建筑钢结构施工技术的应用分析

刘帅

摘要：在当前建筑施工过程中，钢结构在建筑中得到了广泛的使用。但是，建筑钢结构在施工过程中要注意焊接、安装等环节，本文就建筑钢结构施工技术的应用进行分析。

关键词：建筑；钢结构；施工技术；应用分析

一、前言

钢结构在建筑中的应用是一种新型的建筑形式，在建筑施工过程中要做好钢结构的设计和安装，提高建筑钢结构的质量。

二、高层建筑钢结构的特点

高层建筑中所用的钢结构都有许多特点，有优点也有缺点。

1、优点

结构自重轻、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、较高的工业化程度，施工中所用的钢结构构件也可以在工厂生产，将其运用到现场后再进行安装，施工周期明显缩减。另一个优点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这一优势完全符合当前可持续发展及环保的时代主题。

2、缺点

耐火性差，与钢筋混凝土相比，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，耐火性能要比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构的所有强度和刚度基本会丧失掉；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使用中会给钢结构带来危害，导致钢结构提前被破坏。因此，必须要做好防腐措施。

三、影响钢结构的稳定性因素

1、构件承载强度影响

构件承载强度的影响钢结构稳定性，其中构件材料的应力、截面特征等，都对钢结构稳定性具有一定的影响。刚的整体结构的支撑性能与抗弯曲性能对其也有一定的影响，设计建模也是为了对结构进行分析，考虑种种因素（所提的假设、数学模型、技术水平及边界条件）对其影响钢结构稳定性的重要因素还有计算的理论值与实际承载力出现的差异，在稳定性设计时，这些影响因素都必须被考虑的。

2、稳定设计理论的影响

（1）在结构设计中如何反映轴力和弯矩的耦合效应成为钢结构稳定性设计中最大的问题。在大跨度结构设计中通常是取一个比较稳定的安全系数，但不一定能够看出网壳结构真的受力状态，因此，在结构体系的稳定设计理论还很不完善的状况下，整体与局部间的稳定性作用关系是值得研究的。

（2）对于钢结构而言，其稳定性理论也是不完善的，而人们在日常设计中，却是从完善的角度出发，很多随机因素并没有考虑进去，这样就对稳定性造成一定的影响。

四、钢结构高层建筑的施工技术分析

1、钢材的焊接技术

焊接高层钢结构是高层建筑施工中的一个重要环节，其工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高，所以焊接品质直接影响了钢结构的质量和安全。钢结构的焊接方式有手工电弧焊、自动埋弧焊、CO2气体保护焊、电渣焊等焊接方式。

手工电弧焊是比较传统的焊接方式，也是最常见最基本的一种焊接方式，这种方式由人来操作，具有操作灵活、焊接方便的优点，它适用于厚度在2㎜以上的钢材，大多用在钢结构高层建筑的焊缝打底。在焊接施工中可采用大直径焊条和大电流焊接。但是这种方式效率低下，质量不稳定，焊接精准度难以控制，而且对焊接者的技能操作水平特别高。

自动埋弧焊的电弧热让焊件、焊丝、焊剂融化形成蒸发，形成气泡，电弧在气泡内持续燃烧。自动埋弧焊的优点有熔深大，一次熔深可以达到20mm所以生产效率高；焊接速度快，8mm钢板焊接速度能够达到30m/h。焊丝的熔敷速度快；金属缝中含氧量高、含氮量低，焊缝质量高；力学性能稳定。CO2气体保护焊是利用CO2气体来保护焊丝和焊件之间产生的电弧热来融化金属。它的焊接有很多优势：一是效果好。CO2气体密度大能够在隔离空气保护焊接熔池和电弧效果。二生产效率高.CO2电弧焊穿透力强熔深大，熔敷速度快。成本低，比埋弧焊和焊条手弧焊节约50%的费用；节省能源，比埋弧焊和焊条手弧焊节约40%的电能；适用性强，可以进行全方位焊接，焊接板的厚度几乎不受限制；质量好，焊缝含氢量低，拥有较强的抗裂性；机械化、自动化高，焊接后不需要清理渣滓。CO2气体焊接可以分为平焊、横焊、立焊和仰焊。CO2焊接中要随时关注气孔的产生。一般80%Ar加实心焊丝或者纯CO2加药芯焊丝减少气孔的发生率。

电渣焊是中碳钢和中高强度结构钢在竖向位置上的对接焊接。电渣焊最重要的要保持焊接电流电压稳定，送丝速度快。焊接焊件在800℃以上随时保持炽热状态。

2、钢结构安装技术

安装顺序：平面钢结构是以中间的一个节间为始点，形成一个网柱安装单元。先安装柱后安装梁，然后依次向四周扩展；垂直钢结构需要根据安装构件层次进行一节间一节间、一层楼一层楼地完成；筒体钢结构是由内到外，对结构采取全方位对称安装。在现代建筑施工过程中要善于运用创新方法和先进工艺。比如现今大跨度吊装是钢结构体系的发展趋势：使用信息技术和计算机技术，通过软件三维仿真模仿，对结构复杂、施工复杂的情况进行实验模仿，大大加强了施工的精准度，提高了工作效率。高层建筑钢结构的施工以来的机械主要是大型塔吊。所以吊装机的安装与拆卸都有严格的程序。

3、安装好螺栓

钢结构工程里连接螺栓所用的为高强螺栓与普通螺栓，如果采用普通螺栓进行连接，就要在每个螺栓的一端垫上2个以上的垫片，需注意的是不能采用气割扩孔，当螺栓拧紧以后还要确保外露螺纹至少保持2个以上的螺距；如果采用高强螺栓，其使用之前不仅要认真检查一遍螺栓合格证以及复试单，安装期间还要将平叠接触面凭证号，一般接触面需超过75%，边缘缝隙不能超过0.8毫米，高强螺栓需自由穿入，不允许敲打与扩孔。

4、安装好钢柱

施工人员在安装好钢柱前要复检一遍节柱标高和轴线，如果误差不在施工规范允许范围内，就要立即将其纠正过来；安装之后需在地面上将钢爬梯等都装到钢柱上面，以便登高施工作业用；钢柱工程在对钢柱进行加工时需要在柱子两端设置一些临时固定用的质量合格的连接耳板，且上节钢柱要和下节钢柱的柱顶中心线对准，也就是采用螺栓和连接板作为临时固定，等到钢柱对接好并确保验收没有什么质量问题时，就要把耳板割除掉；通常钢柱会选择两点就位，之后一点起吊。

5、钢梁和钢桁架安装方法

（1）安装之前要把钢柱上面的连接件或者混凝土核芯筒壁上的埋件认真预检一遍，一般预检内容包含一下内容：检查连接件的平整度、摩擦面和螺栓孔；检查预埋件的位置、平整度以及清洁度；

（2）起吊之前，还要给梁面的扶手杆与扶手绳或者扶手管装好，尤其是主梁和主桁架必须装好，而次梁或者小梁只需根据实际情况进行安装便可，一般扶手高为1米，要沿着梁长通长设置，这样开展高空作业时便有了施工通道。

（3）钢梁、钢柱以及钢桁架安装期间需要采取两点吊。

（4）吊装钢梁以及钢桁架的方法主要分为捆扎法、梁山设置钢吊耳法以及工具式吊具法三种。

五、高层钢结构测量与校正

1、校正、验收

在高层钢结构安装过程中，如果一个安装流水段安装完成后，需要及时校正。流水段是根据柱子的分段来划分，高层钢结构建筑按一下标准进行划分，三层为一节柱。当一流水段安装完成并校正后，经相关专业部门进行监理复测后，然后才能安装下一流水段，按此顺序继续安装，直至安裝完成，当某一施工阶段结束后，需要进行阶段性验收，总安装完成后进行施工总验收。

2、校正方法

在对高层钢结构建筑进行校正前，首先要确定标准柱，这样可以降低安装误差。标准柱的确定如下所述：正方形框架以四根转角柱为标准柱；长方形框架时，长、宽之比大于2时，选取6根标准柱；多边形框架以转角柱为标准柱。标准柱的基准点确定就是基中心线。在观测标准柱的垂直度时，首先要在柱顶固定测量目标，以激光经纬仪为测量工具，基准点为固定点。在钢结构的安装施工中，钢结构很容易出现震动，会产生机械误差，因此，导致运用仪器安装也会出现不同程度的误差。在进行完一次测量后，需要对对误差进行校正。

六、结束语

在建筑钢结构施工过程中我们要根据施工工艺流程对关键的质量点进行控制，保证钢结构的安装质量符合相关标准的要求。

参考文献：

[1]郭海刚，张敏.对高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J].城市建设理论研究，2012

[2]赵芳，梁建明.建筑钢结构焊接裂纹的产生机理及防止措施[J].铸造技术，2013，