钢结构施工技术

钢结构建筑诞生于20 世纪初,具有土木工程量大、面广、类型多样的特点.钢结构在大跨度、重荷载、超高度及可移动结构领域占有绝对优势,在传统领域也将扬长避短,向优势倾斜.广泛应用于体育馆、飞机库、工业厂房等.在此钢结构广泛应用的大环境下,熟悉和掌握钢结构施工技术及相关知识,在当前整个建筑行业都显得尤为重要.

1.钢结构的优越性

钢结构在建筑领域应用的优势越来越被市场所认同和青睐, 其优越性体现在:

1）建筑质量好.钢材的抗压、抗侧弯强度均比混凝土柱高1.5 倍,大大增加了建筑物的抗强震能力,克服了传统建筑中“肥梁胖柱”的弊病,增大了建筑物的有效空间.

2）工程造价低.轻型房屋钢结构的用钢量比混凝土结构下降15%左右, 混凝土减少50%, 人工费用下降75%,运费下降75%,基础处理费下降20%～30%.总体投资比传统钢筋混凝土体系下降5%～l5%.

3）自重轻.采用轻型钢结构体系,房屋整体质量比混凝土建筑下降75%.

4）施工周期短.轻型房屋钢结构体系的建设周期,可比传统结构模式缩短50%～75%, 缩短投资的占用周期,提高资金的使用效率.

5）钢材的再利用.钢结构及其配套技术的相应部件, 绝大部分可以工厂化制作,并可实现结构材料的再利用.

2.钢结构的主要施工技术

2.1 螺栓预埋

钢结构预埋螺栓的位置必须准确,并应严格控制基础轴线和标高基准点,埋设后进行两次复测,第一次在埋设定位后测量,第二次在基础混凝土浇筑并代其坚固后进行复测,如果在复测过程中发现位移超出范围则必须进行重新埋设.其标高偏差控制在±5mm以内,定位轴线的偏差控制在±2mm以内.

2.2钢构件的除锈及涂装

1)涂装前对钢结构构件表面的处理非常重要.只有除锈达到规定的等级,才能保证涂料与钢材表面有良好的附着力,才能起到防止腐蚀的作用,因此没有合格的除锈质量就没有合格的涂装质量.但在实际工作中不少施工人员甚至监理人员对除锈工作认识不足,重视程度不够,易忽视,从而导致工程中时常出现钢构件表面返锈问题.

2)涂层基本上由底层涂料、中层涂料和面层涂料组成,各涂层有其各自的作用,不可省略.底涂的主要作用是使涂料层与钢材表面有良好的附着粘结力,中层涂料主要是增加涂层厚度,增强保护效果,面层涂料的主要作用是与大气环境接触有良好的耐候性、致密性和抗渗性.因此涂装时必须认真对待每一涂层的施工.

3)钢材表面除锈完成后与涂装底层涂料的时间间隔不应超过6h,涂层与涂层之间的时间间隔以前一涂层达到表干后为标准,一般涂层间隔时间不少于4h,涂装时钢构件表面不应结露,涂装后4h内免受雨淋.

2.3钢柱的制作与吊装[1]

在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度, 即使只有几毫米也不能忽略不计.而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,同时要求对每节钢柱应编号予以区别,以保证正确安装就位.

钢柱吊装一般按照预先划定的区域内平行顺序同时进行.钢柱吊装前,应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上.在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套,以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙.钢柱的吊点在吊耳处,根据钢柱的重量和起重机的起重量,钢柱的吊装可用双机抬吊或单机吊装.钢柱就位后,先调整标高, 再调整位移,最后调整垂直度.

2.4框架梁的制作与安装[2]

高层、超高层框架梁一般采用H型钢框架梁与钢柱宜采用刚性连接,钢柱为贯通

型,在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋.

为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性,在工厂制造时,在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿),悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝,腹板采用贴角焊缝.框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接.

由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径）,并应保证孔边距的要求.

框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度,需考虑焊接收缩变形.焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度.

采用高强螺栓群连接时,孔位的精度十分重要.目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔,前者精度低,后者精度高,应优先考虑采用后者.当采用模板制孔时,应保证模板的精度,以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求.如果孔位局部偏差,只允许使用铰刀扩孔.严禁使用气割扩