钢结构建筑的安装与施工要点*

徐 澄 吴 军 何德赋

（江阴职业技术学院艺术系，江苏 无锡 214400）

1 钢结构建筑的优点

a.钢结构的自重轻。钢结构相比传统的钢筋混凝土结构等体系而言，其自重比较轻，能有效解决传统结构自重大，支撑体系要求强度高等特点，对其施工而言带来不小的便捷性，同时材料也都为轻型的钢材和型钢，在安装过程中有效避免了大型构件或者重型构件难以控制精度的问题。

b.钢结构强度比较高。对于钢材而言尽管其自重比较低，却不影响本身的强度，尤其是抗拉强度，混凝土构件最大的问题是其本身的抗拉性能比较差，由此必须在混凝土中配置相当数量的钢筋，而钢结构则直接解决了这个问题，尤其钢梁在抗弯和抗剪方面性能尤为突出，很好地完成了梁、板抗弯方面的要求。

c.钢结构制造和安装机械化程度比较高。相比较混凝土而言，钢结构的安装施工中大量采用的机械操作，能够较好地解决人工不足的问题，提高安装的效率，改善施工速度，缩短工期。

d.钢结构密封性好。整个结构的安装可以利用焊接的方式很好地进行密封施工，对于密封要求高的建筑，有很好的适用性。

由此，可以看出钢结构相对于混凝土而言带来了不可替代的优势。多种复杂环境下都可以采用钢结构以满足使用环境，降低造价，提高速度。然而，钢结构的施工也面临着很多问题，如钢材易被腐蚀，耐火性和耐热性比较一般，这些问题也一直困扰着行业的发展。

为了能够将钢结构的这些优势完全发挥出来，就需要钢结构在施工中能优化过程，改善方式方法。首当其冲的就是控制好钢结构的安装和加工。

2 钢结构安装中几个问题

2.1 钢结构安装中的安全问题

钢结构的施工过程与传统建筑工程结构一样，都有着相当大安全隐患，只有控制和管理得当才能尽可能避免安全事故，减少工程事故的发生率。其安全问题主要是以下问题：

2.1.1 高空作业安全问题

钢结构安装过程中，由于需要工作人员在一定高度施工，其安全保证就是首要解决的重大问题，IPAF统计数据得到全球因为高空坠落导致死亡的比例占到了60%，而我国因为建筑工程中坠落死亡比例占到了75%。工作人员没有正确的佩戴安全帽、安全带和安全绳索是主要的原因。

2.1.2 构件起吊的安全问题

钢结构的安装过程中，构件的安装离不开起吊，起重机在起吊的过程中就存在安全隐患，集中在以下几个方面：起重机起吊中吊车的翻车隐患；起吊钢丝和钢绳断裂；吊装的构件滑落；吊装过程中构件大幅度的晃动。这些隐患无疑威胁着整个吊装过程的安全，因此，起吊过程应当进行必要的安全措施布置。

2.1.3 支撑体系的安全问题

在大跨度的钢结构安装中，通常要设置必需的支撑系统，若整个施工过程中支撑系统的稳定性得不到保证，也会威胁施工进程的安全，主要来源于对支撑材料的忽视和支撑设置过程中施工不规范。如有些钢结构安装过程中因为支撑系统倒塌，导致钢结构的梁、门架倾覆，带来安全事故。

所以，在钢结构的安装过程中，由于面临着较多的安全问题，在施工前及施工中应完成相应的安全工作，总结有三点：①是在施工前完成工程施工人员的安全教育工作，对施工中可能出现的安全隐患着重讲解，培养施工人员的安全施工和安全管理意识；②是在施工前编制专项的安全施工方案，具体可以参照我国近些年颁布的一些钢结构安全规范如《钢结构工程施工规范》《建筑施工高处作业安全技术规范》《钢结构施工安全防护示例》等，方案的编制主要对施工过程起到安全指导作用；③是加强施工过程中的安全监管和安全检查，及时排查安全隐患，并做好详细记录，对可能出现的安全问题做适当的预测。

2.2 钢结构安装中的质量问题

钢结构安装中的质量问题存在以下几个方面。

2.2.1 轴线的精确度问题

钢结构在安装之前，应该要确保轴线的设置是精准的，否则未来的施工中会存在较大的误差。因此在进行钢结构柱安装前，要对已经完成的施工轴线绘制进行复核，确保轴线的误差在允许的范围内；如果轴线出现大的误差，应该重修测量，并再次进行复核，直到满足要求。在我国，钢结构安装过程中因为轴线测量的问题，导致最终结构出现误差较大，不符合安装规范的案例也有很多，这给安装工作增大不必要的工作量，既费时又费力，同时增加了预算的负担。

2.2.2 构件的连接施工问题

钢结构安装过程中，其连接问题是最关键的步骤，如今钢结构的连接方式主要有三种：焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接。这其中由于铆钉连接方式工序较为复杂，在现今钢结构工程中应用的越来越少。焊缝链接和螺栓连接则应用广泛，其中焊缝链接优势明显：

a.无需对钢材进行钻孔和打眼，就可以很好地保证钢材的完整性，减少了钢材表面积的损耗。

b.对于钢材的形状要求低，任何形状均可进行连接，同时不需要另外的辅助零件或者构件，其构造方式简单，施工方便美观。

c.由于采用焊接形式，使得钢结构整体性优良，非常适合气密性要求比较高的钢结构。同时增加了结构的刚性，使得钢结构的整体性提升一个档次。

d.另外焊接的过程中可以根据设计要求及时进行修正，相比混凝土而言无须设置模板，可以做到快速及时整改。但是，焊接过程中却不得不面临两个问题：①焊接过程中焊缝附近由于温度比较高容易影响金相材料的性质，同时使得钢材的机械性能受损，易出现脆性问题；②焊缝位置处容易出现缺陷，如缺焊、漏焊或者焊接不均匀等等，这些问题会影响到最终结构的整体性。

另外常用的就是螺栓连接，和焊接相比其特点非常鲜明：

a.螺栓连接无需对钢材进行热加工，然而需要对钢材开孔并配备连接辅助材料，但是其安装方便，容易拆解，非常适合临时性的建筑和需要后续拆除的结构，可以更多地做到钢材的二次回收和使用。

b.螺栓连接的方式尽管拆装方便，但是其整体性和刚性却不如焊缝链接，对于整体性要求比较高的构件则不太合适。

因此，在施工安装过程中，两种连接方式各有优势和缺点，施工员需要在施工过程中做到三点方能保证施工有序进行。

第一点是根据图纸和实际需求选择连接方式，以施工图纸标注为依据进行连接，如果没有标注则根据实际情况选择经济合理的连接形式。

第二点是加强施工质量的监控，在构件的连接施工中严格按照图纸设计要求和钢结构规范来进行验收，及时检查连接强度，排除连接缺陷，如焊缝连接中手工焊接有可能出现的夹渣、气孔、咬边、边缘偏位、焊缝尺寸变化大和焊缝变形等问题。

第三点是对连接辅助材料进行必要的测试，如高强螺栓防滑测试，验明出厂批号，从源头做起；对二次焊缝进行及时的无损检查等。

3 钢结构加工技术

如果说钢结构的安装更加注重施工过程中细节的控制和管理，那么钢结构加工则是保证安装质量的前提。

钢结构的加工主要包含以下几个步骤：

首先是放样，这是最为关键的第一步，放样工作的准确性将直接影响后续的钢结构构件和钢结构整体性能和质量。目前所面临的最大问题仍然是钢结构放样的精确性，施工员在放样的过程中，容易出现尺寸方面的误差，而一旦不能及时发现则会引起构件尺寸错误，甚至后续的施工安装无法进行。

其次是号料，号料中需要施工员根据图纸，在板料和型钢上画出开孔位置，标注零件的位置。同放样相同，需要施工员在此过程中保证号料的准确性和正确性，以防号料位置和尺寸出错。最为关键的就是切割下料，坡口加工和开孔。在切割前，先要检查钢材的基本特性，如钢板切割前要保证钢板质量满足规范要求，避免凹坑、凸起和翘曲等现象，同时在切割过程中保证切口的平整性并且符合图纸设计要求。另外，在冲孔和钻孔的过程中，也要保证孔径大小符合要求，能较好匹配螺栓等辅助连接材料。

总之，钢结构的加工做到三点才能保证加工出优良品质的钢结构构件：①严格按照图纸的要求进行放样和号料，同时把握好下料和号料的误差，保证在允许值范围内，对于误差较大的下料样品，绝对不能使用；②钢材的切割和开孔时，要正确使用切割机器，并事先检查切割钢材的整体品质，切割中根据要求保证切口平整度。开孔也要满足连接要求；③紧抓质量检查关，对于加工构件及时进行检测，去除不合格品，适时改善品质。

4 结语

钢结构的安装和加工是钢结构施工中最为关键的两个步骤，需要施工员在操作工程中秉承工匠精神，对各个环节进行严格的管控，以安全和质量作为依托，以规范和图纸作为依据，有质有量地完成作业。