钢结构住宅的技术性研究

茹兴良　李岗

【摘要】在炼钢水平不断提升的前提下，钢结构住宅建筑逐渐开始成为常见的建筑结构形式，除了跨度较大的大型建筑和临时性建筑以外，一些高层建筑业已经开始采用钢结构进行建筑施工。现本文就主要以某高层住宅建筑为例，来探讨钢结构住宅的施工技术方法。

【关键词】钢结构；箱型柱；型钢；施工技术

某住宅建筑是一座建筑总面积为3.3万平方米的27层建筑，其中地上有26层，地下有1层停车场。其中地上的1-3层是公建部分，4层及以上为居住公寓。公建部分的外窗使用的是无框窗，居住部分的外窗则是使用塑钢窗。在该建筑的设计施工中，并未采用传统的钢筋混凝土结构进行建筑结构施工，而是采用一种新型建筑结构形式——钢结构进行结构施工。其中承重部分的钢结构框架为工厂加工成型的箱形截面柱与H型梁，但楼面仍然是采用现浇混凝土的施工工艺。另外，为了满足外墙保温需求，在屋面采用了PVC卷材和ALC板相结合的方式。在整个建筑结构施工中，最关键的施工环节是承重部分的钢结构施工，其关系着整个建筑的安全与稳定。

一、钢结构制作与加工

本工程中所采用的承重钢结构框架为箱形柱和H型梁，所使用的钢材均为质量合格的型钢。其中箱形柱采用了钢板，H型梁采用了Q345B轧制H型钢。所有的除锈、制作、加工和焊接等工艺都是在工厂车间完成。

1.1箱形柱的制作工艺

箱形柱的制作工艺要点主要包括钢板拼接、划线下料、组装焊接等三部分。其中钢板拼接过程中，为了保证钢板的直线度，技术人员采用了将两块钢板拼接到一起的方式，来达到12m以上的钢板长度要求。而在划线下料则是根据排料图划进行划线，划线的过程中要注意在长度方向留50mm，宽度方向留3mm以便切割。但是为了保证切割质量符合设计要求，还要求每隔5m就要留100mm不进行划线切割，而是等到钢板完全冷却之后，再进行切割。当所有的钢板都切割完成后，就可以进行组装焊接。首先可以利用H型钢当做临时组装平台，再在型钢尚铺设一层焊接衬板，继而在腹板上按要求划好组装线。当然，为了保证组装质量，在组装前还要做好找平工作。在焊接时，无论是哪一个焊接环节，都需要在固定了位置后再进行焊接，以免焊接时钢板发生偏移。箱体的焊接应当进行双面焊接，即当一面焊接完成后，再进行另一面的焊接。

1.2H型梁的制作与连接板的加工

在制作H型梁时，首先要下料，即将Q345B轧制H型钢切割成图纸要求的尺寸大小。继而在切割好的型钢板上进行钻孔。钻孔时要找准位置后，确定其中心和直径的误差在允许范围内。继而再利用高强度螺栓来对摩擦面进行相应的处理，使加工后的钢材表面的粗糙度达到相关要求。

二、钢结构的安装施工

在钢结构的安装施工前，要对所有需要在工厂车间加工完毕的钢材进行质量检测，确保其材质、尺寸、规格、焊接质量等都符合相关要求。继而就需要按照一定的施工流程来进行钢结构的安装施工。具体安装施工流程如下所示：

2.1箱型柱安装

在实际的施工过程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采购②加工③运输④吊装⑤连接。所以，在刷防锈油漆前，我们应把钢结构表面的铁锈、油污等清除掉。注意，机械除锈达到Sa2，手工除锈达到St2。在此工程四层以下裙楼立柱是四十八根，主楼立柱是三十七根。截面的形状应该是箱形。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。立柱单根（其最大设计重量为三点五吨，最小设计重量为一点八八吨）最长是十二点五米，最短的是四点五米。吊装顺序的基本思路是从中心向四周拓展，进而确保框架在安装时的对称以及牢固。

2.2钢梁安装

对于安装钢梁，我们可以将其分为主梁（其材质是Q345B轧制H型钢）安装，次梁安装以及外挑梁安装。同时要注意，在立柱形成单元后，主梁要使用捆绑串吊施工，依据此工程的设计要求吊装的数量应在两到四根。因为空间与接点的现实情况，次梁与剪力墙框架梁通常使用单根吊装。

2.3高强螺栓安装

在当前的建筑钢结构连接方法中，高强螺栓可以说是最先进的。高强螺栓的特征有以下三点：①可以拆换。②方便施工。③传力平均。在此工程的设计方案中，高强螺栓使用的是摩擦型连接。紧固的方法是我们使用专用的棘轮扳手与扭矩扳手在经过初拧与终拧之后完成。

2.4栓钉焊接

在高层钢结构施工环节中，栓钉焊接是不可或缺的。我们通常看到两种方式栓钉焊接：①直接的焊接在钢梁上。②在穿过压型钢板后焊接在钢梁上。此工程使用的方式是第一种。

三、混凝土施工

在本工程中，混凝土部分主要有两个部分：①现浇混凝土楼面。②核心筒筒壁。混凝土主要通过砼泵竖向运输。依据工程的结构特点，楼面模板支撑方案使用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢，并在其上放置竹胶板和钢筋。箱型柱内浇混凝土所使用的方法是借助泵的压力把混凝土从下往上压入箱型柱，即顶升法。在未混凝土顶升时，对顶升入口处的管壁，要与设计方做出具体的验算，来保证顶升压力保持在规定的强度之内。

四、外墙板安裝

我们使用的外墙板是厚为一百七十五毫米的 ALC板。这种板全部是在工厂生产，然后运输到施工现场吊装的，使用的吊装设备是塔吊。TU平板4600多块，TU艺术板5180块。施工过程要依据厂商提供的施工图纸，楼面的通长角钢用墙板内侧膨胀螺栓固定并与ALC板上的专用联结杆连接。采用嵌缝砂浆和密封胶对缝隙进行密封。

五、内墙板安装

在安装内墙板时，我们使用的都是C型厚度是125的ALC板。这种板都是在工厂加工生产，再运输到现场进行安装。由于其操作简单，因此不会受到天气等的约束及影响。卫生间等部位的墙板我们使用的是特别的PVC密封胶。安装内墙大体上和安装外墙是相同的。

六、钢结构住宅施工的优点

最初在设计钢结构高层住宅建筑施工方案时，有人提出这种结构的强度很难支撑高层建筑的荷载，因而认为是不可行的。但是进过实践证明，采用箱型混凝土柱和H型梁作为钢结构建筑的主要承重结构，并对电梯、楼梯等位置进行钢筋混凝土结构施工，以作为建筑的剪力墙抗侧力结构，完全可以满足建筑的各种力学设计要求。并且这种施工方式还具有较好的抗震性能、较强的承载能力和较大的变形能力。另外，钢结构住宅建筑施工工程量较小，劳动强度小，工期短，是一种具有很大可行性和可靠性的新型建筑结构形式，具有一些传统建筑结构所没有的应用优势。

七、结束语

综上所述，只要能够结合建筑特点合理设计箱形柱和型钢梁，使梁柱等承重结构的力学性能达到相关要求，就能够保证钢结构的结构稳定性与安全性。这种施工简便快速的建筑结构施工技术在现代社会中必将拥有更大的发展空间。

参考文献

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[2] 贾宝钧. 钢结构住宅施工过程[J]. 中国住宅设施. 2007（09）