建筑钢结构安装施工技术探讨

刘建威

丰日源建设集团有限公司 江苏 无锡 214000

随着社会的发展，建筑已经成为一个重大的社会问题。“一星期建一栋楼”、“豆腐渣工程”，“其他新闻都很常见。因此，我们需要关注建筑问题。关注建筑问题，我们应该从最基本的方面入手。建筑最基本的问题是自然材料。在当今各种材料中，钢是一种基本材料。因此，在建筑工程中因此，我们不仅要注意钢结构的使用，还要通过了解其通用性和特点，更好地进行钢结构的安装。同时，我们也需要注意当前钢结构安装中的问题并加以分析。然后，再根据钢结构安装中最常见的问题，找出相应的方法，采取措施进行质量控制。

1 建筑钢结构施工技术优点与缺点

1.1 建筑钢结构施工技术的优点

(1) 促进建筑业节能发展

钢结构建造技术在建筑中的运用将有利于推动建筑业的绿色发展，以适应社会可持续发展的要求。城市面临着可持续发展所提出的挑战，建筑业将首当其冲，使节能环保成为发展主题。在这一宗旨的指引下，建筑施工时必须选用更多的节约与环保型建筑材料。而钢结构施工技术则是建筑工业化发展的最主要产品。它必须能够适应对施工品质与安全的要求，从而延长了建筑的耐久性与稳定性，并最大限度地合理开发与使用土地资源。

(2) 确保建筑结构的稳定性

建筑物钢结构施工技能的应用，由于能够承受大量水泥砼的重力，有很大的承载能力。它还能够节约建筑材料消耗和占地空间，有效降低建筑物的横截面积，从而防止了钢结构数量大于水泥数量。而且即便在出现了抗震灾难的情形下，也能够有效降低与建筑物的相互作用，从而提高了建筑物内部结构的稳定性，从而增强了建筑物的稳定性。

1.2 建筑钢结构施工技术的缺点

由于钢结构有很多优点，它已被人类广泛接受。但在施工中使用的钢构件技术还具有某些弊端。比如，建筑在采用钢构时，设计原料大多为钢材，但由于钢铁材质具有很大的导热性，比其他建材高，而钢材构件的温度值又相对较高，在施工过程中，也将对钢材的强度和刚性造成较大冲击，从而影响建筑材料的总体品质。所以，在钢构建筑过程中，应当加强耐火特性的设计。同时，钢结构的耐腐蚀性较差。钢中含有大量铁，铁在空气中会氧化生锈。因此，应加强钢结构的维护，防止氧化，影响建设工程的质量。在钢结构施工过程中，要充分发挥钢结构的特点，保证施工的整体质量。

2 建筑钢结构的安装施工技术要点

2.1 施工前的设计准备要求

在进行建筑物钢结构工程设计以前，先要对建筑物的组织构造作出总体设计。全面规划城市建设，对于福建省来讲，要因地制宜地设计项目，正确选择施工材料。按照国家相关建筑的安全规范和质量标准，科学合理地选用施工方式，科学合理选用在建筑施工过程中所用的钢材机械设备和材料。专业设计与技术人员共同设计并制定施工进度规划。完善施工现场的基础设施条件，进行对厂区交通、水电等重要基础设施的保障规划，并及时对设施进行调试。

2.2 钢材的选择要求

在工程钢结构的应用中，为防止安装与运用过程中发生工程质量问题，需要科学合理选择，采用高品质钢材进行安装。目前，我国钢结构的用钢大部分都是Q345钢和Q35钢，而主要结构件则使用了Z15、Z 5和Z35钢。这就需要在施工过程中合理选用钢材。在热塑性条件下不小于35MPa时，就应该选用低合金钢或合金钢。因为这种钢材有优异的连接加工特性、优异的热成型能力以及最先进的连接方式。同时低合金钢也具有优异的耐腐蚀性。严格控制和检验钢材的加工制作，严格控制在安装连接过程中的定位线和基准线，并作好胎架标记和尺寸连接等管理工作。构件规格应确保装配后与现实的平面图相符无误。熄弧板和引弧槽的建筑材料应该与母材完全一致。在连接时，应该考虑熄弧板和引弧槽必须与主焊缝建筑材料完全一致。一旦发生了焊缝变化，就应该及时采用机械矫正和热变形法对钢材加以纠正，以防止钢材在使用过程中变质。对焊接材料的整体外形和内部焊接质量也十分关键。焊件外观检验一般应于开焊后的4小时内进行，在必要时还应进行更精密的质量检查。如焊缝部位有气孔、裂缝等问题，则需要重新焊接。最大限度地满足了工程钢结构的连接工序与技术要求，以达到最佳的建筑品质[1]。

2.3 钢的焊接技术要求

应针对不同的钢材选用不同的焊接工艺型式，并选用适当的焊缝材质和焊剂。在焊接前宜按照工艺规定，选用坡口或开孔的型式。开斜坡处前，应清洗斜面部、焊接件表面以及焊丝表面的污垢和铁锈，以防止焊缝缺陷。焊接件有厚时，宜先加热。为避免焊缝变色，宜进行单面焊。另一面未焊前，应从中间向两侧焊接。焊缝完成后，应从背面除去根部，并彻底清除焊缝表面的剩余物料，直至焊接时金属材料泄漏，以避免裂缝的产生。同一焊接应反复焊接，不要再一次焊接，以免焊缝质量差，存在安全隐患。

2.4 钢结构材料安装工艺的质量控制

建筑钢结构建筑工程中所使用钢材的技术品质，关乎着整座建筑物的安全性。建筑钢结构的建筑技术品质对整个建筑工程将产生决定性的影响。建筑钢结构材料在生产完毕后，要严格核实钢结构型号，并进行汇总比对参数，反复核实产品的质量信息。吊运钢筋材料后，应当测定、标注钢筋材料的位置轴线，并测量控制点。按照设计钢筋构件时所需要的不同强度和标高，正确选用和配置钢筋；在安装过程中，由施工方对钢筋构件的标高、宽度和变更等数据进行验证，并促进后期检验管理和施工复核；适当调节高强度螺栓的位置，保护结构螺栓能够通过。

3 超高层钢结构建筑特点

3.1 材料比较均匀

从钢材的热力学性能分析出发，钢的材料必须符合热力学假设的计算；因为钢材的结构性质接近于各向同性，其材料状态的波动范围也就相对较小，因此只要维持在规定的应力范围内，就能够产生良好的韧性；实际应力状况也和工程力学计算结果比较相似，材料性能较好。

3.2 强度高，重量轻

众所周知，由于钢筋具有较高强度。因此与钢结构和钢筋砼结构比较，钢结构建筑物中竖向结构的截建筑面积较小，从而有效地扩大了建筑物的利用建筑面积。另外，由于钢结构建筑物的自重相对较轻。而对于相同标高的建筑物，钢结构是钢筋砼结构建筑物墙体自重的二分之一。所以，在建筑物遭受抗震的外力影响时，建筑内部的设计内部力量也会降低，以保持建筑物的可靠性，从而有效地减少了建筑物的施工成本。

3.3 韧性与塑形较好

钢材在不同压力和过载条件下不会破裂。因为钢筋能够在建筑物内分配局部应力，以便于均衡建筑物结构的总体应力，这一结果只会提高整体应力值。一般来说，钢结构建筑具备良好的可塑性和韧性，这就要求钢结构建筑必须具备很大的动态负荷适应能力。尤其是在强震作用下，由于钢结构建筑可以保持良好的稳定性，用其材质所营造的建筑抗震能力就更强。

4 超高层钢结构建筑面临的现状

总体来看，我国超高层建筑钢结构产业水平得到了很大的提升，在一定程度上替代了部分传统的水泥结构产品，其优越性与特色也得到了有效的充分发挥。但值得注意的是，目前超高层建筑钢结构由于兴起时间较晚，在许多方面都还不够完善，存在问题一些弊端:

第一，所占比重小。尽管近年来我国超高层工程建筑钢构产业发展很快，但应当看出，其起步远滞后于发达国家和地区，钢构在超高层工程中的比例尚未达到传统的水泥结构。

第二，实际使用还没有完善，钢结构的使用也有一定困难。这些问题的产生，也和当时我国超高层建筑钢结构的起步与迟滞有关。

第三，与国外施工技术水平的一些差异。尽管我国不断大力加强超高层工程建筑钢材结构的科学研究工作，但不得不指出，在钢材结构研制过程中，由于没有建立一个比较完善的材料新规范，也未形成钢材构施工技术标准，系统与规范具有一定的缺陷，使得我国超高层工程钢结构施工技术水平与许多国家有着显著差异。

5 超高层钢结构建筑的安装施工技术

5.1 高层钢结构建筑组件的进场、堆放和验收

就我国目前的城市建筑工地环境分析来看，仍面临区域狭窄、环境杂乱的问题。随着现代城市建设工期越来越紧迫，对建筑构件堆场的需求也愈来愈高。若处理不当，将对建筑吊装质量以及对整个项目建筑产生很大危害。工程钢结构构件主要由钢框架柱、钢刚柱、钢板梁、钢框架柱、剪力墙钢板等构成，在工程建设初期现场堆放建筑构件较多，钢结构数量较多，一般堆放-3层。若没有进行现场环境规划，施工现场就会杂乱，很可能是最需要的钢结构材料被堆积在底部，而未使用的钢结构被放置在顶部，这不仅会延误项目施工，但也有很多重复的工作，如材料周转和材料查找。因此，强化现场管理，合理堆放钢结构工程，着重搞好建筑材料堆场布局和构件存放顺序，并按照施工进度、建筑构造特点和材料进度合理设定存放方法，以保证工程建设的顺利完成和现场检验管理工作的顺利进行[2]。

5.2 高层钢结构建筑的吊装施工及安装

(1) 安装预埋件

第一，预埋地脚螺栓的轴线必须处理好。在钢结构施工过程中，预埋精度对工程的后期施工和整个工程的质量有着非常重要的影响。所以，在钢柱的施工吊装之前，就应该做好相关检查，确认无误后方可开展后续工程建设。

第二，合理安排立面块。混凝土浇筑前，需要将标高块焊接固定，以保证后期施工的顺利开展。

第四，调整标高。施工人员必须正确使用垫块，多次使用可以合理调节高度。四组垫片均匀安装于钢杆下部，就完成了调整高度的最基础动作；当钢杆安装到了施工设计确定的区域后，还可以进行后续的进一步调节，直到调整位置满足了施工设计的需要，然后再放置其他垫块。

第五，做好分析。在预埋件安装过程中，如不按照施工规定做好水泥材料施工和振捣等措施，会造成地脚螺栓部位产生相应的偏移。因此工作人员就应该做好相应的情况分析工作，以保证并降低在水泥施工过程中的流动现象，以免造成地脚螺栓移位。浇筑砼时，必须确保钢筋不要和振动器直接碰撞，防止地脚螺栓跑偏。

(2) 钢柱固定工艺

钢梁吊装至规定地点后，使用临时设计的耳板和连接板用专业螺栓定位。固定前，一般需要先调节钢杆的高度、垂直度、位移、扭力等技术参数。在钢结构安装中，一般采用大六角高强度的紧固螺钉。该结构稳定，应用广泛。另外，在钢杆吊装之前，应该先把临时钢梯绑在钢杆上，而后再在钢杆上装设悬臂梁。

(3) 安装钢柱

进行钢杆架设之前的准备工作，主要包括钢结构的预检与匹配、确定轴线、标高与地脚螺栓的检测、钢结构的现场堆放、架设机具的选型、安装工人的进场训练等，然后是钢杆的吊装。现代建筑结构钢结构吊通常采取综合吊挂法[3]。其基本施工工艺是：由平面自中心或对称节点出发，以一个节点的梁网为基本吊挂单元，按钢杆、钢梁等依次布置，同时进行；构件在垂直方向上的稳定性，自下而上得到了提高。在相同截面柱范围内的横向构件由上向下逐步装配。首先，按照吊装顺序划定安装范围，各个地段的施工条件要平等、同步。一个区域安装完成之后，还应完成检测与校准。当在各个区域都装配完毕之后，就应该进行全面检查校正，然后再以同样的方法吊装下一节钢梁。

(4) 钢梁吊装工艺

钢柱吊工作装置为专用扁担(吊装吨位按5吨设计)。采用两点吊装法。吊点至梁端的间距约为原梁长的四分之一。在吊装或施工时，公斤钢丝绳头可直接在梁上使用，但钢丝绳头须牢固并锁紧，然后连接在扁担上。而钢梁连接的安装次序则是：首先下大梁，然后中梁，最后再上大梁。钢梁在连接吊装就位之前，应该首先校准钢杆。这个环节绝对不得错误，因为这是提高钢梁连续吊工作准确度的重要保障。在钢梁连续吊就位后，各节点应该对齐节点板上的上下螺纹孔。如没有达到冲压要求，则应该进行调整调整[4]。

因此，若距离变小，则必须增加距离。如果间距过大，则需要通过倒链将其拉下。调整范围应当在施工条件容许的范围内。如仍无法确定施工要求，则应当扩缝并调换连接板。不过，缝扩张的最大范围不能大于1.5mm。如果超于1.5mm，应按照相关钢结构施工要求进行修复。

5.3 高层钢结构建筑焊接技术

(1) 检查焊接材料、垫板和引弧板

焊接材料的品牌必须与施工条件和标准相适应，且储存过程须科学。存放环境要保持干燥，重点是保证焊缝材质不锈蚀，焊条涂层不脱落。垫板、引弧板须按相应的施工规范加工，坡口尺寸时也应满足要求。

(2) 检查焊接设备和电源

焊机型号准确，确保焊接成功。接头设计合理，流量表、压力表等齐全完整，整个装置都满足了施工机械设备的要求，但尽量保证供电线的安全。

(3) 焊缝坡口检查和合适的坡口

长度是确定接头焊条质量的主要因素。焊接之前，保证坡口长度应该正确。如斜面处间隙过小，则在打磨后再次打开斜面处并连接。清除壕沟上的污垢、铁锈等污物，并固定在固定点上；根据工艺技术规范调整焊缝工艺参数；根据国家施工标准开展连接，焊缝厚度应大于母材厚薄的二分之一；在焊接过程中，每层焊缝均有品质保证，并通过层间检验，以及时处理焊缝缺陷；如果板盖高度达到或小于35-36cm，在连接后必须及时做好后热处理。后热温约为200-300℃，恒温一个小时。

(4) 焊接变形预防举措

在超高层建筑物钢结构焊接过程中，受到各种主客观因素的影响，可能会发生变形。施工人员可选用二氧化碳气体保护焊缝，以降低焊缝变形，确保超高层工程钢结构的焊缝品质，增加施工的稳定性。

6 钢结构建筑的发展前景

建筑工业化是我国建筑业发展壮大的必经之路。由于钢结构建造系统更易于实施工业化生产、标准化制造，因此相应的外墙建筑材料也应该使用节能环保的新型建筑材料，以适合国家绿色环境建设、可再生再利用、可持续发展的战略。所以,钢结构建筑设计也应该是城市住房建筑设计的重点方法之一,对钢结构体系建筑住宅配套技术的研究将极大地推动城市住房工业化的迅速发展,并直接影响中国城市住宅产业的整体发展水平与前景[5]。

7 结论

总的来说，我国钢结构建筑的整体发展仍处于初级阶段，但随着国家政策的指导和人民生活质量要求的提高，钢结构建筑的发展将具有美好愿景。因此，作为建筑施工的施工单位，我们必须认真研究，不断创新和探索，为我国钢结构施工安装技术的长远发展奠定基础。