陳延軍

摘要：本文在詳細(xì)分析了常見的鋼結(jié)構(gòu)件的制作與安裝的基礎(chǔ)上，重點討論了鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工工藝要求，并結(jié)合實際的工程項目從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面、制作施工方面兩個角度具體論述了鋼結(jié)構(gòu)車間的設(shè)計及施工工藝，對于鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計施工具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);制作;安裝

前 ?言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人口城市化進(jìn)程的加快，我國住宅建設(shè)持續(xù)空前發(fā)展，人們的居住條件逐步提高，并對居住質(zhì)量的要求也越來越高。同時，隨著對高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展，與此同時，高強度鋼結(jié)構(gòu)的建筑也隨之應(yīng)運而生。鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但其缺點是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投人生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。

一般高層和超高層建筑當(dāng)采用框剪、框筒結(jié)構(gòu)體系時的經(jīng)濟性統(tǒng)計為：鋼結(jié)構(gòu)造價二鋼材費用（約占40%）+制作安裝費用（約占30%）+防火涂料費用（約占30%），防火涂料所占總造價的比重較大。如果使用高強度耐火鋼雖價格略有上升，但防火涂料價格有較大幅度下降，可望部分抵消由此帶來的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。

一、鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量通病與預(yù)控對策

1.制作質(zhì)量通病的主要名稱

放樣、號料精度不準(zhǔn);起拱不準(zhǔn)確;焊縫不均勻，有裂紋、焊瘤、氣孔、夾渣、弧坑、咬邊、未焊滿，根部收縮;運輸、堆放時產(chǎn)生變形;結(jié)構(gòu)件制孔不準(zhǔn)確等。

2.造成質(zhì)量通病的原因和預(yù)控對策

造成放樣、號料精度不準(zhǔn)確主要是由于操作工人的熟練程度不夠，在放樣、下料、焊接過程中大多未按設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)程規(guī)定的工藝進(jìn)行。因此主要預(yù)控對策是：在放樣前，應(yīng)認(rèn)真熟悉和審核施工圖紙，施工單位的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真做好技術(shù)交底工作。對結(jié)構(gòu)的每一個尺寸應(yīng)采用經(jīng)檢定和核對的鋼尺，并應(yīng)留出焊接收縮余量進(jìn)行放樣;號料，必須與放樣用同一鋼尺或樣桿，留出切割、刨邊和銑手等加工余量;下料，應(yīng)嚴(yán)格計算切割精度數(shù)值，操作要準(zhǔn)確，驗收要落實責(zé)任，認(rèn)真檢查結(jié)構(gòu)件的平直程度、坡口、角度及間隙，當(dāng)符合設(shè)計和規(guī)范要求時，方可同意進(jìn)行下一道工序的施工。

起拱拱度計算不準(zhǔn)主要是因為起拱未按設(shè)計要求進(jìn)行，起拱構(gòu)件的運輸和吊裝時未采取加固措施，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形;針對起拱不準(zhǔn)確的通病，主要預(yù)控對策是：在放樣、下料時應(yīng)明確拱度值，并在下料尺寸中放出所需的起拱量，并按設(shè)計要求的拱度值，采用正確的加工工藝和拼裝方法，嚴(yán)格控制累計偏差值，應(yīng)事先對起拱構(gòu)件采取預(yù)防變形的保護(hù)加固措施，嚴(yán)防構(gòu)件在翻轉(zhuǎn)、運輸和吊裝時產(chǎn)生變形。

3.鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝

焊接質(zhì)量在鋼結(jié)構(gòu)工程中起著關(guān)鍵的作用，直接影響結(jié)構(gòu)的使用壽命和觀感，而焊接質(zhì)量的通病比較多，比較常見的有焊縫不均勻、裂紋、焊瘤、氣孔、夾渣、弧坑、咬邊、未焊滿，根部收縮等，造成這些通病的主要原因是：操作工人的技術(shù)水平和熟練程度參差不齊，所選用的焊接材料與母材的化學(xué)性能不匹配，焊條、焊濟、藥芯焊絲、熔嘴等在使用前未進(jìn)行烘焙，焊接工藝未經(jīng)評定;因此，在結(jié)構(gòu)實施焊接之前，對每一個焊接人員應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行資格審核，要做到持證上崗，并且按照結(jié)構(gòu)件焊接的技術(shù)復(fù)雜程度和上崗人員的技術(shù)熟練水平，應(yīng)在其認(rèn)可的范圍內(nèi)施焊。認(rèn)真檢查焊條、焊絲、焊劑、電渣焊熔嘴等焊接材料與結(jié)構(gòu)母材是否匹配，是否符合設(shè)計要求及國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81的規(guī)定。

焊條、焊濟、藥芯焊絲、熔嘴等在使用前應(yīng)按其產(chǎn)品說明書及焊接工藝文件的規(guī)定進(jìn)行烘焙和存放。對首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法和焊后需處理時，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行焊接工藝評定，并根據(jù)評定報告和結(jié)果確定焊接工藝。施焊前，焊工應(yīng)復(fù)查焊件接頭質(zhì)量和焊區(qū)的處理情況，經(jīng)對焊接試件試驗合格后，方可施焊。施焊應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接工藝，不得自由施焊及在焊道外母材上引弧;埋弧焊用的焊劑應(yīng)與工藝確定的型號、牌號相匹配;所用的焊接電流應(yīng)與焊條電流相適應(yīng)。在施焊過程中，應(yīng)認(rèn)真做好事前控制與事中控制相結(jié)合，嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范要求進(jìn)行檢查與驗收，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理和解決，從而減少焊接質(zhì)量通病及各種缺陷，以確保鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。

二、常見鋼件的制作與安裝

1.鋼柱的制作與安裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構(gòu)件，在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的驗收標(biāo)準(zhǔn)。100m高的超高層鋼柱一般分為8——12節(jié)構(gòu)件，鋼柱在翻樣下料制作過程中應(yīng)考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形，所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設(shè)計長度，即使只有幾毫米也不能忽略不計，而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時也不允許互換，要求對每節(jié)鋼柱應(yīng)編號予以區(qū)別，正確安裝就位。鋼柱標(biāo)高的控制一般有二種方式：

1.1 按相對標(biāo)高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm，不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形，建筑物的總高度只要達(dá)到各節(jié)柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格，這種制作安裝一般在12層以下，層高控制不十分嚴(yán)格的建筑物。

1.2 按設(shè)計標(biāo)高制作安裝。一般在12層以上，精度要求較高的層高，應(yīng)按土建的標(biāo)高安裝第一節(jié)鋼柱底面標(biāo)高，每節(jié)鋼柱的累加尺寸總和應(yīng)符合設(shè)計要求的總尺寸。每一節(jié)柱子的接頭產(chǎn)生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應(yīng)加到每節(jié)鋼柱加工長度中去。無論采用何種安裝方式，都應(yīng)在翻樣下料制作過程中充分表達(dá)出來，并應(yīng)符合設(shè)計要求的總高度。

2.框架梁的制作與安裝

高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用剛性連接，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋。

為保證框架梁與鋼柱連接處的節(jié)點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性，在工廠制造時，在框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁（短牛腿），懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫，腹板采用貼角焊縫?？蚣芰号c鋼柱的懸臂梁（短牛腿）連接，上下翼緣的連接采用襯板（兼引弧板）全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)的精度要求，當(dāng)框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時，腹板的連接板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0（d0為螺栓孔徑），并應(yīng)保證孔邊距的要求。框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設(shè)計長度，需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經(jīng)驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的精確長度。采用高強螺栓群連接時，孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔，前者精度低，后者精度高，應(yīng)優(yōu)先考慮采用后者。當(dāng)采用模板制孔時，應(yīng)保證模板的精度，以確保高強螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允許使用鉸刀擴孔。嚴(yán)禁使用氣割擴孔，若用氣割擴孔，則應(yīng)按重大質(zhì)量事故處理。

高強螺栓群應(yīng)同一方向插人螺栓孔內(nèi)，高強螺栓群的擰緊順序應(yīng)由中心按輻射方向逐層向外擴展，初擰和終擰都得按預(yù)先設(shè)定的鮮明色彩在螺帽頭上加以表示。

三、結(jié)束語

總之，切實作好鋼結(jié)構(gòu)制作單位和安裝單位的考察和安裝單位的考察與選擇工作。對于確保鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量及進(jìn)度，具有重要意義;另一方面，想方設(shè)法提高鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作、安裝及施工方面的要求及工藝水平，對于從整體上促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的制作及工藝水準(zhǔn)，都有著積極的推動作用。

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