鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用探析

張剛

泰安市圣園園林市政工程有限公司 山東泰安 271000

1 鋼結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)是將鋼材作為建筑材料的結(jié)構(gòu)形式，主要構(gòu)件涵蓋了由型鋼、鋼板所制成的鋼柱、鋼梁等。不同構(gòu)件之間通常利用焊縫、螺栓等施工進(jìn)行連接。鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前常見(jiàn)的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材作為一種燃點(diǎn)較高的建筑材料，其抗震、抗彎性能良好，在建筑工程應(yīng)用中不僅能夠有效強(qiáng)化建筑物的荷載能力，還能夠滿足建筑工程設(shè)計(jì)中的造型需要。彌補(bǔ)了混凝土等建筑材料無(wú)法彎曲、拉伸的缺陷。鋼結(jié)構(gòu)是由不同型材構(gòu)成，施工工藝難度不大，構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝，施工周期短，且后期拆卸、加固也較為便捷。鋼材料的強(qiáng)度與韌性都較為理想，尤其適用于跨度較大的構(gòu)件中，通常情況不會(huì)由于超載導(dǎo)致突然斷裂，且韌性較好，能夠容納不同程度的動(dòng)力荷載。且鋼材優(yōu)越的吸能性與延展性使得其抗震性能十分良好。相對(duì)來(lái)說(shuō)，鋼材的耐腐蝕性能較差，應(yīng)用在建筑工程中需要注意防腐防護(hù)，特別是暴露在大氣環(huán)境中的結(jié)構(gòu)需要高度重視。鋼結(jié)構(gòu)建筑材料的特點(diǎn)與性能使得其后期維護(hù)費(fèi)用高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但近幾年出現(xiàn)了新型鋼材具有較高的抗腐蝕性能，已經(jīng)逐漸普及[1]。

2 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

2.1 選擇設(shè)備和材料

吊裝設(shè)備是超高層鋼結(jié)構(gòu)施工階段的常用設(shè)備類型，也是施工階段的核心設(shè)備，應(yīng)結(jié)合工程施工場(chǎng)區(qū)實(shí)際狀況，選定適宜位置搭設(shè)吊裝設(shè)備。內(nèi)爬式塔吊是當(dāng)下國(guó)內(nèi)建筑領(lǐng)域中常用吊裝裝備，安裝設(shè)備時(shí)也需考慮到需被塔吊的鋼材料的重量，確保吊裝設(shè)備安置部位的合理性與便捷性。在施工結(jié)束后，選定合適時(shí)機(jī)拆除吊裝設(shè)備，這就預(yù)示著假設(shè)吊裝設(shè)備環(huán)節(jié)也要考慮到拆除問(wèn)題，確保設(shè)備順利、安全拆除。

鋼結(jié)構(gòu)材料作為超高層建筑主體材料時(shí)，在等同的條件下其抗壓強(qiáng)度與承載性能節(jié)能用于砼材料，但鋼質(zhì)材料存在著導(dǎo)熱性、耐火性方面均存在著一定不足。近些年，我國(guó)建筑材料學(xué)有很大發(fā)展進(jìn)步，研發(fā)出耐火鋼，將其用于建筑施工領(lǐng)域中有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鋼材料的缺陷，其理化、抗沖擊性及焊接指標(biāo)均符合現(xiàn)代超高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)建設(shè)提出的現(xiàn)實(shí)要求。故而，為使超高層建筑安全性得到更好的保障，施工方應(yīng)嚴(yán)格依照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)選用耐火鋼材料。

2.2 吊裝施工技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)施工階段，吊裝施工時(shí)首個(gè)工序，吊裝速度與質(zhì)量關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)整體施工效果。在正式吊裝鋼結(jié)構(gòu)前，要求工人依照結(jié)構(gòu)平面與立面形狀、結(jié)構(gòu)樣式、塔吊數(shù)目與方位、當(dāng)下現(xiàn)場(chǎng)施工條件等，科學(xué)設(shè)定吊裝分區(qū)和次序?？梢砸勒帐┕^(qū)域部署情況規(guī)劃吊裝區(qū)，可將其分為兩個(gè)或者四個(gè)區(qū)域等，確保各個(gè)吊裝設(shè)備使用效率的最大化。針對(duì)吊裝順序的問(wèn)題，多遵照從內(nèi)到外、從低至高、底層吊裝在前的原則，在同個(gè)平面中，先吊裝中心，而后經(jīng)由中心緩緩向外部拓展，在一個(gè)平面吊裝任務(wù)完成后，方可吊裝較高的平面，以此類推進(jìn)行吊裝施工。在一個(gè)平面吊裝結(jié)束后，需全面檢查該平面的吊裝狀況，確保各平面吊裝技術(shù)功能均能充分發(fā)揮出來(lái)。

2.3 螺栓連接

鋼結(jié)構(gòu)中的螺栓連接包括普通螺栓與高強(qiáng)度螺栓。普通螺栓施工中常用的普通螺栓均為永久性連接螺栓，在使用前需要對(duì)其進(jìn)行全面檢查，檢查內(nèi)容包括螺栓頭、螺母要與結(jié)構(gòu)件表面與墊圈緊密貼合；螺栓一段嚴(yán)禁墊兩個(gè)或以上墊圈，且嚴(yán)禁使用大螺母替代墊圈；動(dòng)荷載區(qū)域與重要部位的螺栓需要使用彈簧墊圈；螺栓的規(guī)格、材質(zhì)需要符合施工設(shè)計(jì)規(guī)范。在螺栓施工中需要根據(jù)實(shí)際情況選擇平接連接、搭接連接以及T形連接等方式。緊固螺栓的過(guò)程中需要從中間開(kāi)始，對(duì)稱兩側(cè)按順序進(jìn)行。螺栓緊固標(biāo)準(zhǔn)以連接接頭外形控制為準(zhǔn)。另外，可采用錘擊法對(duì)螺栓緊固情況進(jìn)行檢查。高強(qiáng)度螺栓施工中常見(jiàn)的連接形式包括摩擦連接、張拉連接與承壓連接，其中摩擦連接最為常用。在高強(qiáng)度螺栓施工前需要對(duì)接觸面進(jìn)行清理，保證接觸摩擦面的整潔。施工前需要對(duì)摩擦面抗滑移系數(shù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行再次核對(duì)，校準(zhǔn)扭矩扳手等，在驗(yàn)證完成后方可開(kāi)始施工。在校正結(jié)合件、消除結(jié)合件變形等情況后進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓安全裝。連接中要先用臨時(shí)螺栓進(jìn)行定位。高強(qiáng)度螺栓的穿入需要在校正位置后進(jìn)行，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要保持一致。緊固過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇扭矩法與轉(zhuǎn)角法。另外，在施工過(guò)程中要注意廢棄螺栓不得重復(fù)使用，露天使用的鋼結(jié)構(gòu)在完成高強(qiáng)度螺栓施工驗(yàn)收后需要使用防水或防腐蝕膩?zhàn)舆M(jìn)行封閉處理。

2.4 焊接施工工藝

①焊前檢查、清理。采用的焊接材料、設(shè)備應(yīng)與母材相符，保證焊接位置組裝精度等均可滿足施工要求，若不滿足規(guī)定要求，需再次進(jìn)行打磨處理，并將坡口內(nèi)雜物清理干凈。②墊板裝配。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，合理裝配墊板，待焊接施工后，便可按照尺寸切割引弧板、引出板，并進(jìn)行打磨處理。③焊接環(huán)境。為保證焊接質(zhì)量，須設(shè)作業(yè)平臺(tái)，并將防火布鋪設(shè)到底部，采取一定防風(fēng)方案。同時(shí)將接火斗設(shè)于掛籃作業(yè)的鋼梁接頭下方。根據(jù)施工規(guī)定，在焊接前做好預(yù)熱處理，保證各項(xiàng)條件均可滿足焊接要求。④定位焊。組裝完構(gòu)件，便可通過(guò)定位焊進(jìn)行臨時(shí)固定，滿足施工要求。相比設(shè)計(jì)值，其尺寸不得大于2/3，長(zhǎng)度控制在40mm以內(nèi)，間隔不超過(guò)600mm。同時(shí)，通過(guò)小直徑焊條打底焊。根據(jù)既定焊接順序進(jìn)行焊接處理。比如H型鋼需先進(jìn)行下翼緣焊接，再進(jìn)行上翼緣焊接，兩端焊接時(shí)間不得重疊，要錯(cuò)開(kāi)一定時(shí)間，盡可能降低焊接收縮應(yīng)力[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市人口越來(lái)越多，住房需求急劇上漲。為了緩解城市住房壓力，建筑工程逐步向高層化、大型化發(fā)展，超高層建筑成為了未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)作為超高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，規(guī)范施工作業(yè)，才能提高施工質(zhì)量。