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钢结构施工技术论文

钢结构施工技术论文

　　随着建筑行业的不断发展，钢结构的造型及结构形式越来越复杂，钢结构的方案设计及工程质量直接影响着建筑结构及使用安全。

　　本文从钢结构的特点及选材入手，论述了钢结构施工技术。

　　【关键词】钢结构;施工;技术;质量控制一、钢结构的特点1.钢结构的特点在施工时间方面：

用于施工的钢结构构件可以是工厂化生产、工业化程度高，现场安装快捷，大大缩短施工的时间;在施工空间方面：

钢材抗压、抗侧弯强度大，一般钢材的性能均为混凝土的1.5倍，特别是其抗拉、弯性能远优于混凝土结构。

　　因此在等同强度的条件下可以缩小截面从而增大了有效的空间;在利用率方面：

钢结构建筑的施工材料可以实现再生利用，这样就减少了大量的建筑垃圾，符合环保建筑施工和可持续发展的要求。

　　此外钢结构抗震性能优良，又有柔性结构、自重轻，能有效地降低地震及灾害的影响程度，可大大提高住宅的安全性。

　　2.钢结构的不足耐火性差：

钢材的导热系数远远大于钢筋混凝土的导热系数，其耐火性能也远远差于混凝土结构，当在温度达150℃以上时，钢结构需要加隔热层加以保护当温度达到600℃时，钢结构就会基本丧失其全部的强度和刚度。

　　因此在钢结构建筑中抗火被看成重要一环;耐腐蚀性差：

由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合会生成氧化铁锈，锈蚀能够引起应力集中，从而危害钢结构建筑的使用安全，使钢结构建筑寿命减短，因此对钢结构建筑进行有效的防腐措施才能确保其使用时间。

　　钢材表面质量在符合国家现行有关标准规定的基础上，还应符合以下规定：

当钢材表面有锈蚀、麻点等缺陷时，缺陷深度不能大于该钢材厚度负偏差值的1/2。

　　二、钢结构施工技术1.钢结构稳定性设计的原则为了凸显钢结构的优势，必须做好钢结构体系以及组成部分的稳定性工作。

　　现在钢结构的设计大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架。

　　我们要使得这些平面结构不发生平面外失稳，需要从结构整体布局来解决，可以增加必要的支撑构件等。

　　要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致。

　　2.钢结构制造技术对于高层建筑的柱和梁，由于是主要承力构件，其结构制造的几何精度将直接影响到安装精度和承载状况。

　　特别是柱与柱的连结节点，目前大多设计采用非对称V型坡口全焊结构、接触和摩擦共同传力的栓焊结构形式。

　　柱与梁连结节点采用单面V型坡口加钢衬垫全焊形式和腹板栓接，翼缘焊接的栓焊结构。

　　其中栓接螺栓大多采用高强度螺栓，栓接面需进行喷铝或无机富锌防锈防滑漆进行处理，出厂前抗滑移系数≥0.5。

（1）焊接工艺评定实验对于不同材质、板厚，特别是屈服强度大于420MPa的高强度钢（如国家体育场“鸟巢），必须根据不同接头形式，确定坡口尺寸和焊接工艺参数进行实验，并对接头焊接试件进行机械性能、弯曲、夏比冲击等检验，达到设计规范要求后，方可进行工厂批量生产。

　　对于高层建筑的箱形或工型立柱，就显得尤为重要。

　　为保证立柱端面尺寸精度，常对隔板或腹板进行机加工或采用精密切割技术，保证其几何尺寸误差控制在±0.5mm或±1mm以内。

　　同时为减少变形，采用自约束和外力夹紧的它约束方式，满足拼装间隙控制在0.5mm以内。

　　（3）钢结构工程的焊接技术钢结构焊接目前大量采用小线能量的CO2气体保护焊，CO2不能低于99.5%，含水量要小于0.05%，其目的就是减小焊接热量产生结构变形，保证钢结构构件的几何精度。

　　同时为提高焊接效率，对于箱形或工型杆件大量采用埋弧自动焊工艺。

　　同时为确保焊接质量，对施工过程的焊材管理提出以下要求：

（a）焊材要求焊材（焊条、焊丝、焊剂）必须具有质量合格证明，并且在有效期内方可使用。

　　现场设专用焊材存放室，并保持室内干燥、整洁，存放在室内的焊材，必须按种类、型号、规格严格区分，并做好明显的标记，严禁乱堆乱放。

　　对于受潮、药皮褪色、脱落、焊芯有锈蚀的焊条不准使用。

　　（b）焊材的烘烤和发放为避免焊条药皮因温度陡降或剧升而开裂，烘箱的升温与降温应缓慢，不允许往正处于高温的烘箱内放入或取出焊条，应待焊条烘烤符合要求并降至保温温度后方可取出使用;从烘干箱内取出的焊条，应盛装在保温筒内，数量应根据实际施焊需要而定;从烘干箱内取出的焊条应在四小时内用完，剩余焊条需重新烘烤。

　　重新烘烤次数不能超过两次。

　　（c）对焊材烘烤人员的要求①焊条烘烤员应能区分不同型号、规格的焊条，熟悉各种焊条烘烤温度和恒温时间，熟练操作焊条烘烤设备。

　　③负责焊条的领取、发放和回收，并做好焊条发放和回收记录、烘烤记录和环境监测记录。

　　（4）钢结构的精确制孔技术根据规范要求，任意两孔间距允许偏差为±1.0mm（≤500mm）;相邻两组的端孔间距离允许偏差为±1.5mm（≤500mm），因此，为保证孔群的位置精度，工艺上常采用精确划线，卡钻孔模具进行钻孔工艺。

　　划线时充分考虑工厂制造与现场安装时的温度差异，采用温度补偿技术，满足孔群精度要求，并确保现场安装符合设计的需要。

　　3.安装质量控制钢柱垂直度控制：

做好各个首吊节间钢柱的垂直度控制;钢柱校正在初拧前用长水平尺粗略控制垂直度，待形成框架后进行精确校正;焊接后进行复测，并与终拧测量结果作比较，以此作为下一步施工的依据。

　　标高控制：

高层的竖向传递采用钢尺，通过预留孔向上量测，每层传递的高程要进行联测，相对误差应小于2mm;确定各层柱底标高50cm线及梁标高10cm线，通过控制柱底标高来控制柱顶及梁标高。

　　在每6～9层高度要进行绝对标高的复核，采用全站仪从±0・00向上进行已安装构件标高的复核，有较大误差时应分析原因加以调整。

　　工程按最高建筑物整体垂直偏差不超过25～30mm精度要求进行控制（规范值为H/2500+10，且≤50mm）。

　　三、结束语钢结构因具有自重轻、强度高、工业化程度高等优点，在建筑工程中得到了广泛的应用。

　　相信通过加强对结构的整体稳定、局部稳定以及平面外稳定的设计，克服结构设计缺陷，加强制造过程的有效控制，强化监理监管职能，其工程质量、安全、工期等得以保证。

　　在钢结构被广泛应用的今天，研究和掌握钢结构工程施工技术和相关知识，并运用到实际工程建设之中，对当前整个建筑行业的发展和壮大，都起到了极为重要的推动作用。

　　关键字：

钢结构;施工技术随着钢结构在我国建筑行业的蓬勃发展，涌现出了一大批以钢结构为主体的施工建筑，例如东方明珠电视塔（高468米）、上海环球金融中心（高460米）、央视新台址（高230米）等，都成为了所在城市的地标性建筑，见证和展示了我国经济与科技的蓬勃发展。

　　本文结合建筑工程实际，就钢结构施工技术方面的重点与要点进行了简要分析和探讨。

　　一、单层钢结构安装工程施工技术

　　2、施工技术要点

（1）钢柱的安装设置标高观测点和中心线标准，标高观测点的设置应与牛腿支撑面为基准，为便于观察，无牛腿柱应以柱顶端与桁架连接的最后一个安装孔中心为基准;中心线标志应符合相应规定;多节柱安装时，宜将柱组装后再整体吊装;钢柱吊装后应进行调整，如阳光侧面照射和温差等引起的偏差柱子安装后允许偏差应符合相应规定;对于长细比较大的构件，吊装前应增加临时补强措施，如三角（梯形）屋架下弦杆的抗压稳定补强，吊装后应及时增加侧向稳定措施，如柱子、屋架的侧向支撑;吊车梁和屋架安装后，进行总体水平、标高调整，然后再进行固定连接。

（2）吊车梁的安装应在柱子第一次校正的柱间支撑安装后进行，安装顺序从有柱间支撑的跨间开始，吊装后的吊车梁应进行临时固定;吊车梁的校正应在屋面系统构件安装并永久连接后进行，其允许偏差应符合相应规定;吊车梁标高的校正可通过调整柱底板下调位螺母或垫板厚度进行，必要时亦可在吊车梁与牛腿间增加垫板方式进行调整;吊车梁与辅助桁架的安装应采用拼装后整体吊装，其侧向弯曲、扭曲和垂直度应符合规定;吊车梁下翼缘与柱牛腿的连接应符合相应规定。

　　1、安装前的准备工作检查并标注定位轴线及标高的位置;检查钢柱基础，包括基础的中心线、标高、地脚螺栓等;安排钢构件在现场的堆放位置;选择起重机械;选择吊装方法;轴线、标高、螺栓允许偏差应符合相应规定。

　　2、施工技术要点

（1）钢结构的安装和校正①钢柱的吊装和校正钢柱吊装：

应选用单机抬吊（旋转法）或双机台吊（递送法），并做好相应的保护。

　　钢柱吊装时，可采用增加吊装孔或是临时吊耳的方式进行。

　　单点起吊构件，应验算吊装孔或吊耳的强度;多点起吊的构件，还应验算构件在横向自重力和吊装力作用下的构件整体稳定性。

　　钢柱校正：

应对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初步检验，柱间的间距使用液压千斤顶、钢楔和钢丝绳进行校正。

　　②钢梁的吊装与校正钢梁吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子之间的间隔距离，并在梁上装好扶手和扶手绳，以便于等主梁吊装就位以后，将扶手绳与钢柱系牢，用以保证施工人员的安全。

　　钢梁一般可以在钢梁增加吊装孔或临时吊耳的方式进行，其位置取决于钢梁的跨度。

　　为了尽量减少高空作业，保证工程质量，并加快吊装的进度，可将梁、柱在地面组装成排架以后再进行整体吊装。

　　钢梁的校正需反复检验，直到符合要求为止。

（2）钢结构构件间的连接与固定。

　　①钢柱间的连接通常是使用全焊接连接或混合连接（翼缘采用坡口焊，腹板采用高强螺栓连接）;主梁与钢柱的连接一般是混合连接。

　　③单节柱范围内楼层梁安装完成后，应先焊接顶层梁，再焊底层粱，最后焊接中间层梁，以使框架稳定。

　　柱节点上左右对称梁应同时施焊，减少变形;而同一根梁的两端不得同时施焊，保护焊缝施焊微涨缩空间。

　　柱与柱对接施焊时，柱两边翼缘应由两名焊工同时焊接。

　　梁节点的焊接应先下翼缘，后上翼缘，以减少角变形。

　　④高强螺栓连接两个连接构件的紧固顺序是先主要构件，后次要构件;同一节点高强螺栓终拧顺序应按规范先中间后两边顺序进行。

　　⑤工字形构件的紧固顺序是上翼缘—下翼缘—腹板。

　　⑥同一节柱上各梁柱节点的紧固顺序是先柱子上部的梁柱节点紧固，然后柱子下部的梁柱节点紧固，最后柱子中部的梁柱节点紧固。

　　三、空间钢结构安装工程施工技术空间钢结构建筑是指空间跨度较大的钢结构建筑，目前在建筑领域主要结构形式有网架、网壳、桁架、门式钢架等结构。

　　本文着重介绍了空间钢网架结构，钢网架结构具有空间受力的特点，它是由多根杆件通过一定的规律进行布置，再通过节点连接而成。

　　网架结构整体性能良好，能够有效的承受各种非对称荷载、动力荷载和集中荷载。

　　它的节点和构件能够定型化，适应于工厂进行成批生产以及现场拼装。

　　钢网架的安装方法通常可以分为两类，一类则是高空就位的散装、分条分块就位组装和高空滑移就位组装等方法;另一类是地面拼装的整体顶升法、整体吊装法和整体提升法。

　　本文将对高空散装法和整体吊装法这两种常用架设施工技术进行重点的分析与探讨。

　　因采用高空散装法施工时，不容易控制轴线和标高，所以还另需采取相应的定位控制措施。

（1）施工特点高空散装法可分为悬挑法和全支架法这两种。

　　悬挑法是将部分网架悬挑，以节省支架的方法;全支架法则是将节点的散件和杆件在支架上进行总拼，或是以一个网格为小拼单位在高空进行总拼。

　　高空散装法的优点是可以使用简易的起重运输设备，甚至不使用起重设备即可完成架设，能够满足运输困难或者起重能力较弱的地区或者山区中;它的缺点是施工现场和高空的作业量较大，并在施工过程中需要大量的支架材料。

（2）支架的设置和沉降量的控制高空散装法的支架必须牢固，通常使用钢管和构件进行搭设，不宜使用木、竹材料，因其易燃而且易变形。

　　在设计时还需对拼装支架的整体稳定、单肢稳定进行验算，并对沉降量、饶度值进行验算。

　　支架的整体沉降量是由杆件的弹性压缩、钢管接头的空隙压缩、地基的沉陷等因素所决定。

　　如地基较软弱，应采取夯实加固的方法，并使用木板铺地以尽量分散支柱传递的集中荷载。

　　通常高空散装法对支架沉降的要求应控制在5毫米以内，在大型网架的架设施工时，还需对支架进行压力试验，以获取相应的资料信息，以方便在施工中对沉降量进行随时调整。

　　（3）拼装的操作高空散装法总的拼装顺序是由建筑物的一端开始进行，并以两个三角形向另一端同时进行推进。

　　当两个三角形相交以后，则按照人字形逐榀向前进行推进，最后在另一端的正中间合拢。

　　每一个榀块体的安装顺序，则是由最初的两个三角形部分由屋脊部分分别向两边进行拼装，当两个三角形相交以后，再由交点同时向两边开始拼装。

（1）施工特点整体吊装法架设网架时，可以采用场外总拼或者就地与柱错位总拼，因此这种方法适用于焊接和连接网架，并且在地面进行总拼，容易保证几何尺寸的准确性和焊接的质量，缺点是施工现场需要较大的起重能力及场地空间。

　　整体吊装法根据所用起重设备和吊装方式的不同，可将其分为起重机抬吊法和桅杆吊装法两类。

（2）空中移位当使用桅杆吊装法时，会出现网架在空中移位的问题，是由于每根桅杆两侧起重滑轮组中所产生的水平分力不等，而推动了网架的移位。

　　吊装时当桅杆各个滑轮组相互平行布置，则网架发生平移;当各个滑轮组处于同一圆周上时，则网架发生旋转。

　　在网架移动时，因钢丝绳的放松，还会出现少量的下降。

　　（3）同步控制网架在整体吊装时，各个吊点应做到同起同落。

　　要求相邻吊点的允许高差为吊点距离的1/400，且应小于100毫米。

　　控制同步的最常用方法为等步法，利用各起重机将网架同时吊升一段距离以后，进行停歇检查，当满足吊平后再吊升一段距离，直到达到设计标高为止。

　　同时，还可以使用自整角机同步指示装置观测提升的差值。

　　总结：

钢结构建筑是我国十五期间的重点推广项目，随着我国建筑行业的发展，钢结构工程必然会得到更大的普及和发展，而合理、科学的钢结构施工技术才是保证整个钢结构工程质量与进度的关键。

　　我们应积极探索和研究钢结构施工技术的改良与优化，并应用到实际工程当中，为我国建筑行业的发展尽自己的一份绵薄之力。