探讨结构施工中钢结构技术

卢夏斌

摘 要：在现代建筑行业中，随着科学技术的不断发展，结构施工技术也日新月异。在建筑施工中，大量采用钢结构技术可以很好地消除以往采用钢筋混凝土等材料的弊端。整体配合与质量保障是结构施工设计的关键，采用钢结构技术可为结构施工提供新的研究思路与方法，这对于提升工程的整体质量有着十分重要的作用。钢结构在建筑工程中的作用不可忽视，钢结构技术不但能提升结构的安全性与稳定性，而且能有效地提高建造的速度与质量，同时对环境保护与可持续发展也有重要意义。所以，在当代建筑业中，钢结构的使用也日益普遍。基于此，本文对结构施工中钢结构技术进行了详细说明，希望能够为结构施工中钢结构技术的进一步发展提供参考。

关键词：结构施工；钢结构技术；施工技术

一、钢结构概述

钢结构是一种以钢材为主体的结构形式。它是一种以钢梁、钢柱、钢桁架等为主体，其内部或部分通过焊接、螺栓或铆钉进行连接。由于钢材质量轻、施工简便、强度高、韧性好、塑性好、材料均匀，所以钢结构的可靠度较高。这些特点使其在大型工厂、体育馆、超高层和桥梁等工程中得到了越来越多的应用。此外，在潮湿、高温环境中，钢铁材料极易被侵蚀、腐蚀，因此需要对其进行除锈、涂漆等处理。同时，钢结构在高温下的强度会显著降低。钢铁具有良好的热传导性，在遇到诸如火灾这样的高温条件下，其温度会快速上升。当温度上升时，钢的强度、刚度将逐步下降，直至接近于零。这就意味着，当温度升高时，钢材将会丧失其承受能力，从而导致整个建筑物的破坏。因此，在钢结构的设计与应用中，应对其进行防火设计与处理。随着技术水平的提高，钢结构必将在今后的发展中扮演越来越重要的角色[1]。

二、结构施工中运用钢结构的优势

（一）钢结构具有出色的抗压性和稳定性

首先，由于钢材自身的高强度与高韧性，保证了其在外部荷载作用下的稳定与变形性能。在建筑施工过程中，施工单位应根据现场调查，了解场地条件，选择不同类型的钢材，并加以适当的组合，以提高钢结构的稳定性。其次，在进行结构施工时，一般要选择适当的断面形式及节点形式，以使之能较好地抵御不同荷载的影响。如在施工中，采用适当的断面设计与焊接技术，可使其具有较大的跨越能力与承载力。同时，钢结构还具备了精度高、可控性强等特点。通过对钢结构进行精确的预制和安装，使其具有良好的节点质量和整体稳定性能，从而降低在施工中出现的误差和变形，提高建筑项目的总体质量。此外，钢结构还可以在长时间使用中保持一定的稳定性与耐用性。钢材的耐腐蚀和抗疲劳等特性使其在不同的环境中仍能保持良好的性能。同时，对钢结构进行定期的维护，能够及时发现并解决隐患，保证工程的安全性与稳定性。

（二）钢结构施工具有便利性和高效性

首先，在建造过程中，钢结构的生产已经达到了很高的工业化程度。钢梁、钢柱等钢结构构件均采用现场流水线生产。该生产模式保证了构件的高精度、高品质，并可按工程要求定制。然后将预制好的构件运至工地，以便安装。其次，在施工现场，钢结构的安装工作相对轻松和高效。因为所有的组件都是预先制作好的，所以工人们只需要根据图纸及设计来组装、连接就可以了。与传统的钢筋混凝土结构相比，其施工过程中不需要做很多的湿工作，例如浇注混凝土等，因此可以极大地简化施工过程。同时，钢结构的连接方式也是多种多样的。焊接和螺栓等连接方法能够保证钢结构构件的连接强度和速度。采用柔性节点形式，既可提高施工效率，又可适用于各类复杂的建筑物造型及设计需求。同时，钢结构施工的机械化程度较高。在施工期间，可利用吊车、焊机等多种机械设备和工具对构件进行吊装、定位及连接。这种方法不但可以大大提高工程的效率，而且可以减少对人员的依赖性，减少人为因素对工程质量的影响[2]。最后，采用钢结构施工还能够降低工程造价。钢结构施工可以有效地实现组件的装配与现场安装，大幅缩短了建设周期，节约了人力、工时费用。

（三）钢结构在环保和节能方面表现优异

首先，钢结构的使用效率非常高。钢材是一种高强的材料，它可以在保证结构性能的前提下，减少原料的用量，从而达到节约能源的目的。同时，由于其构件易于实现准确的预制，因此，在施工现场可有效降低废弃、浪费等情况，进而提升材料利用率。此外，标准化、可循环使用的钢结构构件，也可以减少原材料的成本，同时也可以达到再生资源的目的。其次，钢结构对环境友好性主要表现在自身的可循环利用。作为一种可再生材料，钢结构的大部分构件可在建筑物拆除或改建过程中被回收，进而降低了建筑废弃物的排放量，减少了对环境的污染。此外，钢结构的节能效果也很好。钢结构是一种很好的保温隔热材料，经过合理的设计与建造，可有效地降低其能量转移与损耗，达到节能降耗的目的。同时，利用太阳能、节能门窗等先进节能技术与装置，使其达到更好的节能效果。最后，钢结构施工过程中的环保措施也不可忽视。与传统的施工方法比较，其噪声、粉尘等污染更少，对周边环境影响较低。在此基础上，对施工过程中产生的污水、废气进行治理，也能降低施工现场对周边环境的不利影响。

（四）钢结构还具有优良的舒适度和耐久性

首先，在舒适性上，钢结构建筑的隔音、隔热、保温效果都很好。钢材自身具有良好的热传导性，并可通过空腔或填充保温材料来提高其保温效果，若能将其合理运用于建筑设计中，则可营造出更为舒适、宁静的室内环境。同时，由于其重量轻，可有效减轻基础荷载，降低地震等自然灾害对建筑结构造成的破坏，进一步提升建筑的安全度。其次，钢结构的耐久性非常好。钢材具有高强度、高韧性，能承受外部载荷的撞击与变形。在实际应用中，它可以有效地抵抗外界荷载，从而保证建筑物的稳定性与安全性。另外，采取防腐蚀和防锈措施，能够有效提高钢结构的使用寿命，降低维修费用。在大型公共建筑、桥梁和隧道等有较长寿命的建筑物中，其耐久性的重要性日益突出[3]。

三、结构施工中钢结构技术

（一）施工前准备

结构施工中钢结构技术的前期准备工作是工程建设中的一个重要环节，同时也是保证工程顺利实施的基础。组织技术人员根据工程特点和要求，编制钢结构安装的施工组织设计，明确施工目标、方法、步骤和质量控制要求。此设计需要审批，以保证建筑的稳定，并且不会造成永久的变形。经监理单位、总承包单位审核，并经安装或地基验收合格后，方可保证施工基础的安全性与稳定性。在安装钢结构之前，要根据构件清单对进入施工现场的构件进行核对，并检查产品的质量证书及设计变更文件。在安装钢结构大型构件时，必须按照预组装的合格记录进行现场组装。同时，要保证构件满足设计及规范的要求，并且在运输、安装过程中要避免涂料的损伤。按照设计图及施工进度，准备钢材、水泥、砂浆、涂料、电缆等材料，以及电动工具、手动工具、安全设备等，保证所需要的材料准时到达，以满足建筑的需要。根据安装程序，确保钢结构构件的供货是成套的，施工现场的堆放场要能够满足现场组装和顺序安装的要求。工作台的组装要做好，构件要分门别类地码放，保证现场的清洁、整齐。做好技术交底工作，使员工明白设计的目的及要求。同时，制定施工前的人力调配、机器装备等保障方案，保证人员、设备及时到位。与相关部门、供应商、建设单位等保持联系，确定施工计划及材料安装进度。对设计图纸、工艺文件等进行全面、准确的检查，保证材料的准备符合施工进度。

（二）钢结构构件制造

在施工过程中，钢结构构件的制造是最关键的一环，其质量对建筑物的安全稳定起着至关重要的作用。钢结构构件制造需要借助先进的生产设备，如数控切割机、数控钻孔机等。这些生产设备具有高精度、高效率的特点，能够保证构件的尺寸和表面质量。在钢结构构件的制造过程中，生产工艺是一个非常重要的环节。为保证产品质量，必须对每一道工序进行严格控制。所有到货的钢材，都要经过严格的检查，以保证满足设计要求。对物料的规格、型号、数量、外观质量等进行检查，并检验相应的质量证明。按照设计图，采用CNC切割机对板材进行切削加工。对异形构件，可能要用成型机来弯折或校直。切割后的钢板边应平整，无裂缝、无杂物。利用CNC钻孔机在钢板上钻孔，以保证孔位精度及一致性。再对构件的组装，用定位焊接将各零件连接起来。组装时要检查零件之间的相对位置，以保证与设计相符。在钢结构件制造中，焊接是一个非常重要的工序。焊工必须具有相关资质，严格遵守焊接流程。焊接完毕后，要对焊缝进行外观检查和无损检测，以保证焊缝的质量满足设计要求。由于焊接变形或因输送而引起的变形，必须用矫直机来校正[4]。同时，对构件进行除锈，除去其表面的锈斑、油垢，以便进行下一道工序。涂装的作用是防止钢材的腐蚀，使钢材的外表美观。按设计要求选用合适的防腐蚀涂层。涂装完毕后，应将构件打包，以避免在运输、贮存时损坏。在钢结构构件制造过程中，质量管理也是必不可少的。在每一个制造阶段，都必须有适当的质量控制措施及检查标准。在制造完毕后，还要对各构件进行全面的检测，以保证各构件满足设计及国家标准。产品的质量验收主要是构件的尺寸、外观、焊接、涂装等。经验收后方可出库，运至施工现场。

（三）钢结构安装

在安装钢结构之前，必须先做好基础施工。包括开挖、回填、压实等地基处理，以保证其承载能力和稳定性。然后将进行地基梁和柱的建造，它们将成为钢结构中的重要支撑点。地基处理的水平与精度，将对其后的钢结构安装稳定、安全起着决定性的作用。钢结构的安装要求采用起重机、钢丝绳、起吊夹具等，所选用的器材及工具必须依据构件的重量、大小及安装位置而定。在投入作业之前，必须对提升设备及工具进行检验与保养，以保证其工作性能符合工程要求。在吊装时，应根据各构件的重量、大小选用适当的吊点，并采用起吊夹具进行吊装。吊装时应注意各构件的平衡与稳定性，防止剧烈摇晃、撞击。在吊装过程中，必须与吊装作业人员紧密合作，以保证吊装过程中构件的准确安全吊装到位。构件吊装到位后，需要进行定位和连接。在安装过程中，要按照设计图及测量标志，利用定位仪器对零件进行精密调整，以保证零件的精确定位。在连接方面，有焊接和螺栓等多种形式。为了保证接头的质量与强度，应选用适当的焊接技术及工艺条件。而对于螺栓接头，应根据设计的要求预先拧紧并进行紧固，以保证接头的严密与稳定。在施工期间，必须对施工现场的钢筋混凝土进行动态监控与调节。主要是利用经纬仪、水准仪等仪器，对构件的垂直度和水平度等进行测量，以保证其满足设计的需要。若出现偏离或形变，则应立即加以调整和修复[5]。对焊接质量和接头质量也要进行检验，以保证其质量达到规范要求。钢结构安装过程中，首先要注意的是安全性。在工地上作业的工人必须按照施工规定操作，戴好安全帽和安全带等安全设备，在保证自身安全的基础上再进行施工。起重设备和工具的使用必须满足安全标准，严禁超负荷作业。在吊装和连接过程中，要避免高空坠落和物体打击等安全事故。

四、提高钢结构施工技术的对策

在施工前，必须认真研究和优化施工方案。综合考虑工程的具体要求、场地条件、材料特性和施工团队的技术水平等，制定出科学、合理、高效的施工方案。选用满足设计及质量规范的钢材及其他原材料，并对所用原材料进行检验，以保证满足项目的要求。同时，在物料的搬运、贮存期间，也要采取必要的防护措施，以避免物料受潮、变形或损坏等问题出现。定期对员工进行业务培训及考核，使其具备较高的技术水平及操作能力。另外，还要对施工人员进行安全教育，以保证施工安全。同时，应积极引进并应用自动化焊接设备、智能化检测系统等先进设备与工艺，以提高工程建设的效率与质量。要建立健全的施工现场管理体系，明确各项施工任务和责任人，从而保证施工的顺利进行。在施工过程中，要加强对施工现场的安全监管，对存在的安全隐患进行及时排查和整改。同时，对施工中的质量进行监测，保证工程的各项技术指标都满足设计的需要。项目竣工后，要严格按有关标准进行验收，以保证项目的质量符合规定。

结束语

当前，我国各项工程建设都在如火如荼地开展，其中结构施工起着举足轻重的作用，其质量将直接影响到整个项目。在结构施工中，钢结构技术以其特有的优势而成为建筑施工的重要组成部分。钢结构作为重要的建筑材料，其自身的特点决定了其在施工应用中的复杂性。在实际施工过程中，施工单位要对原材料进行合理的选择，注重专业人才的培训，同时还要加强对钢结构技术与设计的指导，使钢结构技术得到持续的更新和改进，以此来推动建筑业的进一步发展。

参考文献：

[1]赵义.某大型钢结构厂房施工关键技术研究[J].工程建设与设计，2023（21）：193-195.

[2]吴炳忠.建筑钢结构施工技术研究[J].中国住宅设施，2023（12）：115-117.

[3]张玉柱，尹凯正，武美振，等.建筑项目工程钢结构安装施工技术研究[J].工程建设与设计，2023（23）：219-222.

[4]夏琦，王元戎，何梦迪.建筑钢结构设计的问题与施工技术分析[J].产品可靠性报告，2023（08）：155-157.

[5]安超.建筑钢结构工程施工技术存在的问题及管理策略[J].居舍，2023（25）：16-19.