住宅建筑轻钢结构施工运用及技术研究

王新贵 刚皓天 刘国华

摘    要：随着我国建筑业的迅速发展，钢结构在建筑企业中应用广泛，目前最为有效的也是最为广泛流行的方法就是建设节能省地型住宅，正如钢结构住宅一样，这也是中国建筑领域正在发展的方向。钢结构这一类别的住宅使用的建筑材料具有绿色环保的优势，同时建设这类住宅的时候不需要耗费过多的能源，有利于可持续发展战略的实施。轻钢结构在内燃机工厂厂房建设中拥有无可比拟的优势并节省大量的建设费用同时也简洁易于建设，可以产生很好的经济效益。

关键词：住宅建筑;轻钢结构;施工技术

1  导言

轻钢结构自身重量较小，且具备较强的抗震性能，在施工场地中的占地面积较小，因此在施工过程中得到了广泛使用。钢结构对保证施工安全、提升建筑结构的稳定性和整体的承重能力具有重要的意义。因此，如何根据具体的建筑工程，分析钢结构在建筑结构设计中存在的问题，采取有效的措施，提高设计的技术水平，保证工程质量是值得探讨的问题。

2  轻钢结构的優点

轻钢结构住宅相比于传统住宅，有其突出的优点：轻钢结构的住宅选用了轻型的屋顶结构和墙体类别，钢结构本身的重量就相对而言轻一点，同时具备较高的强度，在材料消耗与材料本身的体积方面都比较小。该结构对于地基承载力的要求比较低，因此降低了对于地基处理的成本。正因为轻钢结构具有自重轻的特点，所以间接的降低了运输和吊装等施工成本。钢本身具有较好的延性，由此钢结构的延性也比较好，不仅如此，钢结构的抗震性能好，同时其硬度和强度都比较高，因此在结构生命周期内所受到的损伤轻，易灾后修复。钢结构建筑的全部材料都可以通过工厂化生产，通过这种机械化的生产方式有利于提高材料的质量，从而进一步的提高了建筑质量，保证了施工和运营阶段的安全性。

3  轻钢结构施工问题及处理措施

3.1  设计方面

在建筑施工过程中，多层轻钢结构的使用并未成熟，依然处于起步发展阶段，相关技术还需得到进一步的完善，比如多层轻钢结构的承重结构体系、施工安装技术以及承重维护方面存在很多问题。而设计环节最常见的问题则杆件节点及组合楼盖环节，一是支座计算简图方面，多层轻钢建筑中一般将框架结构的支座设计为固定连接方式，但实际施工期间，钢筋混凝土的固端连接却并非固定，自身性能较差。同时，钢材很容易被腐蚀，钢柱锚入地基的难度较大，因此施工期间一般利用锚栓将钢柱与混凝土基础连接，但这样无法确保固端的稳定性，锚栓安装期间很容易出现误差问题。除此之外，若工作人员没有做好混凝土浇筑与养护工作，则地基基础很容易出现不均匀沉降问题，以致桩基节点无法有效连接。二是压型钢板与混凝土组合楼盖设计方面，实际施工期间，组合楼盖会使用冲孔压型钢板，此种钢板不需要使用剪力连接的钢筋材料，可以通过钢板上的刻痕将纵向剪力传递至钢板上。但实际施工前，钢板并不透水，加之存在防腐层，因此削弱了接触面的结合作用力，且混凝土的强度也会下降。此时可以在结合组合楼板特性的基础上，将压型钢材当做施工中的永久模板加以使用，从而达到一材两用的效果。

3.2  施工方面

一是构件节点施工，在多层轻钢结构中，框架柱、主梁以及连续次梁节点的施工均属于构件节点施工。且根据设计目的来看，结构节点属于刚性连接，设计时若采用焊接与高强螺栓之间的过渡点作为连接节点，则可以在工厂中完成焊缝工作，而只在施工现场连接螺栓即可，从而有效保证了连接质量。多层轻钢结构的跨度一般在6至9米之间，为了确保经济性，可以采用直接焊接的方法，主要在组合工字主梁上面直接焊接工字梁的上下翼边缘，而腹板则使用过渡班配备安装好的螺栓孔。但施工期间，由于下料时极易出现误差，以致母材之间存在较大的空隙，无法有效保证翼缘焊缝的质量，从而极易导致虚焊、夹渣等焊接质量问题，无法形成次节点刚接，严重影响了轻钢结构本身的焊接质量，也降低了施工的安全性，对此施工期间必须确保构件就位的准确性。二是抗剪栓钉施工，在栓钉施工期间，技术人员应严格遵照相关的施工规范，且还应选择恰当的焊接电流与焊接时间，严格控制栓钉的提升高度，并在验收合格后有效保证栓钉的焊接质量。当存在未焊透的栓钉时，工作人员应打掉重新施焊，且还应在提升焊钉高度的同时打磨平整施焊面。

4  住宅建筑轻钢结构施工运用及技术

4.1  轻钢结构的应用

我国冷弯薄壁型钢结构体系的发展处于刚刚起步发展的状态，相对应用和研究还需要很大程度上的研究和发展。金属拱型波浪式的屋盖结构是使用彩色的钢板在现场通过现场制作滚压的施工方法碾压成波浪形态的一种屋盖结构体系，制作方法就是把成卷的彩色钢板压制成圆弧形像拱桥似的槽板，然后经过轧成一个一个像u形的连接或梯形波纹直槽板和将直槽板轧成拱型槽板两道成型工艺制作而成，金属拱型波浪式的屋盖结构把结构的承重和围挡的功能集于一体，没有梁和檩条、板件之间的相互钩锁连接不需要螺栓和焊接、有良好的防水性能、施工速度的速度相对比较快捷、耗材相对较少，广泛应用在厂房、仓库、商场和机库、军营等的建设中。从结构的形式来看，金属拱型波浪式的屋盖结构体系主要采用像拱桥似的结构体系，有结构在地面上的和不在地面上的两种形式，并且大多是没有窗户的封闭的屋盖式结构。由于是一种拱形的薄壳结构，所要研究的关键点就是要对拱壳的整体和局部稳定性进行受力分析。

4.2  减少钢结构的腐蚀

根据钢材料的易腐蚀特点，设计工作人员在进行钢结构设计时应充分考虑钢材的防腐措施。在建筑物施工过程中，为了使建筑物更美观，施工人员会给钢结构喷铝或者喷锌，但铝和锌是活泼金属，很容易和周围的物质发生化学反应生成新物质，腐蚀性很强，因此在喷抹的过程中会加速对钢结构的腐蚀，为了预防这种腐蚀的发生，可先对钢结构涂抹一层防腐蚀的保护涂料作为保护层，保护涂料由于电阻大、附着力好，而且致密疏水性强，可以起到很好的防腐作用，保护层的运用能有效地避免由于钢结构腐蚀造成的安全事故。

4.3  钢柱与钢梁的工艺控制

在主构件钢柱与钢梁安装过程中，施工人员应根据施工现场条件、施工工期以及设计参数等明确吊运机械及人力。且在吊装构件前要反复检查地脚螺栓，明确构件的外观质量与几何尺寸。一是要完成钢柱安装施工的步骤及质量控制工作，明确吊运机械，轻钢结构工程的构件自重较轻，且要求精度较高，受场地因素限制，安装时应采用重为25吨的轮胎式起重机;二是要完成吊装前的检验工作，在吊装钢柱前再次检查验收基础与地脚螺栓，且起吊时应在钢柱部位垫好木板，以防钢柱底端与地面发生拖拉问题。三是在吊装柱子时应选择合适的吊点，确保构件离地200毫米左右，并检查各部位情况，确保无问题后在进行正式起吊。四是柱子就位时应缓慢加钩，且要准确穿引螺栓。一般柱顶端利用4根缆绳进行固定，之后在利用2根缆绳封固就位后的横梁。

5  结束语

综上所述，钢结构技术的应用将会使我国的房屋建设步入现代化发展的行列，钢结构形式的住宅也将会成为现代建筑的重要标志之一。我们应注意到无论是轻钢结构的制造加工还是在现场的施工，我国与国外先进技术水平相比仍然有很大差距我国的技术人员还应继续努力，努力打造我国的轻钢结构产业水平。

参考文献：

[1] 王保省.多层轻钢结构技术在建筑施工中的应用探析[J].四川水泥，2018.

[2] 林涛.钢结构在建筑结构设计中存在的问题及其应对措施[J].工程建设与设计，2018.