建筑工程钢结构安装施工工艺研究

王建华

摘要：钢结构以其自重轻、跨度大且安装施工简便等优点在现代建筑工程中应用广泛。本文重点分析了建筑工程中钢结构安装施工中钢结构的选材，详细分析了

地脚螺栓的预埋、钢柱与框架梁的制作与安装以及钢结构的防火处理措施等。

关键词：建筑工程；钢结构；施工工艺

中图分类号：TU761文献标识码： A 文章编号：

随着建筑业的发展以及城市化进程的推进，建筑空间结构得到了快速的发展，高层建筑的发展也越来越迅速，钢结构以其自重轻、强度高、跨度大、抗震性能好、节能环保、施工速度快以及工业化程度高等优点在现代建筑工程中的应用越来越广泛。笔者结合工作经验，分析了钢结构的选材以及施工工艺流程，并提出了施工技术工艺质量开工至措施。

一、钢结构的选材

钢结构的施工受季节的影响不大，能够有效地节约施工时间；钢结构的跨度较大，能够有效地增大使用面积，从而减少垃圾和对环境的污染，并且可以重复利用建筑材料，有利于节省工程成本。此外，钢结构还有自重轻、强度高、抗震性能好、工业化程度高等优点，在建筑工程中的应用具有较大优势。但钢结构的导热系数较大且耐火性差，不易于防火。随着现代冶金技术的不断提高，对耐火钢研究在不断深入，促进了钢结构的发展和应用。与传统的结构体系相比，钢结构的成本较高，但普通结构中防火涂料所占的造价比重较大，而采用高强度的耐火钢虽价格略有上升，但总体造价中，防火涂料的费用大大降低，可以将上升的成本抵消，且可以有效地提高建筑的安全性和可靠性。

二、地脚螺栓的预埋

地脚螺栓预埋位置的准确度直接关系着钢结构工程的整体安装质量，因此，在预埋安装过程中应确保其定位的精度。一般采用6-10mm左右的厚钢板进行制作加工，形成定位钢板，利用定位钢板将地脚螺栓定位并固定，在钢板的底部螺栓上加设止退调节螺母，在上部的螺栓上加设固定调节螺母，并在钢板上设置孔径为150mm的浇捣孔，绑扎钢板下部的梁钢筋时，应将在将地脚螺栓焊接在柱筋上并使其固定，控制好位置的准确度，使其同钢筋连成一体，并应反复校验、核对，确认无误后再浇注混凝土，露出地面的地脚螺栓应用塑料布将其包裹保护好。

三、钢柱的制作与安装

（一）钢柱的制作

钢柱是整个建筑高度的重要竖向构件，钢结构柱的安装重点就在于对每节柱的标高、垂直度以及定位轴线偏差的控制。在钢柱的加工制造过程中，必须确保钢柱质量符合现行的验收标准。一般情况下，高层钢柱大致可以分为10节构件。在制作过程中，需要考虑钢柱在下料制作过程中可能出现的变形，如焊缝的收缩变形以及竖向荷载作用下的压缩变形等问题，因此钢柱的设计长度与下料长度不相同。在制作过程中，应严格按照相关标准及设计数据要求进行钢柱的制作，并在每一节钢柱上编号，严格按照规范要求正确地安装。一般情况下，控制钢柱标高的方法有两种：

1、以相对标高来制作安装

以相对标高来制作安装钢柱要求建筑物的总高度应达到各节柱子在偏差允许范围内的总高度，无需考虑焊缝收缩变形以及由竖向荷载导致的压缩变形。这种方法适用于层数在12层以下的建筑，并且应在对层高飞控制不十分严格时使用。

2、按设计标高制作安装

按照设计标高进行钢柱的制作安装时，应确保每节钢柱的累加尺寸的总和等同于设计要求的总尺寸。这种方法要求将压缩变形以及接头产生的收缩变形都计算到每节钢柱加工长度中，一般用于层数在12层以上的建筑以及对精度要求较高的建筑。在施工过程中，无论是采用何种安装方式，都必须严格按照设计要求及相关规范进行施工，并在制作过程中表示出来，确保安装完成后的高度符合设计要求。

（二）钢柱的具体安装方法

1、第一节钢柱的安装

在成功起吊第一节钢柱后，当柱脚与脚螺栓的距离约为30-40 cm时将其扶正，使钢柱柱脚的安装孔与螺栓对准，并缓慢地落钩就位。当初校垂直偏差低于20mm时，将螺栓拧紧，将钢柱临时固定然后脱钩。可以通过调节柱脚底板下端的地脚螺栓上安装的螺母的精确来控制第一节柱的标高。在校正钢柱垂直度时，一般采用吊线锤或经纬仪进行检验，如有偏差应采用千斤顶进行校正。进行钢柱标高时，应采用千斤顶将适当抬高底座，并对垫板厚度进行增减，校正并确认柱脚无误后，应立即将地脚螺栓紧固，然后对钢柱进行整体校正，确认无误后在柱脚底板下浇筑混凝土使其固定。确定柱定位轴线时应以地脚螺栓的位置为依据，利用定位钢板进行微调。

2、第二节柱及以上的钢柱的安装方法

第二节柱及以上的钢柱的安装方法与第节钢柱的安装方法基本相同，各节钢柱通过连接耳板并用调节丝杠连接。调节丝杠的规格及型号需要经过严格的理论计算后确定，确保其满足受力要求。进行钢柱的标高以及垂直度的调节时，需通过调节丝杠对上、下节钢柱的焊缝宽度进行调节，以确保楼层标高准确。对4个方位的调节丝杠进行调节，确保上节钢柱的垂直度。加工厂家应采用钢冲在钢柱的上下两端标注轴线标记点，进行上、 下节钢柱的对接时，应以下节柱上端的轴线标记点作为基准点并采用经纬仪调节上节钢柱的上下轴线标记点，使其与基准点同轴，然后将上节钢柱固定好。每安装完一节钢柱，都需要对轴线标记点进行重新校正和设定，并做好标记，并将其作为上节钢柱安装的基准点。完成校正对接焊缝焊接后，应将耳板割除。

四、框架梁的制作与安装

一般情况下，采用H型钢来制作高层框架梁，并采用刚性连接方法来连接框架梁与钢柱，并在钢柱内设置横向加劲肋。制作框架梁时，应在框架梁的位置上添加悬臂梁，采用剖口熔透焊缝的方法连接悬臂梁的翼缘与钢柱，贴角焊缝腹板，只有这样才能保证连接处的节点域有较好的延性，保证连接的可靠性以及层高的精确性。在框架梁制造时，采用衬板全熔透焊缝的方法连接框架梁与悬臂梁，以及上下翼缘。并采用高强螺栓来连接腹板，以确保质量安全。

同时，应控制好钢筋混凝土施工偏差，防止偏差比规定及要求要大，因此，连接框架梁与剪力墙或筒壁时，可以在腹板的连接板上开孔，但要求开孔尺寸合乎要求并且符合孔边距的要求。在焊接收缩变形的影响下，框架梁下料长度与设计长度并不相等。可以通过焊接收缩经验公式进行长度计算，确定其下料的精确长度。使用高强螺栓群连接钢结构时，要求孔位的精度较高。一般可以采用模板制孔和多轴数控钻孔这两种方法来制孔，模板制孔的精度较低，多轴数控钻孔精度相对较高，施工时优先考虑采用多轴数控钻孔这种方法。如果采用模板制孔这种方法制孔，为了保证组装孔和安装孔的精度要求，应先保证模板的精度。在安装过程中，如果有孔位局部出现偏差，严禁采用气割扩孔，只能采用铰刀扩孔。在安装框架梁时，应将高强螺栓沿同一方向插入螺栓孔内，拧紧顺序应由中心逐层向外扩展，并应确保每个螺栓都完全拧紧，避免存在遗漏。

五、钢结构的防火

由于钢结构的导热系数较大且耐火性差，不易于防火，在实际应用中，要克服其在防火方面的不足，必须加强防火处理，以提高钢结构的耐火极限，使其达到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温导致钢结构形变塌落的措施有多重，其关键是要根据不同的情况采取不同的方法，如采用耐火或绝热材料阻隔火焰，避免火焰直接灼烧钢结构，可有效降低热量传递的速度，从而推迟钢结构温升、强度变弱的时间，弥补钢结构在防火方面的不足。

六、结束语

随着建筑规模的不断扩大以及建筑结构的日益复杂化，钢结构在现代建筑结构中的应用越来越广泛，钢结构已成为现代建筑工程中不可或缺的一部分，在安装施工过程中，应注意结构的选材，加强对钢柱及框架梁等的制作与安装，加强钢结构的防火处理，以确保钢结构建筑的质量。

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