建筑钢结构的施工技术与质量控制策略

2024-07-09胡继远

大众科学 2024年5期

胡继远

摘要：建筑钢结构具有高强度、轻重量、强抗冲击和快速施工的优点，所以在现代化建筑中得到广泛应用。为了确保钢结构施工质量，需不断提升对其技术重视度，加大投入并有效管理，以保证施工质量，同步推动建筑行业稳定发展。基于此，对建筑钢结构的施工技术与质量控制策略进行了深入分析，以提升施工项目的质量，促进建筑业的健康发展。

关键词：建筑钢结构施工技术质量控制建筑业

中图分类号： TU32文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）05-0037-03

Construction Technology and Quality Control Strategies of Building Steel Structures

HU Jiyuan

Changjiang Jinggong Steel Building （Group） Co.， Ltd.， Luan， Anhui Province， 237005 China

Abstract： Building steel structures have the advantages of high strength， light weight， strong impact resistance and fast construction， so they are widely used in modern buildings. In order to ensure the construction quality of steel structures， it is necessary to continuously increase the importance of its technology， increase investment and effec‐tively manage it to ensure construction quality and promote stable the development of the construction industry. Based on this， this article conducts an in-depth analysis of the construction technology and quality control strategy of building steel structures， in order to improve the quality of construction projects and promote the healthy devel‐opment of the construction industry.

Key Words： Building steel structure； Construction technology； Quality Control； Construction industry

1 建筑钢结构施工技术运用价值

1.1 提升建筑工程环保效益

钢结构是建筑业迈向工业化的重要产物，有着高效、高阻等方面的优势，与建筑业的环保需求相符合。此外，钢结构有着非常可靠的工作性能，方便进行回收再利用。因此，运用钢结构对建筑施工可以对建筑项目的环境效益进行提升[1]。

1.2 提升建筑结构的承载能力和延性

钢结构具备高强度、高延展性、轻质以及可靠性的优势。与普通钢筋混凝土结构进行对比，钢结构材料的强度要更高。在建筑中进行应用，可以提升建筑结构的承载能力，减轻结构本身的重量，从而节省建筑材料成本，还可以为建设工程预留出更多的室内空间。钢结构强度以及延展性要高于钢筋混凝土，在建筑工程中对其进行应用，抵抗地震、台风等自然灾害的效果要更好，从而提升建筑的安全性。

2 建筑钢结构的施工技术

2.1 螺栓预埋施工技术

在钢结构施工中，一般选用刚性柱地脚螺栓来连接钢柱底部与钢筋混凝土。当钢柱安装完成后，需要选用柱地脚螺栓固定平面尺寸和标高。因此，在选用柱地脚螺栓时，一定要严格控制预埋中的基础轴线和高程测量原点，保证基线与高程误差尽可能小，并对螺栓进行现场核算和测量。第一次设定预埋坐标后，完成混凝土浇筑，待混凝土完全凝固后，再设定第二次预埋坐标。如果柱螺钉明显移位，请考虑再次插入，如图1所示。

2.2 钢柱施工技术

在钢柱施工过程中，需要明确使用钢柱的具体长度以及取样型号，从而确保使用的钢柱型号能够符合建筑钢结构施工的具体要求。另外，对于不同部位的钢柱需要结合实际开展编号，严格按照相应的编号顺序施工。在钢柱安装阶段，施工技术人员需要对施工过程中的偏差及时纠正，确保钢结构工程的质量[2]。

2.3 全自动焊接控制技术

全自动焊接控制技术综合了计算机控制、机器人技术和传感器技术，旨在实现焊接过程的全面自动化，并达到最高标准的焊缝质量。高精度传感器不仅能够监测基础参数，如温度、电流、电压等，还可以精准检测焊接热影响区的微观结构变化、钢流动和冷却速率等关键因素。通过这种深度监测，可以确保焊接过程中每个环节都能得到最佳控制。通过与先进的计算机控制系统的配合，焊接参数的设定变得更加精确，能够达到毫秒和毫米级别的精度。焊接质量的一致性和稳定性得到了保证，从而有效地降低了人为因素和缺陷引起的风险。机器人焊接技术不仅加快了焊接速度，还能完成复杂空间结构和多角度的焊接任务，确保焊缝的无缺陷结合。此外，焊接机器人在连续作业时，具有更高的稳定性和重复性，显著提升了工作效率[3]。

2.4 三维建模测量技术

三维建模测量技术以先进的三维扫描仪技术为基础，能够在短时间内对建筑现场进行大范围、高精度的扫描，从而生成逼真而精确的三维模型。这些模型不仅是静态的结构表示，而且还包含了丰富的关于材料、结构、负荷等方面的详细信息。设计师和工程师利用这些精确的模型进行各种仿真和分析，以便事先测试和优化实际施工的各种可能性。三维模型还可以准确显示每个钢材的位置、角度和连接方式，从而显著提高施工的准确性。此外，该技术能够实时监控施工过程，实时识别和记录施工与模型的差异，并及时提出相应的调整建议，以确保每一步施工都与设计完美匹配，大幅提升了施工效率，同时减少了因后期修正而导致的成本和风险。而基于三维模型的可视化特性为施工人员提供了直观、立体的参考，使施工人员能够快速理解和掌握复杂的施工内容，并降低了施工误差。

2.5 螺栓连接技术

螺栓连接作业可分为普通螺栓和高强螺栓两种类型。根据螺栓受力情况，可以将其划分为抗剪、抗拉和抗剪抗拉混合螺栓连接。无论是在施工还是设计过程中，螺栓都需要承受一定的荷载。因此，必须确保母材与螺栓的连接性良好。使用螺栓时需注意其存在缺陷，如对孔壁破坏性和抗碱螺栓使用需剪断的问题。在钢结构安装中，应根据相应标准和顺序，控制螺栓与孔的衔接性以确保连接效果。同时，应严格控制螺栓紧固件的质量，以保证高强度螺栓的连接效果。

2.6 吊装技术

在吊装时，首先要测试机械设备的性能，检查原材料的质量，结合施工现场的环境，将吊装设备放置在规定的范围内，有效减少事故发生的概率。在开展吊装作业时，需要做好相应的防护措施，提升施工效率以及质量。对预埋件安装时，也需要对预埋件的位置进行严格控制，确保预埋线与中心线保持一致性，确保安装的质量。在对预埋紧固件准备时，需要对位置精度进行了解，确保后续施工的顺利进行。最后，需要重视对地面区域垃圾以及钢结构进行清理[4]。

2.7 钢结构除锈与涂装

在进行钢结构的防锈喷涂处理时，工作人员必须认真检查各个环节，确保每个钢结构表面都得到了涂装处理。首先，需要根据设计标准检验钢结构的反射情况，并对除锈涂装材料的合格证、消防证等进行严格审查。其次，在进行操作前需处理表面的灰尘、油脂等，并确保环境温湿度符合操作要求。应严格遵守喷涂时间和涂装厚度的规定。若涂层出现破损，务必认真修补，以确保附着性符合要求。最后，对整体外观进行检查，确保涂装缓解符合建造标准。

3 建筑钢结构质量控制的措施

3.1 钢构件的质量验收控制

在对钢结构施工质量进行验收时，应提前制订详细的计划，安排专业人员进行现场验收。要按计划严格检查施工现场的各个零部件，包括型号、数量、合格证、验收证书等。为了确保钢结构的质量，工作人员需要验证原材料证书、合格报告和审查表等相关资料。如果只有复印件而没有原件，必须进一步核实并确认制造商的标志，并标记其存放位置。只有在确认无误后方可进行安装和使用。

3.2 控制钢结构主体工程的质量

工作人员应仔细检查钢柱的厚度和角度以及梁的角度和平整度等指标。只有在管理人员的确认下，通过所有指标检查后才能进行安装操作。安装完毕并经验收合格后，可进行混凝土浇筑工作。在钢结构进行施工时，主要是使用螺栓进行连接，无论是普通螺栓还是高强螺栓，工作人员都应仔细检查相关指标。

4 建筑钢结构施工技术与质量控制的发展趋势

4.1 智能化施工与数字化管理的应用

利用物联网、人工智能、大数据等先进技术，来实现施工过程的自动化和智能化。具体应用包括智能施工机械、无人驾驶施工车辆以及3D打印等。智能施工机械和无人驾驶施工车辆能够提升施工效率和质量，同时降低人力成本。而3D打印技术则可以快速、准确地制造钢结构，甚至可以制造出传统施工方法难以实现的复杂结构。数字化管理是利用数字化技术对工程管理进行操作，包括工程进度、质量和成本等方面的管理。具体应用领域包括建筑信息模型（BIM）和数字孪生等技术。BIM技术能够将建筑各个环节统一整合，实现对建筑全生命周期的管理。BIM技术可以实时监控和预测施工进度、质量和成本等，提高管理效率。数字孪生技术将实物模型与数字模型结合，实时反映实物模型的状态和性能。在施工过程中，利用数字孪生技术进行实时监控和预警，及早发现潜在问题。

4.2 新型材料与新技术对施工和质量控制的影响

4.2.1 新型材料

第一，高性能钢材。这些钢材具备更高的强度和韧性，可以增强建筑物的稳固性，但同时也对设计和施工提出更高的要求。高性能钢材对于提高质量控制标准有积极意义，同时对于焊接和螺栓连接等施工过程也提出更严格的要求。第二，耐腐蚀材料如耐腐蚀钢材和保护涂层，可以有效抵御环境对钢结构的腐蚀，从而延长其使用寿命并降低维护成本[5]。第三，新环保材料，如可再生钢材和可生物降解涂层。新环保材料能够降低建筑施工对环境的影响。

4.2.2 新技术

第一，预制构件和模块化施工。在工厂中预先制造部分或全部的钢结构构件，从而提高施工效率、减少施工现场的混乱和污染，并改进施工质量控制。第二，通过使用3D打印技术，可以制造精确的复杂钢结构构件，从而提升施工精度，并使设计和施工更具灵活性。第三，智能化施工和数字化管理已被证明能够提高施工效率，增强质量控制，并降低施工风险。