浅谈主体结构钢结构工程影响因素

曹德海

摘要：近几年随着我国城市化进程的加快，城市人口不断增长，虽然我国国土辽阔，资源丰富，但实际人均可用资源量却远低于许多国家，而钢结构工程作为新型施工工艺，在使用中、施工及经济方面都具有优势，但钢结构工程作为新型施工工艺，施工质量的复杂性不言而喻，建筑工程主体结构一旦发生质量问题极有可能危机使用者生命，因此钢结构主体工程影响因素就是一个十分值得研究的问题。钢结构主体工程的优点不言而喻，建筑物的承载重量又主体结构传入基础，确保整栋大楼稳定性，因此主体结构安全是施工过程中质量把控的重点，而哪些因素会影响到主体施工质量则尤为重要。

关键词：钢结构;质量;结构安全;影响因素

1 钢结构的基本理论及影响因素

1.1 钢结构的基本概念

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。

1.2 钢结构的特点

材料强度高，自身重量轻，钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高，钢结构制造安装机械化程度高，钢结构密封性能好，钢结构耐热不耐火，钢结构耐腐蚀性差。

1.3 钢结构的基本技术要求

钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用（荷载、基础不均匀沉降、温度等），所以要求钢材应具有良好的机械性能（强度、塑性、韧性）和加工性能（冷热加工和焊接性能），以保证结构安全可靠。钢材的种类很多，符合钢结构要求的只是少数几种，如碳素钢中的Q235，低合金钢中的l6Mn，用于高强螺栓的20锰钒钢（20MnV）等。

2 钢结构的施工技术及影响因素

2.1 钢结构施工前准备

2.1.1 现场钢构件存放及预埋螺栓施工要求

钢构件以及材料的运输进场应根据安装方案制定的进度计划来安排，现场根据一层柱梁安装区域储备构件，构件及材料进场要考虑安装现场的堆场限制，协调好安装现场与制作加工的关系，保证安装工作按计划进行。

2.1.2 机械准备及现场准备

保证对施工机械齐全准备和检查，目前国内超高层建筑钢结构施工在选用吊装施工机械主机时，几乎全部采用自生式塔式起重机，自升式塔式起重机可分为内爬式和外附式两种。保证“三通一平”，施工现场的水通、电通、路通和平整场地，拆除障碍物。在安装期间，要保证水、电、照明不中断。掌握天气季节变化情况，加强气象预测预报的联系工作。

2.2 钢结构工程施工工艺过程

2.2.1 钢结构吊装施工要点

1.钢梁安装施工要点

钢梁吊装前，应清理钢梁表面污物，对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。在钢梁的标高、轴线的测量校正过程中，一定要保证已安装好的标准框架的整体安装精度。钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。钢梁的吊装顺序应严格安装钢柱的吊装顺序进行，及时形成框架，保证框架的垂直度，为后续钢梁的安装提供方便。

2.钢梁安装施工要点

钢柱吊点的设置需考虑吊装简便，稳定可靠，还要避免钢构件的变形，钢柱吊点设置在钢柱的顶部。为了保证吊装平衡，在吊钩下挂设4根钢丝绳进行吊运，为防止钢柱起吊时在地面拖拉造成地面和钢柱损伤，钢柱下方应垫好枕木，钢柱起吊前绑好爬梯，挂好防坠器。

2.2.2 钢结构焊接施工要点

钢板（尤其是厚板）焊接施工，其可焊性程度、焊接参数、焊接应力和变形控制等受现场条件、焊接位置及焊接环境的影响，存在诸多不确定性因素，可焊性较差，钢板现场焊接存在较大的淬硬倾向，可焊性较差，焊接融合区是最薄弱的部分，有明显的化学和物理不均匀性，组织性能突变等。构件焊接残余应力与变形较大，钢构件截面类型多，易产生焊接裂纹，由于厚板施焊作业时间长，焊缝单面施焊熔敷金属量大和焊接残余应力大，在施焊时，焊接过程中的温度控制不好，容易產生热裂纹与冷裂纹，有的甚至在焊接完成几天后才出现延迟裂纹。

2.3 钢结构施工质量通病

1.切割边未加工或达不到规范要求。钢材切割面存在大于1mm的缺棱、弯曲不平等缺陷。原因分析：气割过程操作不规范，切割工艺不符合要求。

2.放样、号料尺寸超过允许偏差。

3.焊缝连接缺陷：焊缝成形不良、弧坑、裂纹、焊瘤、未熔合、未焊透、咬肉、夹渣、气孔、母材擦伤等。

4.涂层返绣，局部锈蚀。

5.基础地脚螺栓位置及垂直度超过规范允许偏差，导致钢柱安装困难或不能安装。

3 施工组织与管理的影响因素

组织与管理是以建筑产品为对象，从系统的角度合理的安排组织协调产品生产的诸多要素，选择施工方案，确定施工进度，布置施工现场，落实质量安全措施等，其目的是优化施工过程，保证工程顺利竣工。科学的施工组织与管理，可以创造良好的施工条件，保证施工顺利进行，使工程施工进入良性循环中，保证工程质量和生产安全而提高混凝土性能。

3.1 钢结构的施工组织

施工组织的目的就是要把人力、物力和财力等资源，在时间上按照先后顺序，在空间上按照一定的位置，在数量上按照不同比例，合理科学的组织起来，并且统一指挥劳动者的活动，从而保证钢结构施工的有条不絮。

3.2 钢结构的施工管理

施工管理是为了实现工程项目的目标。即成本目标、进度目标、质量目标。管理的任务主要是施工现场管理、技术管理、安全管理、施工质量管理等。从施工准备到施工实施再到竣工验收，其中施工阶段是工程实体化的过程，是资金、劳力、机械、材料各项投入最大，也是管理对象之间关系最能体现管理水平的过程。因此，施工管理是工程施工方案的实施的操作者，质量保证的安全员。

现场施工质量管理的首要工作是确保质量保证体系的建立和正常运行。应按照事前、事中、事后控制相结合的原则。质量不能与安全生产、进度、成本对立起来，不能为了其他目标而影响工程质量。应该在保证质量的前提下来控制成本和进度。规范工程施工管理，确保工程质量、安全文明施工和工程进度，使整个施工过程有章可循，对保证钢结构性能具有重大意义。

4 总结

钢结构是一种成分相对简单但现场施工难度较大、专业性较高的新型材料，其性能与施工技术、施工工艺及后期保养等关系密切，还要在施工组织与管理，施工人员和制度措施方案等方面进一步研究，以促进我国混凝土结构技术的进一步发展。

随着钢结构原材料的发展，建筑设备水平的提升，钢结构工程应用对象的发展变化，新型施工工艺的不断涌现和推广，钢结构也需要发展和变化，使钢结构技术要适应不同的设计、施工和使用要求。我们应该从工程管理大学科的角度来认真对待钢结构，分析工程项目的结构特点，预估可能出现的不利情况和风险，采用科学合理、可行的技术线路和手段，完成出满足设计要求和施工工艺要求的优质钢结构工程。

总之，钢结构作为现代化建设的重要材料，对我国的经济发展有着重要的作用。本文介绍的钢结构的原材料及现场施工的一些主控项目，是它的一些主要性能。而在现实生产中，由于外界条件的复杂多变，所遇到的情况可能还要更加复杂，我们必须综合考虑这些因素，从整体上进行改进，只有这样才能很好的提高钢结构的性能，为我国现代化建设提供基础支持。

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大连理工大学