土木工程施工中钢结构技术的应用

2019-02-16李生根

四川水泥 2019年9期

关键词：轻钢框架结构设计方案

王涛李生根

（江西省交通工程建设有限公司，江西南昌 330044）

随着科学技术进步与工业水平提升，钢结构技术在工程施工中得到广泛使用。钢结构施工时会用到大量钢材，需要施工人员依据施工方案选择合适施工方法，保证钢结构安装质量。本文就此展开论述。

1 钢结构施工优点分析

1.1 结构跨度大

钢结构本身的跨度性较大，可以用于各种建筑规模的生产中。通过相关研究表明，在建筑结构设计中，采用钢结构进行设计最大可以实现48 米的跨度，这种设计模式在很大程度上相对于传统的混凝土结构，钢结构形成的空间要更大，同时在布局上也更加灵活。这种性能可以使钢结构在一定的温度区间内，满足建筑建设需要达到的不易变形的有关规定。

1.2 材料自重小

在建筑结构设计中，采用钢结构建筑相对于混凝土结构，在质量上更轻，因此整个设计结构可以缓解地基所承载的压力。另外，采用钢结构很大程度上可以解决混凝土结构抗震性能弱、稳定性较差的缺点。在一定程度上由于钢结构的化学性质相对稳定，因此具备较高的抗腐蚀性能，对于延长轻钢结构的使用寿命，进一步提升钢结构设计的使用寿命具有重要意义。

1.3 施工效率高

在进行钢结构建筑施工时，建筑的设计生产方可以在设计过程中通过及时于制造厂商进行联系，从而更好地保证金属构件的精准程度和质量。为生产出来的钢结构部件可以及时从生产基地运输到施工现场，在整个施工过程中，通过焊接和螺丝固定的方式即可完成搭建工作。因此在建筑的结构设计中，采用钢结构设计可以在很大程度上降低施工的周期，对于提升施工效率，降低施工周期具有非常重要的意义。

2 土木工程施工中钢结构技术分析

2.1 工程概况

一土木建筑建设时，综合考虑选择轻型门式钢架结构体系，总跨度长为21.34m、建筑长度达到63.24m，柱距5.8m，屋面与墙面根据需求选择镀锌钢板材料。设计方案中建筑寿命60年，抗震要求6 度、丙类，要求二级结构安全。整个建筑设计方案中对空间利用率较高，要求提高建筑结构。这也是设计人员常用的设计手法，提高结构的安全性能，通过优化、类比等方式选出最合适的建筑结构设计方案。

根据钢结构土木建筑方案，可以确定此工程为单层建筑结构，其框架结构由衡量、柱子等构成，通过各类纵向结构将框架联系起来，如屋面、屋盖等。通过详细计算空间降低施工成本，因此钢结构建筑设计时选择这种方法。设计轻钢结构荷载时，要先考虑横向结构承受的荷载，并对荷载详细分析，明确哪些荷载是永久的、哪些是可变的，只有这样才能全面了解框架结构的内力，优化框架结构设计方案。如果建筑平面屋架刚度与稳定性不足，意味着水平荷载存在问题。可以在屋架之前设置支撑系统，提高建筑水平荷载能力。

2.2 框架结构

2.2.1 合理布置结构。轻钢结构建筑上部荷载主要通过板、梁及钢柱结构承受，所以布置平面结构时，要提前确定柱网。等其确定后要根据设计明确承重柱的各个位置，如屋架、屋面板、基础梁等。确定好设计方案后对柱网合理规划。柱网布置是否合理直接影响到建筑结构的质量，也会对后期设备使用产生影响。要全面考虑建筑用途及各类设备型号、尺寸等内容，确保结构方案的与建筑平面的合理性。此外，还要满足行业规范要求，避免出现违规情况。

2.2.2 建筑受力分离。计算轻钢结构建筑受力情况，进而合理配置构造筋的数量，要考虑以下几方面内容：（1）确保纵向钢筋配筋率不超高50%。柱纵筋保持独立，避免与拉筋、箍筋或预埋件等焊接一体。纵向钢筋之间的距离≤35 cm，彼此净距离超过5 cm。钢柱附近箍筋选择封闭式，且箍筋φ＞0.6 cm。设计这些框架结构的时候，要确保结构的抗震性能与安全性能，避免存在安全隐患，影响到土木建筑的安全使用。

2.2.3 设计方案优化。完成钢结构主体组装后，要做好相关检查工作，保证建筑整体的质量与美观性。检查不同钢结构相邻平面上螺栓的连接状况，存在问题及时采取措施，接着利用精密测量仪器完成检测。根据检查流程对整个环节质量进行检查，确保各个工序的施工质量。除此之外，要严格处理粘结层的混凝土，做好后期养护处理工作，避免出现质量问题。钢结构施工时各部分承办单位商议组建管理结构，同时，现场进度管理人员要及时调查，当出现延期情况时，及时和施工单位沟通，了解出现延期的情况，及时采取调整措施，保证整个工程可以在规定期限内完成。此外，钢结构施工现场时要全面落实岗位责任制度，保证各个人员履行自身的职责，如果需要临时外出情况，向管理人员协商后才能离岗，并在规定时间内归岗。

2.3 做好螺栓连接工作

建筑钢材安装时要将插接母线存放在干燥的环境中，如果存在较多母线，需要检查每条绝缘性能，不存在问题后集中存放。母线正式安装时要监督管理前期土建工程，保证信道进行湿作业，避免损害的成品。当完成施工后，连接开关与设备，保证不同部位之间具有良好的密封性。

安装钢结构时，最主要、最关键的环节就是装配，螺栓与螺母作为装配的基本内容，连接时保证力度适当，预留一定缓冲余地。这是考虑到后期处于长期运行状态，螺栓会产生金属疲劳情况，使得原先接触紧密的部件之间出现缝隙，逐渐开始松动变形，情况严重时直接出现安全事故。如果连接紧度不够，容易造成结合部位出现断裂情况。建筑钢结构安装时，部分螺栓与螺母之间存在导电情况，受到电热效应的影响，如果连接不紧密直接造成发热。

2.4 控制焊缝与防腐处理

钢结构安装时焊接作为主要环节之一，需要严格把控焊接的规范性，通过有效焊接处理保证操作的规范性，保证焊接区域的牢固性，避免焊接凸起或裂缝问题的出现。钢结构焊接时要求较高，因此需要选择具有上岗资格的人员完成焊接，强化对这类施工人员的资格审查，保证专业素养与技能素质过关，熟悉设备操作与焊接规范，并能在具体施工时严格遵守相关流程。

完成钢结构焊接后，同样需要做好焊接部位的防腐处理工作，通过对焊缝防腐处理保证钢结构的耐久性，这样可以应对后期投入使用后可能出现的威胁因素。钢结构焊接过程中要制定合适的方案，控制好施工环境，整个过程严格落实作业指导书。提升钢结构捆扎时要做好处理，避免将划伤钢结构表面，可以选择金属垫片之类的进行隔离，避免钢丝绳损伤钢结构。此外，防腐处理时可以选择防腐漆，直接涂抹在焊接部位即可。