钢结构施工工艺优化研究

肖飞 廉德广 王海洲

【摘  要】本文首先阐述了建筑钢结构特点，接着分析了房屋钢结构施工工艺。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

【关键词】钢结构施工;工艺优化

引言

随着我国经济建设的快速发展，高层建筑逐渐增多，在一定程度上缓解了城市用地紧张的问题。钢结构施工作为高层建筑施工中的重要组成，其作业质量直接关系到整个工程的建设效果。但由于钢结构施工在国内起步较晚，因而在具体施工过程中技术方面仍存在不足之处，要求工程人员深化对应用技术的研究，不断提升高层建筑钢结构施工质量及效率。

1 建筑钢结构特点

与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构应用到的材料主要为钢材，钢材密度远远小于混凝土密度，因而钢结构重量较轻。根据有关数据显示，钢结构自重仅为混凝土结构重量的50%左右。且钢材具有较好的韧性及可塑性，钢结构在延性方面表现更加突出，如若出现局部超载情况，钢结构建筑也难以遭到结构性的破坏，兼具良好的抗震及抗风能力。钢结构拆除后，剩余的钢材能够加以循环利用，降低了对生态环境的污染，符合当前我国可持续发展的生态理念。但钢结构也具有一定的弊端，例如防火性能差，这是由于钢材熔点较低，一旦火灾出现，温度上升至某数值后，钢材强度明显降低。且钢结构耐腐蚀性较差，尤其是当外界环境空气湿度大、存有腐蚀性介质时，钢材腐蚀速度更是快速提升。

2 房屋钢结构施工工艺

2.1 高强度螺栓联动技术和施工技术

因为高强度螺栓具有可拆卸、可互换、结构性能好、接头刚度好、承载能力强、传力均匀、结构安全、抗疲劳强度高等特点，已广泛应用于我国目前的钢结构建设。简而言之，高强度螺钉有两种连接方式：压力连接和摩擦连接。然而，由于连接方法本身的限制，房屋的钢结构主要应用摩擦连接的方式。摩擦连接意味着在拧紧螺母之后，螺栓杆产生强大的拉力，并且连接元件会产生相互的抗滑力，作为负载能力的极限状态。设计包括摩擦表面处理、安装、螺栓连接、检查等。在构建此过程时要注意以下几点：首先，螺栓应妥善储存，不得潮湿和锈蚀，螺栓钢板应按照规定的工艺进行处理，以达到结构的摩擦系数。其次是高强度螺栓可以自由插入孔中。严禁按压或拧入，以便螺钉产生压缩力。接头处的高强度螺栓应从螺栓组的中心逐个安装。当接头用螺栓和焊接时，它们必须在设计规则中才能执行。如果没有设计规则，必须首先焊接接头然后焊接其他部分。

2.2 房屋钢结构的焊接

对于在钢结构中使用焊接技术至关重要，由于房屋钢结构的钢材通常具有高强度的特点，焊接性能差。并且连接形式复杂，焊缝通常半穿透甚至完全穿透，因此需要进行大量的焊接工作。普通钢结构我们使用焊接工艺，如气体保护焊、电渣焊和自动埋弧焊。以下是不同焊接工艺设计过程的要点。

2.2.1 CO2惰性气体保护焊要点注意

施工过程前要进行焊接参数的选择、焊丝的选择以及电弧电压和电流的选择。电流要根据工件厚度、焊接位置和焊丝直径，进行形状的选择，电弧电压的选择应合理选择电流，不同焊接方法适用于不同位置。左焊接方法适用于平焊，使焊缝和熔池清晰可见，焊缝可以控制。在水平焊接中，主要采用右手焊接方法。

2.2.2 电渣焊的程序

電渣焊是自动焊接，对用户的高强度结构钢在垂直位置对接焊接。在操作中，必须首先选择焊接的电流和电压。根据计算公式选择计算的电流，电压与熔体的熔体宽度成比例。电弧阶段的电压更高，焊接过程可能需要随时调整张力。其次焊接速度应适当控制（在1.5至3米/小时的范围内），焊丝进给速度应在200至300米/小时的范围内。最佳的炉渣生产过程应为200米/秒。同时还必须仔细检查焊接接头的热状态，以正确设置焊接工艺参数。如果发现板很薄，则应在水冷装置上设置合适的焊缝。

2.2.3 自动埋弧焊

该技术自设计以来，由于焊接速度快、穿透深度大、热影响区小、焊接质量稳定、焊接质量高等特点得到了广泛的应用和推广，自动埋弧焊常用于厚板的规则平整度焊接。在形变、焊接长对接焊缝和角焊缝方面具有很好的控制。首先，可根据钢结构房屋的设计和施工规范选择焊丝。其次，要合理选择焊丝数量、进行双丝焊接，可获得大量沉积金属。同时焊接变形小，焊接速度可以提高。再次在不能使用衬里热量的焊缝中，可以用手密封地板，然后浸没电弧焊。对于较厚的钢板，可以使用多层焊接。

2.3 钢柱和钢梁、钢桁施工工艺分析

2.3.1 钢柱安装

在安装钢柱之前，构造函数应重新检查柱高和轴。如果故障超过设计规范范围，应立即纠正，安装后钢梯应安装在地面上。为了促进施工工作，柱子两端的钢柱技术、上部钢柱和下部钢柱顶部必须建立一些临时附着的优质接头。保持中心线对齐，螺栓和连接板用于临时固定。当钢柱对接且移除时没有质量问题时，要切断耳板，通常在两个点选择进行钢柱提升并按照设计高度施工，一般选择在12楼或以上。高度钢柱第一段的下部应按照建筑工程测量安装。钢柱各部分的累积尺寸总和应等于设计要求的总尺寸。由每根柱的接头引起的收缩变形和由垂直载荷引起的压缩变形，应该加到钢柱的每个部分的长度上。无论安装方法如何，这都应该在转弯和卸载过程中得到充分反映，并且应该使用总体设计要求。

2.3.2 钢梁和钢桁的安装

安装前，仔细检查钢柱上的连接器或混凝土芯管壁上的嵌入部分。一般的初步试验包括：检查连接器的平面度、摩擦面和螺孔、嵌入式部件的位置、平整度和清洁度。在提升之前，必须安装梁表面的扶手。通常，扶手的高度为1米，要沿着梁的长度确定，因此在高处工作时要设置施工通道。安装钢梁、钢柱和钢桁时，需要在两点进行吊装。提升钢梁和钢桁的方法主要分为三种方法：捆扎法、梁山套钢提升法和工具除尘方法。

结束语

房屋钢结构施工过程复杂、施工工艺难，且要求严格。因此要在施工前，制定详尽的规划，科学组织施工，积极开展施工监理，积累成功的施工经验，不断提高钢结构施工技术，促进我国钢结构建筑的可持续发展。

参考文献：

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[2]龙伟，魏波，罗林.钢结构施工工艺优化研究[J].四川水力发电.2019（02）

[3]邢建锋.钢结构施工的质量控制[J].工程建设与设计.2018（23）

（作者单位：中国建筑第八工程局有限公司）