建筑工程施工中钢结构技术的探讨

王超然

（济源职业技术学院，河南 济源 459000）

一、钢结构的发展历程

钢结构的历史比较悠久，公元60 年前后，我国西南地区为了进行通商、宗教等活动，在一些山谷等交通不便利的地方建造了铁链桥，在这之后陆续出现了比较有名的云南沅江桥、贵州盘江桥以及四川泸定大渡河桥。近百年来，钢结构在欧美地区的发展都是比较好，在我国的发展则不尽人意。在我国新中国成立之前，钢结构工程仅有少量的高层建筑、铁路桥、公路桥，还不是由我国劳动人民建造的，大多都是外商承包的。直到新中国成立之后，才发展迅猛，随即出现了武汉长江大桥、长春第一汽车制造厂、北京的人民大会堂钢屋架等钢结构建筑。到20 世纪80 年代，钢产量稳步增长，钢结构的应用较为普遍，随即出现了九江长江大桥、石油化工厂、发电厂等建筑，都大量的应用了钢结构。20 世纪90 年代至今，钢结构的发展进入一个黄金时期，出现了西陵长江大桥等大跨度桥梁、上海金茂大厦等超高层建筑以及国家体育馆等大跨度建筑。钢结构的应用已经深入人心，钢结构建筑无处不在。

二、钢结构的特点

（一）钢结构的优点

与混凝土结构相比，钢结构的优点如下：第一，混凝土属于混合材料，粗骨料和水泥砂浆不是均匀分布的，它们的力学性能也不一样，当结构受到不同方向的外力时，其强度和变形值是不相同的。而钢结构中用钢的化学成分是铁，约占到碳素结构钢的99%，钢材的材质基本均匀，质量也稳定可靠。实际受力情况和力学计算结果较为符合。第二，与混凝土结构相比，钢结构的重量较轻，同等情况下，普通钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架的1/4～1/3，从抗震的角度来讲，质量越小，受到的地震力就越小，因此钢结构的抗震性能要比混凝土优越。第三，混凝土结构需要现场进行浇筑、养护，整个施工周期比较长，受环境的影响比较大，而钢结构的大多数构件都是在工厂用相应的机械加工好的，加工精度比较高，加工过后到现场进行组装，现场安装比较方便，如果后期钢结构需要拆除，钢材可以重复利用，既环保又节约，符合可持续发展的战略要求。第四，钢结构的密封性能强，耐热性能比较好，可以长期经受150℃以内的高温，正是因为钢结构的这个有点，天然气管道、输送石油的管道均采用钢结构。

（二）钢结构的缺点

钢结构的缺点如下：第一，钢结构的耐腐蚀性比较差。我们经常看到钢材表面有明显的黄斑，如果环境比较潮湿或者是有腐蚀性介质存在的时候，几天的时间钢材就可以生锈。当钢材的数量比较少时，可以采用人工除锈的方式，当钢材的数量比较大时，可以采用喷砂除锈。通常采用涂刷防腐涂料的方式来弥补钢结构的这一缺点。第二，钢结构的耐火性较差。当周围温度超过200℃的时候，钢材的强度会下降，当周围的温度达到250℃的时候，会出现蓝脆现象，当周围的温度达到600℃时，钢材完全丧失承载能力。美国911 事件中，纽约世界贸易中心一号楼和世界贸易中心二号楼倒塌最主要的原因就是钢材的耐火性太差。第三，钢材在低温环境下容易发生脆性断裂。脆性破坏是非常危险的，其典型的特征就是一旦发生危险，不给人们反应的时间，建筑物会立即破坏，因此应当尽量避免这种破坏。

三、钢结构的施工技术

（一）钢结构的焊接技术

焊接的质量与整个钢结构的质量息息相关，因此必须重视。首先，焊接前要检查母材是否符合焊接的要求，母材中即将焊接的表面和两侧应当没有裂纹，表面应当光滑、没有毛刺，没有影响焊缝质量的其他缺陷；焊接的表面应当没有影响焊接质量的锈蚀、油脂、氧化皮等杂质。其次，焊条的使用必须严格按照使用说明进行。焊条可以分为酸性焊条、碱性焊条，酸性焊条应当注意防潮，使用之前应当在100℃～150℃的范围内烘干1～2h，碱性焊条按照自带的说明书进行使用即可。其次，注重焊接区域的清理，在构件组装之前，注意清除焊接坡口切割面、焊接坡口切割面周围以及母材表面的污垢，对于水分以及油污等，可以采用氧-乙炔火焰加热的方法，使其露出金属的色泽。在构件组装之后，要保护好已经清理的区域，避免二次污染。最后，对于室外进行焊接的作业，要严格控制焊接环境，焊接环境也会直接影响焊接的质量。如果构件表面潮湿或者遇到雨、雪、大风的天气，应当停止焊接，如果焊接的温度过低的话，应当采用适当的加热措施，确保焊接质量，如果高空焊接作业，应当搭设防护棚，可以防弧光、防风雨、保证安全等作用。

（二）钢结构高强螺栓连接技术

高强度螺栓用于施工之前，应当检测连接副和摩擦面，经检测达到使用标准之后，才能用于施工。常用的高强度螺栓有大六角头高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓，其中，大六角头高强度螺栓应当复检高强度螺栓连接副的扭矩系数，扭剪型高强度螺栓应当复检高强度螺栓连接副的紧固轴力。高强度螺栓连接应当对结构的架设进行调整，调整完毕后，应当对接合件进行矫正，这样做的目的是消除接合件的变形、错位和错孔。高强度螺栓在现场安装的时候，要保证螺栓能够自由穿入螺栓孔，如果无法自由穿入，可以采用铰刀或锉刀进行适当的修整，如果需要扩孔的话，需要征求设计单位的同意。螺栓紧固时，不要一次紧固到位，要经过初拧、复拧和终拧三步，控制在24h 之内完成，紧固的顺序要把握住一个原则，从刚度大的地方向刚度小的地方、从中间向四周进行施拧。

（三）钢结构的吊装

由于钢结构中的大多数构件都是在工厂加工好，然后运输到施工现场进行组装的，因此吊装技术在钢结构中应用非常广泛，也直接影响着钢结构的施工质量。在开始施工之前，企业要做好三级安全教育，确保施工现场的人员能够严格遵守吊装技术的相关标准。施工过程中，钢柱的连接可以采用建筑挂篮或者爬梯的方式，首节钢柱安装时，应当先埋设地脚螺栓，地脚螺栓的埋设方式可以采用直埋法，也可以采用套管法。首节钢柱安装之后，要对钢柱的垂直度、标高和轴线的位置进行校核，首节以上的钢柱，其定位轴线不能从下层柱的轴线引出，应当从地面控制轴线直接引出去。钢柱的吊装方法可以采用旋转法、滑行法和递送法，根据现场的施工条件和具体的工程状况选择合适的施工方法。

四、提高钢结构施工技术水平的有效措施

（一）加强原材料的管理

钢结构中涉及到的主要原材料就是钢材，钢结构的质量好坏很大一部分原因取决于钢材的质量好坏，施工单位应当严把质量关，发现不合格的钢材，不能徇私舞弊，要严格执行相关的质量检测标准，将其返厂处理，不能为了节约成本而以次充好，这将严重影响到钢结构的质量，很有可能出现严重的安全事故。

（二）加强施工过程的管理技术

首先，钢结构构件的数量比较多，有些构件的体积较为庞大，如果在施工的过程中，管理不到位，就会导致现场较为混乱，非常容易出现安全问题，因此，现场的管理人员必须重视现场施工技术的管理。在施工的过程中，所有的技术人员要严格按照设计的要求进行施工。其次，钢结构施工现场涉及到很多大型的设备，这些设备如果没有按时检修，就会存在一定的安全隐患，严重的时候会出现安全事故，危及生命安全，因此，相关人员要做好设备的维护工作，定期对设备进行检修、保养，如果发现设备存在问题，应当立即停止使用，及时找出故障的原因，尽快恢复正常，以免影响工期。最后，施工技术人员的专业水平也是影响施工质量的原因之一，施工单位应当定期组织相关的技术人员进行培训，确保这些人员在施工中可以操作规范，拥有强烈的安全意识。

（三）贯彻落实钢结构后期质量控制

由于钢材具有可塑性，因此长期受到外力的作用，会产生一定的变形，并且钢材的防腐性能较差，长期受环境中各种介质的影响，会生锈，所以，做好施工后期的质量控制工作非常重要，在后期的质量控制中，要注重细节，对细节进行严格的检验，发现需要修补的地方，及时进行修补，以免后期影响整个结构的安全性和耐久性。

五、结束语

钢结构在建筑施工中越来越受到欢迎，随着科学技术水平的提高，钢结构的施工技术也在不断提高，无论任何时候，质量标准都应当放在首位，只有保证质量，才能使工程的利益最大化，才能促进企业更加蓬勃的发展。