浅析如何进行钢结构工程的安装

谢吉贤

（博思格建筑钢结构（广州）有限公司，广东 广州 510530）

浅析如何进行钢结构工程的安装

谢吉贤

（博思格建筑钢结构（广州）有限公司，广东 广州 510530）

在建筑工程施工中，如何对经常使用的钢结构进行安装使用成为了工作人员所关注的问题。本文详细阐述了钢结构工程中的构件连接，并分析了压型钢板的安装。

钢结构工程；安装

钢结构是指结构体系中主要受力构件由钢材做成的房屋建筑，其具备以下优点：强度高、韧性好、质量轻、材料均匀、抗震性强、节能环保好、钢材耐热性好，但是同时也具有耐火性差、钢材耐腐蚀性差等缺点。

钢结构安装时多采用综合法，其顺序一般是平面内从中间的一个节间 (如标准节间框架)开始，以一个节间的柱网为一个单元，先安装柱，再安装梁，然后往四周扩展；垂直方向自上而下，组成稳定结构后分层安装次要构件，一节一节间地完成，以便消除安装误差累积和焊接变形，使误差降低到最小限度。在起重机起重能力允许的情况下，为减少高空作业、确定安装质量、减少吊装次数，应尽量在地面组拼好，一次吊装就位。

1 构件连接

钢柱之间常用坡口焊接连接；主梁与钢柱的连接。一般上、下翼缘用坡口焊连接，而腹板用高强螺栓连接；次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在上、下翼缘处用坡口焊连接。柱与梁的焊接顺序是先焊接顶部柱、梁的节点，再焊接底部柱、梁的节点，最后焊接中间部分的柱、梁节点。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；工字形构件的紧固顺序是上翼缘——下翼缘——腹板；同一节柱上各部梁柱节点的紧固顺序是柱子上部的梁柱节点——柱子下部的梁柱节点——柱子中部的梁柱节点；每一节安设紧固高强螺栓的顺序是摩擦面处理——检查安装连接板——临时螺栓连接——高强螺栓连接紧固——初拧——终拧。

高强度螺栓紧固一般应分两次进行。第一次为初拧，第二次为终拧。由于接头板材一般总有些翘曲和不平，板层之间不密贴。当一个接头有两个以上螺栓时，先紧固的螺栓就有一部分预拉力损耗在钢板的变形上，当邻近螺栓拧紧板缝消失后，其预拉力就会松弛。为减少这种损失，使接头中各螺栓受力均匀，一般规定高强度螺栓紧固至少分两次进行。对大型螺栓群接头还需增加一次复拧，初拧和复拧扭矩原则上可为终拧扭矩的50%左右。

高强度螺栓的紧固应按一定的顺序进行，这是因为由于连接板的翘曲不平等变形随意紧固或一端或两端开始紧固，会使接头产生附加内力，也可能造成摩擦面空鼓，影响摩擦传力。螺栓的紧固顺序总的原则应该是从接头刚度较大的部位向约束较小的方向顺序进行。

高强度螺栓连接中，摩擦面的状态对连接接头的抗滑移承载力有很大的影响，因此，摩擦面必须进行处理，常见的处理方法如下：

(1)喷砂或喷丸处理。砂粒粒径为1.2～1.4mm，喷射时间为1～2min，喷射风压为0.5Pa，处理完表面粗糙度可达45～50μm。

(2)喷砂后生赤锈处理。喷砂后放露天生锈60～90d，表面粗糙度可达到55μm，安装前，应对表面清除浮锈。

(3)喷砂后涂无机富锌漆处理。该处理是为了防锈，一般要求涂层厚度为0.6～0.8μm。

(4)砂轮打磨。使用粗砂轮沿与受力方面垂直打磨，打磨后置于露天生锈效果更好。表面粗糙度可达55μm以上，但离散性较大。

(5)手工钢丝刷清理。使用钢丝刷将钢材表面的氧化铁皮等污物清理干净，该处理比较简便，但抗滑移系数较低，适用于次要结构和构件。

高强度螺栓连接中，因板厚公差、制造偏差及安装偏差等原因，接头摩擦面间会产生间隙。当摩擦面间有间隙时，有间隙一侧的螺栓紧固力就有一部分以剪力形式通过拼接板传向较厚一侧，结果使有间隙一侧摩擦面间正压力减少，摩擦承载力降低，或者说有间隙的摩擦面其抗滑移系数降低。因此，在实际工程中，一般规定高强度螺栓连接接头板缝间隙采用下列方法处理：

(1)当间隙不大于1mm时，可不做处理。

(2)当间隙在1～3mm时，将厚板一侧削成1：10缓坡过渡，在这种情况下，也可以加填板处理。

(3)当间隙大于3mm时，应加填板处理，填板材质及摩擦面应与构件做同样级别的处理。

2 压型钢板安装

建筑钢结构的楼盖一般多采用压型钢板与现浇钢筋混凝土叠合层组合而成，它既是楼盖的永久性支承模板，又与现浇层共同工作，是建筑物的永久组成部分。

压型钢板分为开口式和封闭式两种。开口式分为无痕 (上翼加焊剪力钢筋)、带压痕(带加劲肋、上翼压痕、腹板压痕)、带加劲肋三种。封闭式分为无痕、带压痕(在上翼缘)、带加劲肋和端头锚固等几种形式，其配件有抗剪连接件，包括栓钉、槽钢和弯筋、栓钉和弯筋，栓钉的端部镶嵌脱氧和稳弧焊剂，其用钢的机械性能及抗拉强度设计值。压型钢板的配件包括堵头板和封边板。

(1)压型钢板安装

压型钢板安装时其工序问的流程如下：

钢结构主体验收合格——打设支顶桁架——压型钢板安装焊接——栓钉焊接——封板焊接——交验后设备管道、电路线路施工，钢筋绑扎——混凝土浇筑。

其施工要点如下：

①压型钢板在装、卸、安装中严禁用钢丝绳捆绑直接起吊；运输及堆放应有足够的支点，以防变形；铺设前，应将弯曲变形者矫正好；钢梁顶面要保持清洁，严防潮湿及涂刷油漆。

②下料、切孔采用等离子弧切割机操作，严禁用乙炔氧气切割；大孔四周应补强。

③需支搭临时的支顶架，由施工设计确定，待混凝土达到一定强度后方可拆除。

④压型钢板按图纸放线安装、调直、压实并对称电焊，要求波纹对直，以便钢筋在波内通过，并要求与梁搭接在凹槽处，以便施焊。

(2)栓钉焊接

将每个焊接栓钉配用耐热的陶瓷电弧保护罩用焊钉焊机的焊枪顶住，采用自动定时的电孤焊到钢结构上。栓钉焊分栓钉直接焊在工件上的普通栓钉焊和穿透栓钉焊两种，后者是栓钉在引弧后先熔穿具有一定厚度的薄钢板，然后再与工件熔成一体，其对瓷环强度及热冲击性能要求较高。焊接瓷环是栓钉焊一次性辅助材料，其作用是熔化金属成型，焊水不外溢，起铸模作用；熔化金属与空气隔绝，防止氧化；集中电弧热量并使焊后缓冷；释放焊接中有害气体，屏蔽电弧光与飞溅物；充当临时支架。瓷环产品的质量好坏，直接影响栓钉的质量，故禁止使用受潮瓷环，受潮后，要在250℃温度下焙烘1h，中间放潮气后使用；保护罩或套应保持干燥，无开裂现象。

焊钉应具有材料质量证明书，规格尺寸应符合要求，表面无有害皱皮、毛刺、微观裂纹、扭歪、弯曲、油垢、铁锈等，但栓钉头部的径向裂纹和开裂如不超过周边至钉体距离的一半，则可以使用；下雨、雪时不能在露天焊。平焊时，被焊构件的倾斜度不能超过15°。

每日或每班施焊前，应先焊两只焊钉作目检和弯曲30°的试验；当母材温度在0℃以下时，每焊100只焊钉，还应增加一只焊钉试验，在-18℃以下时，则不能焊接。如果从受拉构件上去掉不合格的焊钉，则去掉部位处应打磨光洁和平整；如果去掉焊钉处的母材受损，则采用手工焊来填补凹坑。并将焊补表面修平；如果焊钉的挤出焊脚未达到360°，允许采用手工焊补焊，补焊的长度应超出缺陷两边各9.5mm。

[1]李国强，方明雾，刘宜靖，陆烨.钢结构住宅体系加气混凝土外墙板抗震性能试验研究[J].土木工程学报，2005.

[2]李世俊(中国钢铁工业协会).中国钢结构用钢情况[A].中国钢结构协会专家委员会第四次工作会议[C].江苏，2005.

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