǎng)施工人員的安全施工和安全管理意識；②是在施工前編制專項的安全施工方案，具體可以參照我國近些年頒布的一些鋼結(jié)構(gòu)安全規(guī)范如《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)施工安全防護示例》等，方案的編制主要對施工過程起到安全指導(dǎo)作用；③是加強施工過程中的安全監(jiān)管和安全檢查，及時排查安全隱患，并做好詳細(xì)記錄，對可能出現(xiàn)的安全問題做適當(dāng)?shù)念A(yù)測。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝中的質(zhì)量問題

鋼結(jié)構(gòu)安裝中的質(zhì)量問題存在以下幾個方面。

2.2.1 軸線的精確度問題

鋼結(jié)構(gòu)在安裝之前，應(yīng)該要確保軸線的設(shè)置是精準(zhǔn)的，否則未來的施工中會存在較大的誤差。因此在進行鋼結(jié)構(gòu)柱安裝前，要對已經(jīng)完成的施工軸線繪制進行復(fù)核，確保軸線的誤差在允許的范圍內(nèi)；如果軸線出現(xiàn)大的誤差，應(yīng)該重修測量，并再次進行復(fù)核，直到滿足要求。在我國，鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中因為軸線測量的問題，導(dǎo)致最終結(jié)構(gòu)出現(xiàn)誤差較大，不符合安裝規(guī)范的案例也有很多，這給安裝工作增大不必要的工作量，既費時又費力，同時增加了預(yù)算的負(fù)擔(dān)。

2.2.2 構(gòu)件的連接施工問題

鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，其連接問題是最關(guān)鍵的步驟，如今鋼結(jié)構(gòu)的連接方式主要有三種：焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接。這其中由于鉚釘連接方式工序較為復(fù)雜，在現(xiàn)今鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用的越來越少。焊縫鏈接和螺栓連接則應(yīng)用廣泛，其中焊縫鏈接優(yōu)勢明顯：

a.無需對鋼材進行鉆孔和打眼，就可以很好地保證鋼材的完整性，減少了鋼材表面積的損耗。

b.對于鋼材的形狀要求低，任何形狀均可進行連接，同時不需要另外的輔助零件或者構(gòu)件，其構(gòu)造方式簡單，施工方便美觀。

c.由于采用焊接形式，使得鋼結(jié)構(gòu)整體性優(yōu)良，非常適合氣密性要求比較高的鋼結(jié)構(gòu)。同時增加了結(jié)構(gòu)的剛性，使得鋼結(jié)構(gòu)的整體性提升一個檔次。

d.另外焊接的過程中可以根據(jù)設(shè)計要求及時進行修正，相比混凝土而言無須設(shè)置模板，可以做到快速及時整改。但是，焊接過程中卻不得不面臨兩個問題：①焊接過程中焊縫附近由于溫度比較高容易影響金相材料的性質(zhì)，同時使得鋼材的機械性能受損，易出現(xiàn)脆性問題；②焊縫位置處容易出現(xiàn)缺陷，如缺焊、漏焊或者焊接不均勻等等，這些問題會影響到最終結(jié)構(gòu)的整體性。

另外常用的就是螺栓連接，和焊接相比其特點非常鮮明：

a.螺栓連接無需對鋼材進行熱加工，然而需要對鋼材開孔并配備連接輔助材料，但是其安裝方便，容易拆解，非常適合臨時性的建筑和需要后續(xù)拆除的結(jié)構(gòu)，可以更多地做到鋼材的二次回收和使用。

b.螺栓連接的方式盡管拆裝方便，但是其整體性和剛性卻不如焊縫鏈接，對于整體性要求比較高的構(gòu)件則不太合適。

因此，在施工安裝過程中，兩種連接方式各有優(yōu)勢和缺點，施工員需要在施工過程中做到三點方能保證施工有序進行。

第一點是根據(jù)圖紙和實際需求選擇連接方式，以施工圖紙標(biāo)注為依據(jù)進行連接，如果沒有標(biāo)注則根據(jù)實際情況選擇經(jīng)濟合理的連接形式。

第二點是加強施工質(zhì)量的監(jiān)控，在構(gòu)件的連接施工中嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計要求和鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范來進行驗收，及時檢查連接強度，排除連接缺陷，如焊縫連接中手工焊接有可能出現(xiàn)的夾渣、氣孔、咬邊、邊緣偏位、焊縫尺寸變化大和焊縫變形等問題。

第三點是對連接輔助材料進行必要的測試，如高強螺栓防滑測試，驗明出廠批號，從源頭做起；對二次焊縫進行及時的無損檢查等。

3 鋼結(jié)構(gòu)加工技術(shù)

如果說鋼結(jié)構(gòu)的安裝更加注重施工過程中細(xì)節(jié)的控制和管理，那么鋼結(jié)構(gòu)加工則是保證安裝質(zhì)量的前提。

鋼結(jié)構(gòu)的加工主要包含以下幾個步驟：

首先是放樣，這是最為關(guān)鍵的第一步，放樣工作的準(zhǔn)確性將直接影響后續(xù)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件和鋼結(jié)構(gòu)整體性能和質(zhì)量。目前所面臨的最大問題仍然是鋼結(jié)構(gòu)放樣的精確性，施工員在放樣的過程中，容易出現(xiàn)尺寸方面的誤差，而一旦不能及時發(fā)現(xiàn)則會引起構(gòu)件尺寸錯誤，甚至后續(xù)的施工安裝無法進行。

其次是號料，號料中需要施工員根據(jù)圖紙，在板料和型鋼上畫出開孔位置，標(biāo)注零件的位置。同放樣相同，需要施工員在此過程中保證號料的準(zhǔn)確性和正確性，以防號料位置和尺寸出錯。最為關(guān)鍵的就是切割下料，坡口加工和開孔。在切割前，先要檢查鋼材的基本特性，如鋼板切割前要保證鋼板質(zhì)量滿足規(guī)范要求，避免凹坑、凸起和翹曲等現(xiàn)象，同時在切割過程中保證切口的平整性并且符合圖紙設(shè)計要求。另外，在沖孔和鉆孔的過程中，也要保證孔徑大小符合要求，能較好匹配螺栓等輔助連接材料。

總之，鋼結(jié)構(gòu)的加工做到三點才能保證加工出優(yōu)良品質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件：①嚴(yán)格按照圖紙的要求進行放樣和號料，同時把握好下料和號料的誤差，保證在允許值范圍內(nèi)，對于誤差較大的下料樣品，絕對不能使用；②鋼材的切割和開孔時，要正確使用切割機器，并事先檢查切割鋼材的整體品質(zhì)，切割中根據(jù)要求保證切口平整度。開孔也要滿足連接要求；③緊抓質(zhì)量檢查關(guān)，對于加工構(gòu)件及時進行檢測，去除不合格品，適時改善品質(zhì)。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)的安裝和加工是鋼結(jié)構(gòu)施工中最為關(guān)鍵的兩個步驟，需要施工員在操作工程中秉承工匠精神，對各個環(huán)節(jié)進行嚴(yán)格的管控，以安全和質(zhì)量作為依托，以規(guī)范和圖紙作為依據(jù)，有質(zhì)有量地完成作業(yè)。