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摘要:钢结构作为建筑物的骨架,能够直接决定建筑物的总体质量,在我国建筑技术不断优化更新的背景下,钢结构施工技术也不断完善。现如今,怎样在建筑工程绿色发展的过程中实现提升钢结构的质量以及为社会创造更多的价值也就成为当前有待处理的主要问题。本文将围绕建筑钢结构施工技术,质量控制难点及其质量优化措施为主题来展开分析,通过详细了解建筑钢结构施工的各个关键技术,再提出有利于对建筑钢结构施工质量合理控制的可行性对策。
关键词:建筑钢结构;施工技术;质量控制;措施
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。因其自重较轻,低碳、节能、绿色环保,且施工简便,广泛应用于大型厂房、展厅、场馆等领域。相对于传统钢筋混凝土结构,采用钢结构施工在施工难度上有所降低。在建筑行业中,建筑钢结构施工技术发展迅速,钢结构建筑因其抗震性好、安全可靠、有良好的可塑性和韧性、绿色环保、以及施工速度快强度高,深受建筑行业的青睐。因此,钢结构在建筑行业中渐渐扩大,迅速占领市场。钢结构施工技术的质量也成为建筑行业中的一个重要课题,如何有效提高钢结构技术施工质量和工艺,已成为施工单位和使用单位最为重视的一个问题。
1 钢结构的优势
1.1 材质延性好,抗震能力较强
由于钢材料具有内部分布较为均匀的物理性质,每个部位的受力情况相对来说较为平衡,如果受到的力超过了其工作应力的临界值,才会发生一定的形变,具有良好的工作性能。与建筑工程力学中所要求的材料性能正好相符,在需要进行受理和用量计算过程中,防震结果也是具有良好的可靠性能,另外,钢材料的延性使得其具有极高等级的抗震能力,这种情况下,钢材料就比其它的建筑材料有很高的优势,在地震等自然灾害中能够有优良的表现,还能够在一定程度上抵抗剧烈地震带来的形变,是高层建筑中具有极大优势的材料。
1.2 高强度,轻质量,建筑成本较低
钢材料密度比值较大,建筑工程中全部部件都要承受相应的自身重力,采用钢材料进行建筑能够极大地减小材料的重力。如果荷载和约束条件相同的条件下,钢材料以及周围的一些部件重量加起来也就是混凝土的重量的 25%,加上钢材料的可焊接性能,使得周围的材料质量能够大幅度的降低,各种复杂图形的结构问题都能够很好地得到解决,使得在建筑中安装以及运输等等过程极为方便,大大提高了工作效率,同时也很好地节约了建筑成本。
2建筑钢结构施工技术的具体类型
2.1钢柱吊装技术
所谓的钢柱吊装技术主要是指施工人员借助爬梯或挂篮等方式,将钢柱遵循一定的规则与秩序进行吊装连接,并确保在进行首节钢柱吊装时,利用地脚螺栓进行固定保护,以此来确保在最大程度上避免钢柱在进行吊装过程中出现某些问题。而在具体的吊装过程中,相关人员还需要对钢柱的长度进行一定的标记,确定钢柱吊装的具体高度,之后再借助平移等方式来进行调整。此外,在进行实际的吊装过程时,相关人员还需要避免钢柱受到阳光直射,以此来防止由于热胀冷缩现象对吊装过程所造成的影响,保障建筑钢结构施工过程的顺利进行。
2.2钢柱施工技术
在现代建筑钢结构的施工过程中,钢柱施工技术发挥着关键基础的作用,它要求施工人员在进行具体的施工过程中,对钢柱样品的长度进行充分考虑,之后将施工过程中存在的问题进行及时有效的改正。此外,相关人员还需要对不同的钢柱进行编号处理,以此来将不同的钢柱进行区别,确保能够更加便捷的观察相关的钢柱,进而对建筑钢结构施工的顺利性进行保障。
2.3钢结构焊接技术
除了以上技术之外,在现代建筑钢结构的施工过程中,钢结构焊接技术同样占据着极为重要的位置,并在很大程度上对建筑钢结构的稳定性进行保障。而在具体的施工过程中,相关人员需要借助对称焊接的方式,以此来降低焊接形变问题出现的概率,同时,将部分较为困难的焊接部分进行相应的处理,以此来强化提高焊接工作的水平与质量,进而为建筑工程自身的质量进行保障。
3钢结构建筑的施工技术要点分析
3.1 测量施工
在进行测量施工时,首先要建立水准基点,并且使其能够均匀分布,在对水准基点进行确认时,可以依据水准基点组来实施,然后再标注钢筋,通过水泥砂浆的方式来对水准基点予以有效的保护。在该操作完成后,为了充分保障水准基点的准确性和可靠性,要对两点之间的高程进行科学的测试。再有就是通过对轴线进行有效的管理,来帮助施工人员对平面轴线的位置通过内控的方式进行科学
的确定,同时还可以对钢结构的安装质量进行有效控制。
3.2 焊接
在焊接工程质量控制过程中,管理人员需要做好事前准备工作,注重施焊过程和成品检验等工作,认真检查焊接原材料出厂质量证明书、焊工上岗证,注重焊接工艺试验,加强对施焊过程的管理,确保各项技术的有效落实,还需要严格检查焊缝质量外观和焊缝尺寸,积极开展无损检测工作。
3.3 钢结构除锈及涂装
在钢结构除锈及涂装工程中,管理人员需要认真检查并验收各个施工工序,提高钢结构涂装质量。首先,根据设计要求等级验收钢结构除锈质量,认真检查涂装原材料的出厂质量证明书、消防部门的认可证明;其次,在涂装之前,需要及时地清理构件表面的泥土、油污等杂物,在干燥、无尘环境中进行,保证温度和湿度满足规范要求,且涂刷遍数和涂层厚度满足设计要求;最后,认真处理涂层损坏位置,检查涂层的附着力,并做好外观检查验收工作,保证涂装质量符合标准。
3.4 钢柱吊装施工
在对钢柱进行吊装时,主要是通过起重机沿着钢材跨中或者跨边来开展吊装工作,因为整个吊装工作中,起重机是最为重要的工具,因此在开展吊装工作之前一定要做好相应的支撑和固定,而且还要实现对钢柱轴线的调整,为了保证其经确度控制在规定的范围以内,这时可以通过使用专用的角尺来对轴线位置进行仔细的检查。在检查过程中一旦发现轴线位置不合理,就需要立即对其进行科学
的调整,或者重新对其进行安置,只有这样才能够充分保证吊装工作的稳定性。此外为了保证高空作业的安全性,如果场地条件比较好的话,可以使用支臂车,但是在场地条件不好的情况下为了便于施工人员的操作,可以设置临时的井字型爬梯。在钢柱吊装就位以后,就要及时安装垫板,并且对双螺丝母进行固定,同时还需要把缆风绳拉好,并且对每一项工作进行仔细的检查,确保每项工作都满足规范标准,充分保证钢柱的垂直性以及安全度。
3.5 钢梁安装施工
在钢结构进行安装时,为了确保其安装质量能够充分满足工业厂房所规定的跨度需要,一定要充分保证钢结构必须依据工业厂房实际跨度进行,而且在安装过程中,为了安装的便利和钢柱的稳定性,要使用吊车以单机滑行的方式或者旋转的方式进行。再有就是安装钢筋生命线时,一定要为其准备充足的活动场地,因此钢梁的拼接会选择在台架上进行,而钢梁的固定施工也需要通过缆风绳来开展,由此才能在最大程度上来保证其稳定性。最后就是为了确保安装过程的稳定性,通常会使用吊钩来对钢梁进行起吊,并且整个安装过程都要做好相应的防护措施,为钢梁安装工作提供可靠的保证。
4建筑钢结构施工技术质量控制难点
4.1结构选型
在结构选型上,最需要看重的是该钢结构是否具有对于地震和风向的高荷载量,因为其涉及整个工程的抗侧力,所以被列为整个工程中的重中之重。其应用主要体现在电梯与楼梯之间的墙体上。但在楼梯电梯墙的施工过程中,水平线位移的影响不好,根本达不到预期的效果,导致整个工程质量问题无法得到保证。遇突发性恶劣天气或大风,整个钢结构容易损坏。
4.2建筑层高与层数的确定
在城市化飞速发展的背景下,许多建筑的层数逐渐变高,而相对应的功能要求变得越来越多。建筑钢结构运用在高层或高功能的建筑当中,其相比于钢筋混凝土结构的优势有以下两点:(1)钢结构有更好的防震能力,在高层或高功能的建筑当中,是必不可少的部分。(2)针对断面程度,钢结构的梁和柱的横断面和纵断面都比较小,可以完美契合中层、高层的建筑,相比之下,钢筋混凝土结构的断面较大,容易在中高层建筑中受到一定因素的限制。此外,居住区的工程建筑大多需要自由划分和足够的空间。对钢结构的要求更高,对楼板厚度、质量和结构的要求也很高。因此,在钢结构施工中,需要根据相应建筑物的层高和结构,认真考虑和严格控制钢材的使用。
4.3平面布置
在一般情况下,建筑钢结构施工技术作用于工程建筑的平面之上,因平面的质心与型心之间的距离较大,对于平面布置的要求十分紧密。钢结构主要适用于那些平面布置规整、凹凸变化少的建筑平面,由于在进行结构设计时需要充分考虑到建筑物在风荷载作用下的水平位移,因此,抗侧力结构的设计就变得非常重要,一般来说,在建筑工程中经常把电梯间或楼梯间的墙体设计为抗侧力结构,如果仍然无法将位移控制在标准允许的范围内,也可将各单元的分户墙或者厨房、卫生间的部分不动墙作为抗侧力结构。
4.4 变形极限的讨论
抗侧力结构既可以是钢筋混凝土结构,也可以是纯钢结构,在国家的有关标准中规定,如果利用钢桁架作为抗侧力刚结构的组成部分时,风力作用下的顶点位移应小于1/500,层间位移应小于 1/400;而在地震作用下,顶点位移应小于 1/300,层间位移应小于1/250。因此,如果利用钢桁架来制作抗侧力结构,就会显著增加相应指标,进而提高工程造价。
4.5节点构造
在某试点工程中,其地下部分采用的是钢筋混凝土框架—剪力墙结构,柱脚设置于地下室顶板标高处,并用高强螺栓将柱脚与预埋钢板连接在一起。首层采用的是钢骨混凝土框架—钢筋混凝土剪力墙结构,二层以上采用的是钢框架—钢筋混凝土剪力墙结构。
4.6钢梁和钢筋混凝土剪力墙的连接
为了确保试点工程的安全性,在设计中除了采用在剪力墙中预埋钢板的方法以外,还在核心筒的拐角处和剪力墙的端部设置了上下贯通的Ⅰ型芯柱,并采用钢桁架作为芯柱间的横向连接,以确保节点的工作状态能与设计图纸中的要求相吻合。
5钢结构工程施工技术质量控制优化策略
5.1 做好技术交底
设计图纸是施工的重要依据,因此,在施工正式开始前,工程技术人员应会同图纸设计单位、工程监理人员共同对施工图纸所涉及到的质量标准、规范制度、工艺流程、技术条件等进行讨论和了解,以便对其进行深入的掌握,领会设计意图,避免在施工过程中出现违规操作的现象。
5.2 对钢结构施工组织设计进行审查
钢结构的施工组织设计是由施工单位编制的,对钢结构工程的施工进行指导的技术性文件,其设计是否科学、合理、完善直接影响着钢结构工程的质量和进度。因此,有关技术人员应对做好对施工组织设计的审查,其主要内容有:技术管理体系和质量保证体系的是否建立,是否科学合理;对于特殊工种的培训要求和技术水平要求是否能够满足现场施工的实际需要;是否引入了新工艺,对新工艺的说明是否完善;施工组织设计是否具有较高的针对性,是否符合施工现场的实际情况;施工进度和质量控制的方法是否完善、合理;工期安排是否符合客观规律等。
5.3工程图纸的熟悉
建设图纸是建设项目的依据、基础和关键。技术人员需要对建设图纸进行详细的理解和分析,掌握图纸的详细内容,进而控制建设的整体情况,只有这样,才能有效地执行建设计划,按部就班的进行施工。建设过程中如果存在技术问题,需要在建设前进行相关技术讨论和问题调查,这也是阅读建设图纸的重要原因。同时,熟悉结构图对检查结构图也非常重要,从建筑的建设和使用的观点来看,在规定时间内确定建筑图纸的问题,通过特定的研究和讨论提出解决方案,对保证建筑安全也至关重要。
5.4对施工编制进行设计
建设部门在制定建设计划和建设组织时,必须考虑法制、建设人员、环境保护、建筑材料、机械设备这五个方面,以工程相关人员的安全为前提,从工程的各个方面入手,确保工程的质量。在建设计划的制定过程中,为了减少意外事件的发生,建设的特定条件需要进行很多研究和调查,并通过分析确定。此外,在钢结构项目的施工设计中,根据项目的生产、安装阶段的特性,将项目施工进行集中设计的情况有很多。
5.5钢结构基础工程的质量控制
钢结构基础工学的品质管理,也就是钢结构基础嵌入螺栓的品质管理。嵌入螺栓是项目构建的最重要的一步,也是第一步,是整个项目的基础,详细阅读结构图,理解结构意图,制作安装模板是事前嵌入螺栓所需要的步骤。为了避免嵌入的螺栓在混凝土建设过程中移动,必须使用两个安装模板和钢筋将嵌入的螺栓固定在珠子的主筋和木板上,同时,还需确认各螺栓组之间的高度和间距是否在容许误差范围内,为了防止混凝土注入过程中的损伤,必须保护螺杆螺栓。土木工程完成后,需要确认并记录地脚螺栓,完成后才能进行下一步,只有这样才能确保接下来的工作顺利开展。
5.6 加强工程主体的质量控制
在进行梁柱安装时,主要应检查底板下部的垫铁是否平整,螺栓的牢固度和摩擦面的清洁度是否符合有关标准的要求,当验收合格后方可起吊。在钢结构安装结束并形成固定单元之后,用膨胀混凝土对基础顶面和柱底板进行二次浇筑密实。在普通螺栓的连接处所使用的垫片应不大于两个,如需进行扩孔,切忌不可使用气割;拧紧后的外露螺纹不得少于两个。在使用高强度螺栓之前,必须要对其按照出厂合格证和复检单进行验收,在安装过程中要保持板叠基础面的平衡度,整个安装过程应自由穿入,不得进行扩孔或敲打。
5.7 完善施工监督
大多建设单位在建筑钢结构施工方面,都能够按照科学、合理的方式来施工,偶有不足也可以在专业性的措施指导下进行调整,取得较好的结果,整体上没有造成严重的隐患。未来,应继续在施工监督方面投入较多的努力:(1)建筑钢结构施工的初期阶段,各个岗位的工作开展,必须巡逻监督,并做出详细的记录,发现任何错误的操作,或者是拖沓的现象,都要及时的纠正。建筑钢结构施工的严苛程度不断提升,不仅要对行业规范良好的遵守,同时在国家的技术指标提升力度上,也要进一步的巩固,这样才能促使建筑钢结构施工的内涵,得到更好的优化,从而减少各项漏洞的反复出现。(2)施工监督的完善,要加强信息化的监督设备应用,针对重点施工的环节,重点施工的阶段,进行有效的分析和指导,并且加强远程操控,为建筑钢结构施工的质量提升,做出更多的保障。
6结束语
总而言之,在时代快速发展的社会背景下,钢结构技术已经逐渐成为未来建筑行业以及城市化建设的发展趋势。企业和研究人员对这项技术进行深度研究以及加强施工过程中的质量控制,对于建筑的使用寿命和安全性能都具有重大的社会意义。钢结构具备诸多优势,能够满足建筑多方面的施工要求,建筑单位应结合钢结构特点和综合性能规划合理的安装施工技术,强化钢结构在建筑施工中的作用效果,不断提高钢结构在建筑中的安装水平。为了钢结构技术能够快速有序发展,企业要对施工过程中的各项环节进行严格把控,对工程项目的各个环节按照国家标准及技术要求进行严格的检测和质量验收,为未来我国经济高速发展提供坚实的基础和保障。
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