钢结构在建筑工程施工中的应用研究

庄宝洪

摘 要：钢结构具有材质均匀、强度高、可塑性好及韧性佳等特点，应用在建筑工程施工中，有助于提升建筑物整体抗压能力，维护建筑物稳定与安全，提升建筑施工的经济性和环保性。为充分发挥钢结构的优势，结合钢结构的特点与应用优势，探讨钢结构在建筑工程施工中的应用要点，以期为相关施工单位及施工人员提供参考。

关键词：钢结构;建筑工程;预埋螺栓;吊装施工;涂装施工

中图分类号：TU758.11 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）34-00-03

Research on the Application of Steel Structure in Building Engineering Construction

ZHUANG Baohong

（Fujian Yixing Electric Power Design Institute Co.， Ltd.， Quanzhou Fujian 362000）

Abstract： The steel structure has the characteristics of uniform material， high strength， good plasticity， and good toughness， applying it in the construction of building projects will help improve the overall pressure resistance of the building， maintain the stability and safety of the building， and improve the economy and environmental protection of the building construction. In order to give full play to the advantages of steel structure， combin-ing the characteristics and application advantages of steel structure， discusses the key points of the application of steel structure in construction engineering， and provides a certain reference for related construction units and con-struction personnel.

Keywords： steel structure;building engineering;cmbedded screw;hoisting construction;coating construction

钢结构是一种新型建筑工程结构，近年来发展迅速，有广阔的发展前景。与其他建筑结构相比，钢结构具有更强的可塑性、韧性、强度，在施工期间便于控制，并具有良好的环保性。为充分发挥钢结构优势，建筑工程施工单位要充分认识到钢结构的特点及应用的优势，把握好钢结构技术应用要点，包括钢材选择、构件制作、预埋螺栓、吊装施工、构件连接及涂装施工等，以有效保证钢结构施工质量。

1 钢结构的特点与应用优势

1.1 钢结构的特点

在建筑工程施工中，钢结构属于重要的承重结构，主要由轻型钢板等制成梁、横架、柱等构件。和其他结构相比，钢结构具有四大突出特点。

一是材質均匀。相比现浇混凝土结构，钢结构内部具有更高的均匀性，能使其整体性能更稳定，有效减少所承受的外部环境压力，所受局限也更小[1]。

二是具有稳定的力学性能。钢结构材质均匀，使得结构材料具有更好的稳定力学性能。各类钢结构在受力期间基本保持相似的力学性能，所以结构设计中可更便捷、有效地计算材料力学相关参数，使其具有较强的适应性。

三是可塑性好，韧性佳。钢材在建筑工程中属于主要材料之一，其承载力大，主要原因是钢结构本身具有良好的韧性和可塑性。钢结构可分散和减少结构承受的压力，可同步满足建筑物平衡控制要求，减少建筑质量受到的不良影响。

四是钢结构具有较高的强度，并且材料自重较低。和混凝土结构相比，钢结构具有更强的经济性，有利于控制工程造价。

1.2 钢结构的应用优势

目前，钢结构在建筑工程施工中应用较为广泛，并具有突出的应用优势。

一是钢结构的应用有助于提升建筑物整体抗压性能。很多建筑以钢材为主要施工材料，因为钢构件具有较高的稳定性，其强度和柔韧性都较好，可明显提升结构抗压性能。在应用钢结构过程中，大多会选择钢桁架、钢梁等构件，并以铆钉、螺栓等作为连接件，以提升建筑物整体抗压性能，减少各类自然灾害带来的危害。

二是建筑施工中选用钢结构，并将钢结构当作建筑主体，能规避混凝土施工中因管理不到位引发的多种问题，改善建筑质量，使建筑物整体稳定性和安全性更高。

三是工程施工中通过钢结构代替之前的混凝土结构，能使整体结构施工更加方便、快捷，明显降低施工成本，从而提高施工单位整体经济效益。据统计，在建筑工程施工中应用钢结构，可明显缩短施工时间。与传统住宅建造方式相比，可节约1/3的时间。通常，一栋2 000 m的大厦只需要5个工人，在40 d左右即可完成施工，减少施工时间和人工费用。

四是钢结构具有良好的环保优势。钢结构的应用能够在建筑施工全过程实现绿色施工管理，减少对周边环境的危害。同时，钢结构在停止使用后能够回收再利用，符合环保、绿色等建筑理念。因为钢结构的使用可明显减少沙子、石、灰等材料用量，施工所用材料大都为绿色材料，可被降解，拆除建筑时也不会产生突出的污染问题。

2 钢结构在建筑工程施工中的应用要点

2.1 选择钢材并制作构件

建筑工程在施工中应用钢结构时，主要选用强度高、低合金钢材，屈服强度一般大于275 MPa，合金元素质量分数在5%以内，具有理想的可焊性。与普通钢材相比，高强度、低合金钢材因未进行热处理，具有更广泛的应用范围。建筑工程施工中所选钢材的规格和类型均要与国家产品设计规范相符，在入场前需要由专门人员进行严格检验，经检验合格后才能进入施工场地。另外，要合理选择钢材储存方式，考虑运输因素，最大限度地避免钢材出现腐蚀或变形情况。钢构件制作期间，要高度关注搭设尺寸、胎架划线等要求，严格控制好钢构件质量，保证应用中充分发挥构件性能优势。所制作钢构件应具有良好的稳定性，并合理设计长细比参数，确保钢构件具有良好的稳定性。计算期间，要注意钢构件截面中不同方向轴的计算长度差异，根据不同情况进行详细分析[2]。

2.2 预埋螺栓

建筑工程钢结构施工前，预埋螺栓是一项重要工序。此环节施工质量会直接影响后续施工，并关系整体施工质量与安全。对此，施工人员需要全方位、深入地研究施工图纸，结合现场实际情况，明确预埋螺栓具体深度。预埋螺栓期间，要合理确定轴线定位点。完成螺栓预埋工作后，要及时展开浇筑施工，有效确保螺栓预埋深度和具体位置符合预期要求。图1为预埋螺栓现场图。

2.3 吊装施工

钢结构施工期间，为安全、高效地进行吊装工作，防止钢结构焊接时发生变形，应通过钢构件组装成块的形式进行吊装，减少空中吊装和结构焊接工作量。钢结构吊装期间，要对施工现场的多项影响因素进行全面考量，明确吊装顺序和具体分区情况。钢结构吊装之前，要全面检查构件质量，尤其要严格检查钢梁的垂直度和稳定性。如图2 所示，吊装操作一般选择两点法，并应用“三梁一吊”方式，避免出现钢梁扭曲、倾斜等情况[3]。

2.4 构件连接

通常，建筑工程的钢结构构件有两种连接方式，即螺栓连接和焊接连接。其中，焊接连接属于一种局部性的高温加热施工方法。为充分保障焊接质量，要结合实际情况选擇恰当的焊接方式，合理确定焊接顺序，以最大限度减少焊接应力和构件变形情况。焊接施工中，要结合钢材类型、设计图纸等选择合适的焊接气体、焊接材料等，并对操作人员的行为加大管理力度，以防因操作不规范出现焊瘤、未焊透、固体夹杂及裂纹等缺陷。一旦出现相关缺陷，要注意选择合适方式进行处理。例如，在钢构件焊接中，焊接工艺参数错误选择或者操作技术不过关等原因会引发焊瘤问题，可通过磨、铲等形式将多余的堆积金属去除。钢结构选择螺栓连接方式时，通常会使用高强度螺栓和普通螺栓。普通螺栓大多属于永久性的连接螺栓，应用前要进行全方位检查，尤其要检查螺母、螺栓头是否与结构件表面和垫圈保持紧密贴合状态。连接施工中，螺栓一端不能垫两个甚至更多垫圈，且不能将垫圈替换为大螺母。针对关键部位和动荷载区域，所用螺栓要优选弹簧垫圈。另外，螺栓材质和所选规格都要和施工设计规范相符。螺栓施工期间，要注意结合实际情况确定连接方式，主要有T形连接、搭接及平接等。紧固螺栓时，要从中间部位向两侧对称逐序推进。施工中要结合接头的外形确定螺栓紧固标准，可选择锤击法检验螺栓紧固情况。高强度螺栓的连接方式主要有承压连接、张拉连接及摩擦连接等，其中应用最多的是摩擦连接。高强度螺栓施工前要全方位清理接触面，在保证接触摩擦面高度整洁的基础上进行后续施工。同时，施工前要再次核对摩擦面相关参数，如抗滑移系数等，并对扭矩扳手等进行校准，待验收合格后再进行施工[4]。高强度螺栓安装前，要对结合件进行合理校正，并采取有效措施全面消除结合件的变形。连接施工中，先通过临时螺栓准确定位，在校正位置后穿入高强度螺栓，所有节点均需要保持一致。螺栓紧固期间，可结合具体情况选用转角法和扭矩法。若钢结构处于露天环境，在高强度螺栓连接施工结束并验收合格后，要通过防水腻子进行封闭处理。

2.5 涂装施工

建筑工程在施工中应用钢结构时，其涂装环节主要涉及防腐涂层与防火涂层施工。防腐涂层施工期间，主要选用防腐底漆、稀料及面漆等。操作期间，要先彻底清理底面，将底面的杂物、油污等清除干净。底漆涂装施工中，要先均匀搅拌防锈漆，保证防锈漆黏度具有良好的均匀性。刷漆期间，要注意保持平稳，第1层涂刷结束后要间隔一定时间再进行第2次涂刷。注意第2次涂刷方向和第1次涂刷保持垂直，确保漆膜厚度基本一致。底漆涂抹结束后，要隔较长时间再涂刷面漆。此环节需要注意先运输钢构件到施工场地进行组装，之后展开面漆涂装工作，其间要持续搅动，注意所用涂刷工艺和底漆相同。涂装防火涂料期间，主要选择喷涂工艺。施工中注意结合防火设计要求，明确具体的涂料类别、厚度与层数。喷涂操作期间，前一层完全干燥后再展开后一层喷涂，同时要求喷涂操作期间涂层处于完全密封状态，具有清晰的轮廓[5]。喷涂操作中可通过测厚针严格检测涂层厚度，确保厚度符合施工要求。涂层表面干燥、平整且符合设计要求后，对最后一层涂层进行抹平处理。如果防火涂层存在干燥固化状态不好、空鼓及脱落等情况，或者钢结构的接头转角部位有明显的涂层缺陷，要注意重新喷涂。

3 结语

为充分发挥钢结构施工的多项优点，要严格控制好钢结构施工过程，加强质量监督与管控，保证钢结构施工质量，促进整体建筑质量提升。钢结构施工期间，施工人员要正确把握各环节施工要点，全面规避各项风险因素。所有施工操作均需要依据有关规范、要求、标准和制度展开，严控施工隐患与风险，不断提升钢结构施工水平，以促进现代建筑行业长足发展。

参考文献：

[1]杨强. 建筑工程施工中钢结构技术的应用及发展[J]. 工程建设与设计，2019（14）：169-170.

[2]胡凯，莫林. 建筑钢结构施工技术与质量控制的措施探究[J].建筑技术开发，2020（19）：119-120.

[3]陈才滔. 钢结构吊装施工技术与安全控制[J]. 四川水泥，2020（10）：182-183.

[4]余佳亮，常明媛，张耀林，等. 装配式钢结构在医院建筑改扩建工程中的应用[J].钢结构，2019（3）：59-63.

[5]蔡红君. 建筑物移位工程中组合式钢结构下滑道梁应用技术[J].结构工程师，2019（4）：237-242.