钢结构技术在建筑工程中的应用探析

发表时间:2021/7/21   来源:《城镇建设》2021年8期   作者:张志立
[导读] 尤其是在高层建筑中应用钢结构技术时,需要从多个方面加强关注,最大程度的保障好工程建设安全和建造质量。

        张志立
        青岛锦程人力资源发展有限公司  山东 青岛  266520
        摘要:在新的时代背景下,开展土木工程施工时,施工技术发挥非常重要的作用,直接关系到整个工程项目的质量和效率。目前在建设工程的过程中,对于钢结构的应用程度越来越深,虽然钢结构有很多优势,但实际在应用的时候依然出现了一些问题亟待解决。尤其是在高层建筑中应用钢结构技术时,需要从多个方面加强关注,最大程度的保障好工程建设安全和建造质量。
关键词:钢结构技术;建筑工程;钢结构施工
        引言:
        随着现代建筑行业的快速发展,钢结构建筑的优势逐渐被广泛接受和认可,受到了广大建筑人员的青睐,并在建筑领域得到充分应用、持续研究,在很大程度上取替了传统混凝土结构建筑。和传统混凝土建筑进行对比,钢结构建筑具有大幅节约施工时间、施工不受季节影响、推动住宅空间使用面积增大、减少建筑垃圾与环境污染、可重复利用建筑材料、推动其他新型建筑行业发展、抗震性能良好、强度高、自重轻、低碳环保、开间跨度较大等优势。与此同时,我国钢产量处于供过于求的状态,也推动了钢材在全新领域的应用探索,而钢结构建筑则在此背景下成为了引领建筑业和钢铁业发展的关键所在。
        1土木工程钢结构特点
        1.1较强的稳定性
        对于土木工程来说,影响其安全的主体不单单是钢结构。想要充分发挥出钢结构的作用,还需要配合好混凝土的施工。在应用钢结构技术之前,一般会采用缓凝土对建筑的主体结构框架进行搭建,虽然这种方式结构强度相对较高,但随着长期的使用容易出现沉降、裂缝等问题。采用整个框架钢结构构建的方式,可以大大提高土木工程的稳定性。
        1.2使用更加灵活
        在建造土木工程的时候,一般是开展地基阶段的施工,之后再进行后续的钢架搭建,完成整体建造。在设计钢结构时,可以先根据图纸对钢结构构件进行制作,之后通过吊装作业完成整体结构的搭建,这对于整体进度的提升和构件精度的提升有非常显著的效果。在实际应用时,要结合实际情况选择最为恰当的施工方式。
        1.3安全性更加优异
        目前我国在开展土木工程建设时,应用钢结构的情况越来越多。土木工程项目建设时间较长,期间很可能出现恶劣天气,钢结构可以在短时间内承受极端天气的考验,相比较传统的建筑工程材料来说能够承受更大的压力。
        1.4成本具有一定优势
        现代企业为了获取更大的利益,会利用现代化手段,减少对资源的利用,节约施工时间。在传统的土木工程施工时,为了确保整体结构的稳定性,会选择混凝土作为建筑材料。虽然混凝土强度高、使用时间长,但在制造混凝土的时候需要消耗大量的资源和时间,还会造成尘污染。土木工程如果采用钢结构进行搭建,填充材料选择环保型,不但可以节约资源落实好环保理念,还能够减少成本,加快施工进度。
        2钢结构技术类型
        2.1高层钢结构技术
        以实际设计要求和建筑要求为依据的高层钢结构,比较常见的形式有巨型框架结构、筒体框架结构、框架支撑结构。在选择钢构件的时候主要为钢管混凝土和钢筋混凝土。相比较其他材料,钢构件的延性更好,质量更轻。
        2.2空间钢结构技术
        该种钢结构的优势特点是造型美观、刚度大,而且施工效率高。在应用空间钢结构的时候,主要形式为多层变截面网架、球节点平板网架,不但消耗的钢材料更少,而且空间结构刚度更大。
        2.3轻钢结构技术
        一般情况下采用钢板进行轧制或焊接,用于建筑屋面围护结构和墙体,主要应用的是轻型彩色钢板,消耗的钢材料比较少[1]。相比较其他技术来说,轻钢结构整体投资小、建造速度快,而且不受恶劣天气等因素的影响。


        3钢结构技术在建筑工程中的应用
        3.1平面布置与结构选型
        受限于钢结构本身的特性,建筑平面布置通常较为匀称,而且分布规整、凹凸幅度小,否则钢结构很难满足实际需求,将会严重影响施工质量,给建筑的使用寿命、安全等造成巨大威胁。另外在进行钢结构施工之前,还需要对钢构件的应力进行科学计算,充分考虑各类荷载,即便是地震载荷与风向载荷也要进行适当考量。对钢结构建筑的水平位移进行严格控制,如果控制效果不能完全满足预期,则需要通过将建筑分户墙体等作为抗侧力结构的方式,进一步加强对水平位移的控制。
        3.2预埋螺栓
        预埋螺栓是进行钢结构施工前的重要工序,直接关系到后续施工情况以及总体施工安全与质量。施工队伍需要对施工图纸进行全面深入仔细地研究,进而确定预埋螺栓的深度。在进行螺栓预埋施工时,需要对轴线定位点进行确定[2]。而在预埋施工结束之后,应当立即进行浇筑。只有这样,才能充分保障螺栓的预埋位置与深度和预期一致。
        3.3钢管柱安装
        在安装钢管柱之前,需要对下层杯口偏离网络线的实际情况进行分析,进而明确钢管柱的偏移和倾斜情况,为相应的安装施工提供必要依据。在对钢管柱进行浇注时,通常采取立式高位抛落无振捣法,严格按照规范控制一次抛落的混凝土量。
        3.4钢结构吊装
        为了保障吊装安全,同时避免后续钢构件焊接施工出现变形情况,应当尽量采取钢构件组装成块吊装的方式,减少不必要的空中吊装及焊接工作量。在进行吊装时需要充分考虑现场各方面因素,合理确定吊装分区以及顺序[3]。吊装之前对钢构件质量进行检查,同时对钢梁垂直程度、稳定性等进行检查,实际操作时通常需要按照“三梁一吊”的方式进行“两点法”吊装,以免吊装过程中出现钢梁倾斜、扭曲的情况。
        3.5焊接施工
        对钢结构建筑施工而言,焊接是极其关键的部分,是有效连接构件的主要方式,因此在实际施工中必须高度重视焊接施工质量控制,保障实际焊接质量,以免因此而对整个钢结构建筑的安全性,质量等造成影响和威胁。针对不同的钢材以及实际施工情况,需要选择不同焊接技术,同时需要全面加强相应的焊接质量管控。
        3.6防火处理与耐腐蚀处理
        由于钢结构建筑本身耐火性以及耐腐蚀性较差,故而在实际施工时需要加强防火处理以及耐腐蚀处理。其中钢结构施工的防火处理方法主要包括防火涂料、浇筑混凝土砌筑砖块法、充水法以及轻质防火厚板包覆法等。防火涂料可以直接喷涂于钢构件之上,这样在高温环境下依靠涂料本身的厚度以及较低的导热率,能够对钢构件进行有效隔热[4]。而浇筑混凝土砌筑砖块法,则是将现浇混凝土作为外包层,通过现浇成型或者喷涂方式覆于钢结构外面并进行保护,该方法通常适用于容易碰撞且没有保护面板的钢柱。充水法是指直接在空心钢构件中充水,并且让构件中的水形成内循环,是十分简单且成本低廉的钢构件防火方法,不过该方法对空心钢构件的防渗漏、防腐蚀要求极高。轻质防火厚板包覆法则是直接使用无机防火板材如石膏板等,对钢构件进行包覆防护,具有操作简单、成本低、损耗小等优势。至于钢结构建筑施工中的防腐蚀处理,则主要包括使用耐候钢,对钢构件进行热浸锌处理,热喷铝(锌)复合涂层,涂刷保护漆,阴极保护等。
        结束语:
        综上可知,钢结构建筑施工难度较大,同时风险因素较多,需要在实际施工过程中全面加强施工技术控制,严格按照相关规范、制度、标准和要求进行操作,加大现场监管力度,尽量对现场施工风险、隐患等进行有效防控。只有在施工控制水平不断提升的前提下,钢结构建筑的应用水平才能得到有效提高,进而为现代建筑业的创新发展注入新的活力。
        参考文献:
[1]杨春芳.土木工程施工中钢结构技术的应用探讨[J].绿色环保建材,2020(03):160-161.
[2]季佳林.浅谈土木工程施工中钢结构技术的应用[J].居舍,2019(26):48-49.
[3]杨强.建筑工程施工中钢结构技术的应用及发展[J].工程建设与设计,2019(14):169-170.
[4]赵明禹.超高层建筑钢结构施工技术与管理[J].居舍,2019(21):84.
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