关键词:钢结构建筑;施工特点;技术要点
一、前言
钢结构有着强度高,自重轻,有良好的塑性和韧性,抗震性能好,工业化程度高,安装容易,投资回收快,环境污染轻,施工周期短,造型美观等独特优势在建筑业被越来越广泛应用。基于此,本文主要对钢结构建筑施工特点及技术要点进行了分析与探讨,以供同仁参考。
二、钢结构建筑的施工特点
(1)材质比较均匀。钢结构建筑内部填充较为均匀,并且选用的材质多为合金。其熔点高于一般材质20-30℃,并且硬度较大,对外界发生摩擦时,不会产生大尺度的划痕。其次根据钢结构的受力特点分析,该建筑材质具有一定的收缩性,当遇到外界挤压时,会产生一定的弹性形变,但是不影响该材质的正常使用。
(2)塑性和韧性较好。钢材通过将建筑内部的作用力分配到各部分来使建筑整体受力平衡,从而增加了应变值,提高钢材适应负荷的能力。钢材具有较好的韧性和塑性:建筑钢结构具有一定的韧性,所以当承受较大负荷时,不会产生较大的形变,所以在一定程度上能够承载超负荷的动力。其次该建筑钢结构具有一定的塑性,能够抵抗一定等级的地震。主要是因为地震产生的动荡,会使承载物不断挤压钢结构,但是由于该建筑钢结构本身的固有性质,所以不会产生断裂的现象。
(3)强度高,自重轻。钢结构的强度高,在同等承重的情况下,就会比钢筋混凝土结构节省更多的材料与空间,从而减小建筑的竖向截面面积,使建筑的使用面积大量增多;钢结构的自重轻,高层钢结构自重一般为高层混凝土的1/3--4/5,对于同样高度的建筑,钢屋架的重量不会超过钢筋混凝土屋的重量,因此在遇到地震等外力作用时,建筑内部各种材料的相互作用力就会有效减少,从而使建筑更加稳定。
三、钢结构建筑施工操作要点
(1)钢结构构件加工与制作。钢结构构件在场外进行加工,钢柱每节按照三层进行分段。在钢结构构件加工过程中,我们要注重加工的质量控制,并按照设计施工图及验收规范进行钢结构钢件的验收。
(2)钢结构安装。1)构件验收、矫正钢构件在进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检查。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。2)地脚螺栓安装工艺将地脚螺栓全部用上、下螺帽固定在钢套板上,用Ф8的钢筋将地脚螺栓焊接固定在基础主筋上,加固完成后进行混凝土浇筑。3)安装与校正。①根据结构平面形式分区进行吊装图绘制,吊装的顺序如下:先安装整体框架、梁柱结构,后安装楼板结构,沿着中央向四周扩展,在吊装时,先主梁后次梁,以形成一个空间构架,保证钢结构的刚度,提高钢结构的稳定性。②钢柱安装。为了合理调整柱的垂直度,应在预埋螺栓上先拧上几个螺母,全部拧到接触基础面,并采用水平仪进行找平,当找平以后,随之进行吊装钢柱。在钢柱吊装时,为了防止意外情况的出现,如出现雷雨天气,需要停工,同时在柱的上端活系两根缆风绳,可以四个方向临时固定,以调整钢结构的垂直度。当钢柱吊装就位以后,要采用两台经纬仪进行钢柱测控,通过调整柱底脚板下的螺母来实现。③主次横梁安装。当安装好第一个空间受力单元的4根钢柱以后,才能进行柱与柱之间的横梁安装。在吊装过程中,需要对吊点进行试验。同时,还要采用撬棍插入钢梁两端的螺孔内,再将临时螺栓拧入,待结构安装精度调整达到标准规定后,将高强度螺栓自由穿入栓孔内。高强度螺栓的安装顺序原则上是以接头处刚度较大的部位向约束较小的方向进行,拧紧顺序是由螺栓群中心向四周进行,高强度螺栓紧固分为初拧和终拧,初拧扭矩一般控制在终拧扭矩的50%左右。④钢梁、钢柱焊接。梁、柱安装采用手工电弧焊。采用“结构对称、节点对称、全方位对称”的焊接原则。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝。多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层柱与梁节点时,应先焊柱顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。⑤钢柱连接。钢柱安装顺序同首层,用高强螺栓将腹板两侧夹板紧固连接。在连接时,为避免造成轴线的积累误差,则必须注意每节柱的定位轴线均应从地面控制轴线直接引出,以保证整根柱在允许偏差范围内。调整好后进行高强度螺栓初拧,待本层第一个空间结构受力单元安装完毕并检测合格后,对钢柱连接螺栓进行终拧。
(3)钢结构连接。1)全隐框铝合金玻璃幕墙:在幕墙龙骨与H型钢柱连接时,应采用180mm×100mm×10mm角钢。同时,要对型钢表面热镀锌进行防腐处理,龙骨采用180系列隐框铝合金型材,玻璃采用中空钢化镀膜玻璃。本工程幕墙龙骨采用型钢连接件与H型钢梁焊接,焊缝高度大于8mm,焊接完成以后,才能对焊点进行防腐处理。2)型钢骨架金属幕墙:本工程中外墙采用金属夹芯横墙板。幕墙龙骨采用方管,方管与H型钢柱的连接件采用110mm×70mm×10mm角钢,与主体H型钢柱竖向间隔900mm焊接一个固定点,焊接形式为满焊,焊缝高度不小于7mm;龙骨为180mm×70mm×20mm×3mmC型檩条。主体结构跨度为7.2m,C型檩条水平放置时,跨中挠度较大,影响受力要求,因此在跨中采用50角钢竖向作支撑。3)楼地面工程:楼板混凝土底模采用压型钢板,厚度为1mm,压型钢板与钢梁之间连接用栓钉规格为<16×110mm,间距400mm。混凝土浇筑前要验算压型钢板的强度和刚度。
(4)质量要求及安全保证措施。1)专职质检员对大型焊接、钢构件等主要材料认真进行质量验收;2)构件上连接孔的孔径、孔距进行全部跟踪生产检查,对样板、模具、胎具每天至少检查一次;3)钢结构工程所采用的钢材应附有钢材的质量证明书,各项指标应符合设计文件的要求;4)设立管理组织体系,委派专人负责工程项目及有关安全防火工作,专人了解各工种的安全操作规程,设立各级安全生产岗位责任和定期安全检查制度、安全教育制度等;5)施工前对管理人员、施工人员进行现场教育,介绍有关安全生产管理制度及规定和要求;6)施工人员进入施工现场,必须佩戴安全帽,高空作业要有安全带。冬季构件表面结霜,在构件上行走应系好安全带,穿防滑鞋。拆除的临时螺栓、手头工具应拿稳当或装入工具袋,严禁随意乱扔。穿着防护用品,如电焊手套、护目面罩、绝缘胶鞋;7)吊装前检查起重设备、吊具是否符合安全要求,否则不得使用;8)吊装现场地面平整坚实,松软的土层要夯实或加垫木以保证吊装机器稳定作业;9)在吊柱子时外墙设安全网,吊框架梁时架设临时活动式走道,并随框架吊装逐层升高;拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台,另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。
四、结语
总之,钢结构高层建筑具有诸多优点,与此同时,钢结构高层建筑施工过程非常复杂,因此在钢结构建筑施工过程中,应充分理解节点深化图,合理制定施工工艺;安全防护要及时跟进,措施要严密,检查要到位,这样才能确保钢结构建筑施工的安全与质量。
参考文献
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