钢结构装配式多层民用建筑相关技术案例探讨

钢结构装配式多层民用建筑在一些发达国家已经得到广泛的应用。如欧美、日本等国，钢结构装配式建筑的应用技术比较成熟和完善。近些年，我国东部沿海地区及北上广深等大城市已开始应用钢结构装配式建筑，主要应用于多层建筑。我国在钢结构装配式建筑领域还处于起步阶段，本文根据工程实例进行探讨。

1 钢结构装配式建筑的优点

与混凝土等结构相比，钢结构具有很多优点，而且在使用功能、设计、施工及经济方面也具有一定的优势:(1)强度高，质量轻，可承受较大变形，有比较稳定的承载力。(2)与混凝土结构建筑相比有很好的抗震及抗风性能，结构安全度高。(3)钢结构构件在工厂制作，尺寸精确，使用焊接及螺栓连接，安装方便，可缩短施工工期，工程质量容易控制。(4)具有生态环性，改建和拆迁容易，材料的回收和再生利用率高，占用的施工现场少，施工噪音小，减少建筑垃圾。

2 工程概况

厦门轨道交通建设管理基地位于厦门市思明区莲坂，由两栋建筑组成，建筑面积15000平方米，层数5～6层，主要功能为办公、档案、监控中心和食堂。因项目工期紧，要求高，为了在最短的时间内完成高品质建筑，决定采用钢结构形式，以满足工期和质量的要求。项目基础形式为独立基础;上部结构体系为钢结构框架，楼面为钢梁+混凝土组合楼板结构，其中钢结构柱为箱型柱，柱跨以9米为主，柱截面为400*400mm2，梁为工字钢，材质为Q345B，梁柱节点采用高强锚栓连接，楼(屋)面采用钢骨架(带栓钉)+混凝土板的组合结构形式，钢承板采用1.20mm厚的镀锌钢板。外墙面采用金属面岩棉夹芯板，内置钢骨架。

3 主体结构主要施工方法

3.1 钢结构吊装

3.1.1 测量放线

(1)施工测量。在放线过程中，要严格的按照建设方提供的工程高程控制点以及平面控制点，结合具体的放线要求，保证施工过程能够准确反映建筑物标高以及中轴线。测量过程中需要也弄个按照相关测量规范，做好各个控制点的放样、加密等工作。

(2)施工平面控制网的建立。基于工程建设方提供的相关控制坐标点，根据施工设计图纸进行具体的测量放线工作，同时确定测量控制主轴线。在设置控制点过程中，应该尽可能避免选择在容易被破坏、视野死角等位置，保证控制点视野通畅、不易被破坏，同时在控制地位置做好永久标识。

(3)水准控制网的建立。根据该项目的实际情况，水准控制点的位置一般设置在施工场地四周稳定的建筑物上，为水准控制网的建立提供方便。如果土方工程施工中遇到降雨，容易引起周围基坑的沉降，所以需要在场区外设置两到三个水准控制点，对水准控制网实施监测。在工程基础施工过程中，需要通过场区外的永久监测点，对水准控制网实施定期的监测，同时结合基坑的沉降量，对工程标高实施有效的调整。

3.1.2 埋螺栓安装

(1)固定式埋设方法:在使用经纬仪、水准仪等对螺栓的位置以及高程确定后，通过角铁以及钢板制作成样板，保证螺栓从样板中穿过，同时用焊条将其焊接在钢筋上，保证螺栓的稳固性。但是值得注意的是，这样焊接会造成螺栓不容易调节，所以在安装过程中，必须保证安装的位置精确。

(2)地脚螺栓安装时应注意事项:①注意基础螺栓变形程度，变形过大的不要安装，矫正后再安装。②在埋设前要检查地脚螺栓规格及数量是否合格。③在浇筑混凝土之前，再认真检查螺栓安装的是否正确，包括螺栓的方向高程、垂直度等。④在混凝土浇筑过程中，需要严格控制浇筑冲击力，确保螺栓不会发生位移。如果发现有位移发生，需要在混凝土没有凝固前对螺栓进行位置调整。⑤除有特别注明，原则上螺栓应垂直于理论之承截面。

3.1.3 钢柱拼接工艺

钢柱拼装:该工程中使用的钢柱长度超过17米，所以采用分段运输整体制作的方式，现将钢柱相关的构件运输到施工现场，然后进行现场拼接。这样做符合工程施工要求，同时减少了高空作业量，提高了钢柱拼接施工的安全性。

(1)根据钢柱断面不同，采取相应的钢平台及胎具。

(2)每节钢柱每个面都弹好中线，在断面处成互相垂直，多节柱拼装时，三面都要拉通线，注意拉通线时，防止线的垂度。

(3)翼缘板错口是各个节点中最容易出现错误的位置，主要包括变形、位移等。如发现翼缘板制作构件时发生变形，采用方便的机械矫正或火工矫正，达到允许误差继续拼接。拼接一般采用倒链，在两接口处焊耳板，进行校正对接。

(4)采用连接板对各个节点实施约束，在焊接完成并冷却后即可将连接板拆除。

3.1.4 连接工艺

(1)本工程构件采用在钢构件加工厂进行，放样、下料、组对、焊接、校正、除锈、涂装、运输到施工现场安装。

(2)本工程构件安装采用高强度螺栓连接梁、柱，采用普通螺栓连接檩条(包括屋檩、墙檩)，钢柱梁采用高强度螺栓连接，檩条的固定连接采用普通螺栓连接。在安装过程中，要严格按照相关规范，在螺栓帽拧紧后，要保证丝扣外漏超过3扣，要保证其自由穿过样板孔，不能强行进行击打入孔，同时也不能采用其切割的方式，扩大孔径，穿入方向应一致并便于操作，螺栓群安装由中央顺序向外拧紧，并应在当天终拧完毕且不得作为临时安装螺栓。本工程使用的高强度螺栓10.9级摩擦型材质为35VB，螺母和垫圈为35VB。在安装前要严格检查包装是否完整，螺栓油膜是否良好，如果产品包装发生损坏，螺栓上有灰尘等，需要用煤油进行清洗，同时将少许的黄油涂抹到螺栓的旋转面上。在安装中队已经拧紧的螺栓帽用颜色标出，方便工作人员随时利用扳手进行检查，保证准确的扭矩值。

(3)高强度的螺栓需要满足一下几个方面的技术要求:(1)一个大六角头螺栓连接需要包括一个螺母、一个大六角头螺栓以及两个垫圈;(2)一个扭剪型高强度连接副包括一个螺母、一个螺栓以及一个垫圈，同时保证螺栓副的配套性;(3)在使用前，需要对产品出厂合格证进行检查;(4)组装好高强度螺栓后，应按一定顺序施拧，施拧顺序宜由螺栓群中央顺序向外，进行拧紧，并应在工作日内终拧完毕。(5)高强度螺栓的拧紧，应分初拧和终拧。但对于天型节点应分初拧、复拧和终拧。复拧扭矩应等于初拧扭矩。

3.2 楼承板

3.2.1 吊放与铺设

(1)镀锌钢板成捆堆置，应横跨多根钢梁，单跨置于两根梁之间时，应注意两端支承宽度，避免倾倒而造成坠落事故。

(2)安装镀锌钢板前，在梁上标出镀锌钢板铺放的位置线。铺放镀锌钢板时，相邻两排镀锌钢板端头的波形槽口应对准。板吊装就位后，先从钢梁己弹出的起铺线开始，沿铺设方向单块就位，到控制线后应适当调整板缝。

(3)风速≥6m/s时禁止施工，己拆开的镀锌钢板应重新捆扎，否则，镀锌钢板很可能被大风刮起，造成安全事故或损坏镀锌钢板。

3.2.2 固定

(1)镀锌钢板在定位后应立即以焊接方式固定于结构杆件上，钢承板侧向与钢梁搭接处，或钢承板与钢承板侧向搭接处，均须在跨间或90cm间距(取小值)即需有一处侧接固定(采用焊接或嵌扣夹);详见图1镀锌钢板固定及堵头板施工大样。

图1 镀锌钢板固定及堵头板施工图

(2)任何未固定的镀锌钢板可能会被大风刮起或滑落而造成事故。

3.2.3 焊接

(1)每一片镀锌钢板两侧沟底均需以15mm直径的熔焊与钢梁固定，焊点的平均最大间距为30公分。焊接材料应得穿透镀锌钢板并与钢梁材料有良好的熔接。本工程全部采用穿透式栓钉直接透过镀锌钢板植焊于钢梁上，则栓钉可以取代上述的部分焊点数量;但镀锌钢板铺设定位后，仍应按上述原则固定，唯熔焊直径可以改为8mm以上。

(2)与钢梁的焊接不仅包括镀锌钢板两端头的支承钢梁，还包括跨间的次梁;如果栓钉的焊接电流过大，造成镀锌钢板烧穿而松脱，应在栓钉旁边补充焊点。

4 结束语

目前，钢结构装配式多层民用建筑以节约资源、强度高、施工方便等优点，在我国已得到广泛的应用。一方面钢结构装配式多层民用建筑的预制构件质量、施工技术及节点的控制已得到了较大的提高。另一方面，随着经济的快速发展，劳动力成本的上升，使传统方式建设成本增高，这对推进钢结构装配式多层民用建筑提供了机遇。本文根据工程实例探讨了钢结构装配式多层民用建筑的施工技术，可供参考。

[1]张文富.建筑钢结构体系选择技术分析[J].黑龙江科技信息.2007(6).