浅谈高层建筑钢结构施工技术实践

2023-01-12孙富盛

建筑与装饰 2022年15期

孙富盛

山东方大工程有限责任公司山东淄博 255100

1 钢结构概况

1.1 钢结构的定义

钢结构是当前建筑体系中的主要结构形式，它是由钢制材料组合而成的结构，由一些钢板和型钢制定的钢柱、钢梁构成，并且各个部件之间很多时候都采取螺栓、铆钉、焊缝来实施连接。因为钢结构自重比较轻，施工操作也很简单，因此应用起来非常广泛，建筑施工单位也都十分喜欢应用这项施工技术，也可以让建筑施工的效果达到最佳。

1.2 钢结构的发展

我国在比较早的时期，钢结构就有了很大的发展，但是由于受到封建制度的制约，以及当时落后的科学技术，因此一直处在铁质建筑物的水平上。我国开始使用现代化的钢结构是在十九世纪末期，特别是1949年之后，我国在钢结构的应用过程中开始有了比较连续的发展，在数量上和质量上都远远超过了之前的发展水平。钢结构建筑数量的增长也标志着我国各个地区经济实力的提升以及经济程度的变化，进入2000年以后，我们国家的经济逐渐呈现出增长的态势，钢产量也慢慢增长起来。受到2008年北京奥运会的主要推动，钢结构建筑逐渐出现，因为当前市场的主要需求，钢结构建筑呈现出迅速增长的趋势，出现了很多高层建筑钢结构。钢结构在实际施工中有着高超的施工技术，例如我国国家体育场的建设等等。北京奥运会结束之后，钢结构的建筑业得到了十分普遍的发展，逐渐被广泛的应用到住宅、铁路以及建筑上。最近这几年，在制造施工、安装施工以及设计施工等相关技术方面都有着十分高超的水平。

1.3 钢结构的优缺点

1.3.1 钢结构的优点。钢结构之所以能够在建筑施工中广泛的应用，主要原因就是钢结构的自重比较轻，它对周边环境的污染也比较少，施工周期相对较短，它在抗震性能上也十分良好。钢结构的施工周期很短。它能够应用在工厂化的现场安装以及生产当中，能够在一定程度上将施工周期缩短，钢结构室内的空间比较大，它在抗侧压型以及抗压性上是混凝土的1.5倍，在同样的强度下可以有效缩小截面让有效的空间持续增加，钢结构还可以无限循环进行利用，钢结构中的施工材料也可以让钢材的再生利用有效实现，让大量的建筑垃圾不断减少。此外，钢结构有着很好的康展性，不会由于局部超载或者是偶然超载出现突然的断裂以及破坏，设计风格比较丰富灵活，在相同梁高的状态下，钢结构的开间可以超过混凝土结构的一半以上，钢结构的精度很高，安装起来方便简单，能够保证施工的质量。

1.3.2 钢结构的主要缺点。钢结构耐火性能比较差，钢材的导热系数与混凝土相比是大很多的，但是它的耐火性能却比混凝土施工结构差很多，假如它的温度达到600℃的时候，钢结构的施工强度以及施工刚度就会接近于零，钢结构的耐腐蚀性比较差，由于钢材表面的铁原子可以与空气发生反应，氧化成氧化铁锈，这就会对钢结构的安全使用产生一定的负面影响，会让钢结构提前受到破坏，所以，一定要进行防腐的有效性操作[1]。

2 钢结构的施工技术

2.1 螺栓预埋

预埋柱脚螺栓的位置一定要十分精准，不然的话就会导致钢柱在实际安装上出现困难，并且也会对安装质量产生一定的影响。所以，预埋螺栓位置一定要进行严格的监督与管理，在实际施工中对基础轴线以及标高基准点进行严格的控制，埋设成功后需要进行两次的复测工作，第一次需要在埋设定位后开展测量，第二次需要在基础混凝土浇筑之后，并且坚固之后进行，假如在实际复测的过程中出现了位移超过实际范围的情况，一定要及时进行重新预埋，它的标高的偏差应该控制在5mm左右范围内，定位轴线的偏差一定要控制在2mm的范围内。

2.2 钢梁吊装

钢梁在实际吊装之前，应该在柱子牛腿的地方对柱子的间距以及标高进行检查，在吊装主梁之前，一定要在梁上将扶手杆和扶手绳都安装好，等到主梁吊装完成之后，就需要将钢柱与扶手绳牢牢系在一起，这样才能在一定程度上保证主要施工人员的安全。很多时候，都需要在钢梁的上冀缘的位置进行开孔，把它作为安装的吊点，吊点的位置与钢梁的跨度有着一定的关系。为了在根本上将吊装的速度提升上去，在重量比较小的小梁以及一些次梁上，大多利用多头吊索进行一次吊装树根梁的操作。有的时候可以将柱、梁在地面上组装成排架开展整体上的吊装，这样既减少了很多的高空作业，也让施工质量有了很大的保障，让吊装的速度有了很大的提升。

2.3 钢柱吊装

在高层建筑层高以及总层高中起着决定性作用的竖向构建就是钢柱，因此，在实际的加工制造过程中一定要让钢柱满足当前施工的行业规范以及行业标准。钢柱在放样下料的制作过程当中，需要及时考虑焊缝的竖向荷载自己收缩变形的相关作用下引发的压缩变形，因此，钢柱的放样下料的长度不能等同于设计的长度，即便只有几毫米的长度，也不能忽视掉。并且上节钢柱和下节钢柱的截面在完全相等的情况下，也不能相互调换，还要同时要求每节钢柱写上编号进行区分，相关人员需要进行正确的安装。

2.4 钢结构高强螺栓连接

2.4.1 采取高强度螺栓的方式进行连接，保证孔位精准度。在采取高强度螺栓的方式进行必要的连接的时候，一定要保证孔位的精准性，当前阶段，制孔主要采取的是多轴数控或者是模板制孔的方式，但是，前者的精度远远高于后者，在实际的施工过程中也需要优先使用前者，这一点需要相关人员高度的重视起来，避免后期出现问题。

2.4.2 每个螺栓一端不能垫两个垫片。确切的说，每个螺栓一端不能垫两个以上的垫片，相关的高强度螺栓需要进行自由的穿入，不能强行穿入或者敲打螺栓。当螺孔周边出现局部的偏差时，只能允许使用铰刀展开修正工作。需要注意的是，一定要严格禁止使用气割让孔扩充，如果使用气割的方式扩孔，就会出现十分严重的质量事故或者是安全事故，后果是不堪设想的，需要按照重大安全质量事故进行处理。

2.4.3 绞孔修整之前保证四周螺栓紧致。在对绞孔进行修整工作之前，一定要保证它四周的所有螺栓全部都处于拧紧的状态，让板叠秘贴之后再进行下一个工序的施工工作。在实际修整的过程当中，需要严防铁屑进入叠逢当中，绞孔在完成施工之后，需要用砂轮将螺栓孔四周的毛刺全部清除干净，同时需要将铁屑扫除干净。

2.4.4 高强度螺栓的安装。高强度螺栓安装需要在节点的地方全部处理好，需要注意的是，一定要按照同一个方向插入螺栓孔内部，对于箱型截面部件结合的地方，一定要按照全部从内由外的方向将螺栓插入，在螺栓的外侧展开紧固，假如操作不是十分方便，也可以从相反的方向进行插入。

2.5 钢结构焊接

2.5.1 主梁与钢柱间的连接。一般情况下，上冀缘和下冀缘之间需要用坡口电焊进行连接，腹板的地方采取高强度螺栓进行连接，在次梁与主梁进行连接的地方可以基本采取腹板处高强度的螺栓进行连接，少量用于上下冀缘的地方选用坡口电焊进行连接。

2.5.2 检查焊条合格证。在钢结构开始焊接之前，需要对焊条的合格证进行严格的检查，而且要按照说明书中的相关要求来使用焊条进行主要的焊接工作，一定要保证焊缝表面没有焊瘤和裂缝，还需要保证一级焊缝、二级焊缝没有气孔、弧坑、夹渣和裂纹的出现，相关人员一定要按照要求展开无损检查，保证一级焊缝不会出现咬边的情况，与此同时，相关人员还需要在规定的焊缝一级相关部位对焊工的钢印进行必要的检查[2]。

2.5.3 坡口电焊连接。坡口电焊连接需要提前做好准备工作，这些准备工作主要包括：焊条烘焙的采取方式；检查坡口；设定电弧引入和引出板和相对应的钢垫板，并且及时采取点焊固定住；将焊接坡口位置、周边的防锈漆以及相关杂物进行清除；焊接口的预热工作等等。

2.5.4 焊接原则。焊接的主要原则就是采取节点对称、全方位对称以及结构对称的方式进行焊接，这个原则是需要施工现场的焊接人员及时注意并且了解到的。在进行多层焊接的时候，可以采取连接施焊的方式进行，让每一层的焊道在焊接完成之后，都能够及时进行检查工作以及清理工作，将这些缺陷都清楚之后才能进行后面的焊接工作。这一点在实际施工中是比较重要的，需要相关人员引起高度的注意。

2.6 钢结构工程检修

钢结构工程检修这项工作是整个钢结构施工中的关键环节，也是保证钢结构施工质量最关键的步骤，相关人员需要演这个按照施工验收规范以及质量检验标准等文件展开实际的验收工作。首先，钢结构焊缝需要进行必要的检测，在实际的检测过程当中，可以采取超声波检测的方式，查看钢结构的内部是不是还存在着质量上的缺陷，最终对钢结构焊缝的质量等级进行必要的确立；其次，钢结构屋面的清洁与保养。在这个清洁保养的过程当中，需要极尽可能的避免使用腐蚀性的材料，这样的工程材料对钢结构影响很大，并且还要注意不能对屋面的表层划伤，不要让钢结构的质量产生负面影响；最后，假如在实际检测的过程当中查看到有的金属面板出现了损坏，就需要及时进行修复，或者及时更换全新的金属面板，同时还需要对更换的面板就行最新的防腐操作。

3 提升高层建筑钢结构施工质量的具体措施

3.1 严格管控施工质量以及工程安全

建筑工程中的施工质量会在一定程度上影响到使用者以及居住者的生命安全和财产安全，假如建筑质量不能达到标准，建筑物就会极有可能出现坍塌或者是变形的情况，这样的安全事故是十分严重的，后果也是不堪设想的。钢结构施工是土木工程施工中的建筑主体部分，保证钢结构施工的质量，对建筑整体的安全性以及稳定性都有着十分有利的作用。所以，一定要不断将钢结构施工的重视力度提高起来，对工程施工中的质量安全做好监督和管理工作。第一，施工单位需要组织施工人员参加安全教育以及技术培训相关活动，不断提高施工现场工作人员的技术水平以及安全责任意识，施工单位需要在施工现场配备防护网等安全用具，对施工人员的安全技术操作进行一定程度上的规范化处理，要求施工现场的所有工作人员都必须佩戴安全帽，这样才能做好施工现场的基本安全管控工作。第二，不断提高工程施工的质量。这一点要求施工现场的监督管理人员一定要对施工现场进行不定期的巡视工作，还要在一定程度上对工程施工的进度以及质量及时掌握，让工程中安全事故发生的频率不断降低。