多层轻钢结构住宅安装技术探讨

孙小虎

摘 要：轻钢结构住宅具有独特的优点，是我国住宅工业化发展的方向。近年来轻钢结构住宅已逐步被人们接受，并形成一整套成熟技术。但现行建筑管理模式与轻钢结构住宅体系工业化生产方式不适应，要求我们在实践中不断总结。轻钢结构住宅在结构抗震性、自重、工厂化生产、建设速度、劳动强度、技术含量高和回收利用方面具有一定优势。轻钢结构住宅体系施工工艺过程、安装和校正、压型钢板安装、栓钉焊接技术、除锈与涂装等问题需在实践中不断总结，使轻钢结构住宅体系施工技术和管理更趋成熟完善。

关键词：轻钢结构；工艺过程；安装校正；压型钢板；栓钉焊接

1 工程概况

某建设项目总建筑面积36000m2，有24个单位工程构成，建筑层数四层，层高3.2m，建筑总高12.8m，最大跨度4.8m，最大开间3.6m，建设工期90天。采用独立承台地梁基础，结构采用热轧H型钢轻钢框架结构，钢柱与基础采用地脚螺栓刚接，构件连接采用10.9级高强螺栓连接，连接摩擦面抗滑移系数为0.3；主、次梁连接采用4.6级C级螺栓；楼板选用压型钢板复合钢筋混凝土楼板，焊缝除主材对接和熔透焊缝为二级外，其余为三级；构件除锈等级为Sa2.5等级；防火等级Ⅱ级；墙体材料采用ACTC轻质墙板。

2 多层轻钢结构安装施工难点

轻钢结构安装上，施工平面布置须结合作业分区和流水段划分综合考虑构件运输、构件堆场、吊装行进路线布置及堆场功能转换，吊装设备、运输设备、工具选用和组织及轻钢结构安装作业面广、队伍多情况下合理进行场地划分和作业分区；为保证安装精度，平面及竖向测量网建立和控制，测量和度量精度统一，现场焊接变形控制都是应综合考虑的问题。

3 轻钢结构施工流程

安装准备工作→放线及验线→钢柱标高处理→构件中点及标高→安装柱、梁标准核心框架→高强螺栓初拧、终拧→柱与柱焊接→梁柱、梁梁焊接→超声波探伤→每节柱中间焊接→安装压型钢板、楼板模板→栓钉焊接→楼板钢筋制安和水电预埋→浇筑楼板混凝土。

4 轻钢结构安装

根据钢柱和钢梁构件的设计参数、现场条件、施工周期、构件种类、尺寸、吊装质量、吊装高度、吊装幅度和安装要求选择吊运机具和设备。本工程钢构件自重较轻，要求的精度较高，属群体建筑工程，场地条件具备形成吊装环形通道，钢柱吊装选用25t汽車吊，采用单机回转法起吊安装，钢梁安装选用16t汽车吊。

4.1 钢柱安装

（1）钢柱安装前，清理基础预埋和施工放线，对柱基轴线、标高、预埋螺栓（直径、外伸长度、位置）等进行检查和纠偏处理，对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、连接板的方位等进行复核，并划出钢柱上下两端的安装中心线和柱下端标高线。（2）根据柱基预埋偏位情况进行柱脚板配下料和现场焊接，柱高根据安装基准面实际标高进行预控调整；对已焊接有柱脚板的钢柱则在预埋螺栓上预先安好标高调整定位垫板，对柱脚标高进行预控，以确保柱子吊装一次就位符合；并按吊装编号、位置、方向将柱堆放到吊装（起重半径）位置。（3）吊装准备就绪，进行试吊作业，以确定吊点是否恰当和安全，检查吊索、索具和吊车安装就位状况，确认安全可靠后开始正式吊装。（4）吊装采用单机回转法，柱根部必须垫好枕木，不得使柱底端与地面发生拖拉现象；当柱脚板起吊至安装基座上方时，缓慢下降至距柱基顶40-100mm，调整柱底与基础基准线达到准确位置，准确缓慢回钩下落穿入预埋柱脚螺栓。（5）钢柱安装校正后即拧紧全部螺栓螺母，且在柱子尚未与钢梁形成空间刚架稳定体时，在柱子顶端用4根缆绳临时将柱子封固，达到安全摘除吊钩；空间刚架稳定体形成或柱体已稳定，可找正精平，拆除临时缆绳。（6）钢柱安装校正采用单构件安装校正法，须注意风力和温度的影响；校正包括轴线、标高及垂直度，以每节柱的柱顶中心线相重合为原则进行安装校正。（7）因该工程钢柱采用四层一次工厂组装成型，校正以每根柱脚与基础预埋轴线相重合为原则进行安装校正，钢柱吊装就位时，利用基础预埋件上施放轴线确定柱子位置，一次对位。

4.2 钢梁安装

吊装前检查梁的几何尺寸、节点板位置与方向，清除摩擦面上的浮锈和污物。在钢梁上装上安全绳，钢梁与柱连接后，将安全绳固定在柱上。梁与柱连接用的安装螺栓，按所需数量装入帆布桶内，挂在梁两端，与梁同时起吊。

在钢柱安装到位后，以每两根柱为一安装组，将梁起吊，进行对正。先调整好构件的准确位置，当连接板螺栓孔对正后即穿入螺铨固定。安装时以每两层为一安装单元，先固定下层梁，再固定上层梁，主梁安装后再安装次梁，次梁的安装方法与主梁相同。

4.3 整体校正及检测

待1～4层钢柱及梁全部就位后，再用2台经纬仪从不同方向进行跟踪测控，全方位校核梁、柱的标高和柱垂直度，达到规定的要求后，进行高强螺栓的终拧，再加焊非螺栓连接杆件。该工程轻钢结构安装完成后质量检测结果为：底层柱垂直度偏差在5mm左右，顶层柱垂直度偏差在10mm以内；100%的构件连接做到了原孔装配，很好地达到了设计和规范中相应的施工要求。

5 压型钢板复合楼板施工

压型钢板复合楼板属复合楼板的一种，本工程采用的压型板即是模板，又是底面受拉配筋，其结构性能取决于混凝土层与钢板的粘接，一般只能做到部分相互作用，但已能获得所需极限强度。压型钢板复合楼板跨度一般为1.5～4m，经济跨度为2～3m。

5.1 压型钢板施工

压型钢板铺设施工应在主体框架结构总装焊接完成，经超声波探伤检查合格，柱垂直度偏差复测合格，施工层平面次梁安装并终拧全部高强度螺栓，施工专用操作平台已拆除，隅撑已装焊完，上层平面区域次梁安装前进行。平面施工随主体结构安装施工顺序铺设，立面施工为保证交叉施工前上层钢柱、钢梁安装与下层楼板施工同时进行，应先铺设上层压型钢板，后铺设下层压型钢板。

压型钢板施工按每一单位工程、每一层、每一节间配料单进行现场加工和配下料，板材配料后，根据每一单位工程、每一層、每一节间配料单同步组织区间运输、吊装（用软吊索，防止变形）和安装，并严格按照图纸和规范的要求来散板与调整位置，板的直线度误差为10mm，板的错口要求<5mm，检验合格后方可与主梁焊接；压型钢板与主梁焊接采用手工电弧焊，焊条为E4303，直径3.2mm，焊接点应为直径16mm点熔合焊，焊点间距300mm；质量控制管理应做好铺设后的成品保护，避免表面凹陷，铺设应满足钢筋通过的，弧形区应认真核对设计图纸，预留洞口位置应在允许偏差范围；压型钢板施工必须边散板铺设边焊接固定。

5.2 栓钉焊接施工

（1）施工前应编制栓钉焊接工艺试验方案和开展工艺评定试验，并根据栓钉直径及被焊钢材表面状况等初选工艺参数，依据栓钉焊接工艺参数表的工艺参数（电流、通电时间、栓钉伸出长度及提升高度），确定工艺参数。

（2）栓钉焊接施工首先根据图纸在钢梁表面放出焊接栓钉位置，并对栓钉焊接部位清理打磨，检查焊接药座干燥和完整情况；正式施工前按予定参数焊接2个栓钉，通过敲击弯曲试验进行检验（即在其冷却后敲击弯曲达30°～45°后，检查焊接部位及热影响区是否有破坏和裂缝，无裂纹即为合格），若有1个不合格，须重调整焊接工艺，重焊接进行检验，直到合格才可开展施焊工作。

（3）焊接具体操作方法：连通焊接电源，栓钉和焊接药座套于焊枪，紧紧按压在被焊接母材上，按动开关，即刻熔断焊接药座上的药座帽产生弧光；此时，手持焊抢不能移晃，当达到定时器上予先定时间，栓钉以予定的速度顶紧母材，电源短路，则可松开开关；焊接金属凝固后，移开焊枪，用小锤清理药座残渣，完成焊接。

（4）栓钉焊接施工检验：施工过程中对焊接部位应随时检查，焊缝有缺陷的应及时修补，修补采用手工焊。栓钉围焊应饱满光滑，无凹坑砂眼，锤击无空隙声；焊后长度超过规定值1.6mm以上的栓钉，需进行弯曲敲击试验（用锤敲击，使其弯曲15°无断裂、裂缝，则判定外观检查合格）；每天的焊接完成，应按1/500随机抽取，做15°弯曲敲击试验；每批同类构件栓钉焊接施工完成应抽查10%，且不少于10件，对被抽查构件每件抽取1%进行检查，且不少于1个。

6 结束语

轻钢结构住宅相对于传统砖混或现浇混凝土住宅具有一定的先进性，在我国处于发展阶段，与国外先进水平相比，我国轻钢结构在设计、施工技术上还存在较大差距。轻钢结构住宅在设计和施工中应重视造价控制，尤其在施工中，加强施工项目管理，搞好施工组织对缩短工期、确保工程质量、降低返工率作用明显，从而节约了投资，降低了成本。

参考文献

[1]韦荣华.轻钢结构民用住宅设计[J].民营科技，2015（2）：185.

[2]邵连军.多层框架结构轻钢住宅应力蒙皮效应有限元分析[D].安徽理工大学，2015.