对建筑钢结构设计施工与质量控制的分析探讨

文／朱光耀 白晶晶 冯启磊 刘文阳

社会的不断发展进步也促进着建筑水平的提升，而建筑工程中，钢结构建筑工程广受大众喜爱，是现代化建设的标志之一。钢结构的施工材料以型钢、钢板等为主，有着工期短、抗震强、效能好、使用灵活的特点，且对于空气污染和噪音都能有一定的防御作用。钢结构的使用在一定程度上促进了强度高、质量轻的墙体材料的使用与发展。为保证钢结构建筑的安全性，建筑的设计施工与质量控制是建筑施工过程中必须严格重视的环节。本文对建筑钢结构的设计施工进行了分析，并提出了一些质量控制的措施。

一、建筑钢结构设计的主要内容

1.钢结构的细节性设计

建筑钢结构设计中，建筑设计的精细度要求导致整个建筑项目复杂而繁琐，这对于建筑设计来说在建筑钢结构的每个细节都要一一处理到位。钢结构的细节设计同其品质有相当大的联系，建筑物的金属杆件以及各个节点间的连接杆件都会暴露在肉眼可见的视线中，因此完美的细节性设计能提高整个建筑物的美感【1】。

2.钢结构的防火性设计

防火性、耐火性在建筑物中是非常重要的一点。当建筑突发火灾时，钢结构建筑的整体构件温度会随之升高，且钢结构的抗压抗震度以及强度会随之下降，最终可能会导致整个钢结构变形以及结构失稳。因此在钢结构设计中，钢结构建筑中的柱、梁等支撑构件的防火性必须达到最佳才能保障其安全性能，而其途径有耐热性材料喷涂、防火板的包裹等。目前市面上用的最多最广的是防火涂料喷涂技术，由于其使用方便、操作强等特点得到广泛运用。

3.钢结构的防腐性设计

建筑钢结构在使用后，由于长期暴露于空气、自然环境中易受到风、雨等外界因素的响而腐蚀，生锈老化等现象也时常出现，长久以往会导致钢结构的承重力下降以及建筑不美观的结果。因此，钢结构建筑的防腐不容小觑。目前能解决上述问题的是新型的防腐与构造的研发，但其研发的防腐材料的期限仅仅有20年左右，而这对于现今大多数建筑物的50年限的设计来说远远是不够的。

4.钢结构的隔音性设计

现代建筑中，人们的居住体验越来越受到开发商的重视。由于噪音严重影响到建筑的日常使用体验，所以噪音的防治也十分重要。设计者可在建筑物的外墙加混凝土、石膏板墙等隔音材料或者隔音结构，从而有效的做到建筑钢结构的隔音性。

二、建筑钢结构的施工技术分析

1.平面布置与结构选型

建筑钢结构的设计适用于平面分布均匀、规整且起伏较小的建筑平面。若建筑钢结构设计在易出现大幅度扭转以及密度、形状不匀称的平面中运用，会导致建筑物不能达到建筑所规定的质量要求，质量安全隐患增加，使建筑物的使用寿命与价值大大减少。建筑钢结构设计是针对地震荷载和风向荷载，以此达到对水平位移进行控制【2】。因此，建筑钢结构设计时，应将建筑物的抗侧力结构作为设计的重要部分，如楼梯间、电梯间的墙体的抗侧力结构设计。而在设计时，若抗侧力结构为建筑的单元中分户墙体，那说明水平位移的控制的未能到最佳效果。

2.确定柱网

建筑钢结构施工中一个重要的步骤就是确定柱网。建筑施工时是按照平面分割实况，再将截面高度与梁的位置相结合，运用钢梁这种隐蔽的方式来确定柱网。在确定柱网的时，外墙位置之间的柱子的距离是关键点，只要处理好外墙玻璃上皮与沿外墙的钢梁间的高度，即能将柱网确定好了。

3.确定建筑层数与层高

对于高层建筑与超高层建筑来说，防震效果好的钢结构被广泛使用。在小型住宅建筑中，钢结构建筑相较于钢筋混凝土柱、梁虽然断面小，但却用于小型住宅不能发挥其最大价值。因此，钢结构较多的运用于中高层以及多层建筑中。住宅建筑设计中，空间充分利用和自由分割是其遵循的原则，因此墙体设计时需有大开间和大进深，楼板厚度、结构以及质量也具有一定的要求，而用钢量加大会导致震力加大从而是剪力墙的厚、强度以及配筋的情况受到影响。因此，确实建筑的层数和层高必须综合分析建筑结构，从而确保建筑的使用安全系数。

4.变形限值

建筑的抗侧力结构有钢筋混凝土结构和钢结构，根据国家规定，若使用钢桁架为抗侧力结构，就必须增加钢的用量，这在一定程度上增加了工程的造价。因此，将钢筋混凝土结构和钢结构按照一定的比例混合使用，既能在保障地震和风力的情况下钢的稳定性，又能减少工程成本，以保证建筑物的使用。

5.选择结构体系

多层与高层房屋都是采用双重体系。框架柱有钢管、钢骨砼柱以及H型钢柱三种。就抗震性来说，钢的支撑结构比砼剪力墙要好。因此，小高层建筑如需节省钢材，运用钢骨砼柱、钢管砼柱的组合柱比H型钢柱为框架更省材料。

三、建筑钢结构的质量控制的对策

1.熟悉工程的细节与整体

工程实施时图纸是基础，因此技术人员应在施工前充分熟悉图纸并知悉施工计划，有条不紊地完成施工。且技术人员若在施工前发现不合理的图纸设计时，应当及时修改，对于施工过程中可能遇到的问题未雨绸缪，以确保工期的准时完成。

2.原材料的选用

由于原材料的质量关系到整个建筑的施工质量，因此，对于施工的原材料钢结构必须十分严格，且原材料的供应商应选择也十分重要。在施工前期，施工方要对原材料的数量、尺寸等反复检测，以保证其质量完好，从而确保施工的顺利开展。

3.焊接技术的优化

在工人焊接钢筋的过程中，应全面优化焊接钢筋的技术。使用者应根据不同的方案、不同的焊接材料而选择焊接的辅助材料。且在工箱型杆件要以埋弧自动焊接的形式，从而提高施工的质量和钢筋安装的速度【3】。

4.钢结构基础和主体工程的质量控制

钢构件最终安装时，要确认梁、柱下的垫铁平整紧实，柱子必须垂直于垫铁，且螺栓必须拧牢。安装中需确保板叠与地面接触的平整度于75%以上。确认把控过后才能保证施工没有问题的出现。

总结：

钢构件最终安装时，要确认梁、柱下的垫铁平整紧实，柱子必须垂直于垫铁，且螺栓必须拧牢。安装中需确保板叠与地面接触的平整度于75%以上。在一步一步确认把控过后才能保证施工没有问题的出现。