淺析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及質(zhì)量控制

斯林軍

浙江唯勝園林建設(shè)有限公司 312000

【摘 要】近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)足發(fā)展和鋼產(chǎn)量的大幅提高，鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用日漸廣泛，而鋼結(jié)構(gòu)本身所具有的許多優(yōu)越特點(diǎn)正逐漸被重視，這也是鋼結(jié)構(gòu)工程日益增多的原因之一。結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程是一項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好等特點(diǎn)。施工質(zhì)量的好壞就直接影響工程結(jié)構(gòu)的安全，如何控制工程施工質(zhì)量已引起業(yè)內(nèi)人士的重視。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1、前言

鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好、節(jié)能環(huán)保及工業(yè)化程度高等點(diǎn)。隨著城市建筑業(yè)的迅速發(fā)展，高層鋼結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用越來(lái)越多，合理確定鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工順序、采取各種措施提高安裝質(zhì)量是保證整個(gè)工程質(zhì)量和工期的關(guān)鍵。一旦鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題就會(huì)帶來(lái)許多后患。輕者會(huì)影響工期，破壞結(jié)構(gòu)外觀，浪費(fèi)材料等；重者則可能會(huì)造成人員的傷亡，甚至給社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。因此，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工程的施工必須嚴(yán)格控制，防患于未然。

2、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

用于建造高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)有著許多的特點(diǎn)，其中優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)自重輕.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工業(yè)化程度高，用于施工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以采用在工廠生產(chǎn)，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，因而可以大大縮短施工周期。另外還有一個(gè)特點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)無(wú)粉塵的干施工工藝及可回收并重復(fù)利用，這個(gè)特點(diǎn)符合可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的時(shí)代主題。

另外，主要缺點(diǎn)有：耐火性差，鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)比鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)大的多，而且耐火性能比混凝土結(jié)構(gòu)差很多，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)就基本上喪失了其所有的強(qiáng)度和剛度；耐腐蝕性差，鋼材表面的鐵原子在空氣中發(fā)生反應(yīng)生成氧化鐵銹，銹蝕會(huì)使應(yīng)力集中，使鋼結(jié)構(gòu)的使用受到安全危害，提前破壞了鋼結(jié)構(gòu)，所以防腐措施是必不可少的。

3、鋼結(jié)構(gòu)施工中存在的問(wèn)題

鋼結(jié)構(gòu)工程施工中產(chǎn)生的問(wèn)題，是由于施工單位施工不善而造成的。主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：

⑴不熟悉圖紙，盲目施工，圖紙未經(jīng)會(huì)審，倉(cāng)促施工；未經(jīng)設(shè)計(jì)部門(mén)同意擅自修改圖紙；

⑵未按相關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范施工；

⑶未按相關(guān)操作規(guī)程施工；

⑷施工方案不周全，質(zhì)量管理紊亂。

4、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

我國(guó)的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開(kāi)放以來(lái)已有20 年的歷史，并在設(shè)計(jì)和施工中積累了不少經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)已自行編制了《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。針對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝構(gòu)件數(shù)量多和施工技術(shù)復(fù)雜的特點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵工序進(jìn)行了研究，通過(guò)編制各種專(zhuān)項(xiàng)施工技術(shù)方案及質(zhì)量控制措施，實(shí)現(xiàn)高精度安裝、快速完成工期的目標(biāo)。

4.1鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)的原則

為了凸顯鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，必須做好鋼結(jié)構(gòu)體系以及組成部分的穩(wěn)定性工作?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大多數(shù)是按照平面體系來(lái)設(shè)計(jì)的，如桁架和框架。我們要使得這些平面結(jié)構(gòu)不發(fā)生平面外失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布局來(lái)解決，可以增加必要的支撐構(gòu)件等。要求平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面穩(wěn)定計(jì)算需與結(jié)構(gòu)布置相一致。

4.2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的材料要求

在不同的結(jié)構(gòu)中對(duì)材料的要求也會(huì)不同，在廣州市天河區(qū)珠江新城商業(yè).辦公樓1幢B2-10地塊（財(cái)富中心）地下部分鋼結(jié)構(gòu)安裝方案中，則需要保證材料的抗拉強(qiáng)度.伸長(zhǎng)率.屈服點(diǎn).冷彎試驗(yàn).沖擊韌性合格，并保證硫.碳.磷含量符合要求。當(dāng)鋼板厚度≥36mm時(shí)，要求采用Q345GJC鋼材。鋼材應(yīng)滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）的要求，鋼材的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值不應(yīng)小于1.2。鋼材應(yīng)具有明顯的屈服臺(tái)階，且伸長(zhǎng)率δ應(yīng)大于20%。鋼材應(yīng)具有良好的可焊性，同時(shí)應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。除標(biāo)明外，鋼板厚度≤35mm時(shí)，采用Q345B鋼材；當(dāng)鋼板厚度36～100mm時(shí)，采用Q345GJC鋼材，斷面收縮率≥Z15。其中當(dāng)鋼板厚度≥50mm時(shí)，要求斷面收縮率≥Z25。當(dāng)鋼板厚度≥36mm時(shí)，要求斷面收縮率≥Z15。

4.3鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

對(duì)于高層建筑的柱和梁，由于是主要承力構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)制造的幾何精度將直接影響到安裝精度和承載狀況。特別是柱與柱的連結(jié)節(jié)點(diǎn)，目前大多設(shè)計(jì)采用非對(duì)稱(chēng)V型坡口全焊結(jié)構(gòu)、接觸和摩擦共同傳力的栓焊結(jié)構(gòu)形式。柱與梁連結(jié)節(jié)點(diǎn)采用單面V型坡口加鋼襯墊全焊形式和腹板栓接，翼緣焊接的栓焊結(jié)構(gòu)。其中栓接螺栓大多采用高強(qiáng)度螺栓，栓接面需進(jìn)行噴鋁或無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑漆進(jìn)行處理，出廠前抗滑移系數(shù)≥0.5。

⑴焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)

對(duì)于不同材質(zhì)、板厚，特別是屈服強(qiáng)度大于420MPa的高強(qiáng)度鋼（如國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”），必須根據(jù)不同接頭形式，確定坡口尺寸和焊接工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)接頭焊接試件進(jìn)行機(jī)械性能、彎曲、夏比沖擊等檢驗(yàn)，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，方可進(jìn)行工廠批量生產(chǎn)。

⑵鋼結(jié)構(gòu)的拼裝技術(shù)

拼裝工序是鋼結(jié)構(gòu)制造的主要工序之一，拼裝質(zhì)量的好壞，影響到桿件箱口尺寸、扭曲、旁彎等制造幾何精度。對(duì)于高層建筑的箱形或工型立柱，就顯得尤為重要。為保證立柱端面尺寸精度，常對(duì)隔板或腹板進(jìn)行機(jī)加工或采用精密切割技術(shù)，保證其幾何尺寸誤差控制在±0.5mm或±1mm以?xún)?nèi)。同時(shí)為減少變形，采用自約束和外力夾緊的它約束方式，滿足拼裝間隙控制在0.5mm以?xún)?nèi)。

⑶鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)使焊前，對(duì)焊條的合格證進(jìn)行檢查，按說(shuō)明書(shū)要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二級(jí)焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級(jí)焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級(jí)焊縫按要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)、全方位對(duì)稱(chēng)焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對(duì)接和角接焊縫 多層梁柱焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)，其次焊底部柱與梁節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點(diǎn)。在焊接頂層梓與梁節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應(yīng)力達(dá)到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴(kuò)散施焊。

5、安全施工

安全施工是鋼結(jié)構(gòu)施工中的重要環(huán)節(jié)，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)是懸空.高空.作業(yè)點(diǎn)多。在施工過(guò)程中，僅高強(qiáng)螺栓就很多，這些零件雖小，但如果從l00m以上的高空掉下去砸到人頭頂，后果就不堪設(shè)想了。針對(duì)這些高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)，必須采取事前與過(guò)程控制相結(jié)合的方法，首先加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全教育，堅(jiān)持日安全巡視制度。然后采取防護(hù)措施比如帶安全帽.走安全梯.纜風(fēng)繩.防墜板.防墜器等。

6、結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)體系已成為民用住宅建筑中的一種綠色環(huán)保的新型結(jié)構(gòu)體系。由于我國(guó)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑這一領(lǐng)域的起點(diǎn)是比較低的，相應(yīng)的各個(gè)方面的施工技術(shù)還不是很成熟，需要一步一個(gè)腳印，積極對(duì)待，積累經(jīng)驗(yàn)，不斷開(kāi)拓創(chuàng)新，積極推動(dòng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]鋼結(jié)構(gòu)工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn) 作者：張琨.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003