钢结构建筑的施工技术

80 年代以来 , 空间网架结构普遍在飞机库、侯机搂、体育场 馆等高、空、大 （ 高度、空间、跨度 ） 建筑物中使用 ; 幕墙建筑和 节能门窗在大型公建和民用住宅中广泛采用 ; 改革开放以来发展 起来的高层钢结构 （ 包括钢骨混凝土结构 ）, 大量进入民用建筑领 域 , 使得钢结构建筑 , 在技术上更加成熟 , 在质量上更加稳定。钢 结构住宅已经给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命 从设计、施工、到一系列新材料的使用都出现了革命性的变化 因而在国际范围内代表了未来的住宅发展新模式。

钢结构属于框架结构 , 以钢框架和钢筋混凝土框架做比较 : 在跨度相同情况下 , 钢梁高度是钢筋混凝土梁高度的一半。在承 载力相同的情况下 , 钢柱外围面积是钢筋混凝土面积的 1/4 。这 使“肥梁胖柱”的钢筋混凝土框架结构的弊端在一定程度上有 所缓解 , 但是“藏梁包柱”仍然是钢结构住宅设计的一项主要内 容。

一、建筑钢结构施工技术

1、平面布置和结构选型 钢结构适合于平面布置基本规正、 匀称、 凹凸变化较少的建 筑平面 , 不适宜轴线错开较多 , 形心和质心距离较大和易于产生 较大扭转的住宅平面。

钢结构住宅设计需要对风荷载和地震荷载作用下的水平位 移进行控制 , 因此,抗侧力结构的考虑是非常重要。 在住宅结构设 计中常常把楼梯间、 电梯间墙体设计为抗侧力结构。 如果位移仍 然不能控制在允许值范围内时 , 可以把单元之间的分户墙或厨 房、卫生间的部分墙体 （不动墙） 也做为抗侧力结构。

2、变形限值的讨论

抗侧力结构可以是钢结构 , 也可以是钢筋混凝土结构。当采 用钢桁架作为抗侧力结构组成纯钢结构时 , 规范规定 : 在风力作 用下,层间位移 1/400, 顶点位移 1/500; 在地震作用下 , 层间位移 1/250, 顶点位移 1/300 。因此 ,采用钢桁架作抗侧力结构可能造 成用钢指标有较大提高 , 从而增加造价。

若按钢结构限值 1/300 控制结构整体刚度 , 在地震中待钢结 构参加工作时 ,钢筋混凝土剪力墙己经产生了结构破坏 , 这种考 虑不够安全。

若按钢筋混凝土剪力墙限值 1/800 控制结构整体刚度时 , 钢 梁、钢柱截面会因地震力加大而大幅度增加。

3、层数和层高的确定

任何一种结构形式都有它的适用范围、 最佳建造高度。 钢结 构正是在高层、超高层建筑中具有独到的优势 , 高层住宅由于地 震设防 , 梁、柱断面虽然与同条件钢筋混凝土梁、柱相比要小的 多, 但在寻常百姓家的居室中 ,梁柱的存在仍然是十分尴尬的事。 相比之下 , 我们认为钢结构用于多层和“小高层” ,是具备一定 优势的。

大空间自由分割历来是住宅的希望 , 在墙体结构中大空间的 获得,只有以大开间大进深来实现 , 其结果是楼板厚度增加造成 用钢量和结构自重加大 , 结构重量加大又造成地震力加大 , 反过 来影响剪力墙的厚度、强度和配筋。

4、柱网确定和柱断面型式的选择

柱网的确定一般根据乎面分割情况 , 结合梁的位置和截面高 度, 以及钢梁的隐蔽方法来决定。外墙处的柱距是柱网确定的关 键,把沿外墙钢梁和外墙窗上皮的高度关系处理好 , 柱网也就基 本确定了。

5、钢结构的节点构造

节点构造直接影响钢材用量 , 在试点住宅中集中力量解决了 两个部位的节点做法。

(1) 柱脚生根部位 试点工程地下层结构按钢筋混凝土框架―剪力墙结构考虑 柱脚位于地下室顶板标高处 , 柱脚与顶板预埋钢板用高强螺栓连 接。首层超市用钢筋混凝土包柱按钢骨混凝土框架一钢筋混凝土 剪力墙结构考虑 , 二层以上钢框架―钢筋混凝土剪力墙结构。

(2) 钢框架的钢梁和钢筋混凝土剪力墙 (核心筒 )的连接 为了确保试点工程安全可靠 , 设计中没有采用单纯在剪力墙 中预埋钢板的连接方法 , 而是在剪力墙端部和核心筒拐角处自柱 脚标高起，设置上下贯通的I型芯柱，并且,在钢梁高度处用钢桁 架作为芯柱与芯柱之间的横向连接 , 以确保该部位节点的工作状 态和计算假定相吻合。

6、结构体系选择

(1) 5~6 层以下的 , 可采用框架体系或框架―支撑体系 ,6 层 以上的可采用框架支撑体系或框架―混凝土剪力墙 (核心筒 )体 系。多层房屋大多采用双重体系。

(2) 框架柱有H型钢柱，钢管砼柱和钢骨砼柱，后两种为组合

柱。在小高层中 , 组合柱比 H 型钢柱省钢。

(3) 剪力墙比钢支撑的延性低 , 在大震时延性低的地震力大 , 延性好的地震力小 , 从抗大震的性能来说 , 钢支撑比砼剪力墙好。

(4) 钢框架―砼剪力墙体系属混合结构 , 对它的抗震性能目 前研究还不够 , 未列入抗震规范 , 虽然现在应用较多 , 选用时应慎 重。核心筒宜用小钢柱加强 , 也有利于安装。

二、如何作好钢结构施工的质量控制 1、做好工程开工前准备工作

(1) 强化施工图纸的会审工作。 图纸是工程施工的依据 , 工程 开工前项目控制机构要组织控制人员熟悉工程图纸与项目有关 的规范标准、工艺技术条件 , 充分领会设计意图。

(2) 认真审查钢结构安装施工组织设计。施工组织设计是施 工单位全面指导工程实施的技术性文件 , 施工组织设计的完善程 度直接影响工程的质量、进度。因此 , 钢结构安装工程施工组织 设计审查要针对性和重点。审查的重点内容有 : ①质量保证体系 和技术管理体系的建立；②.特殊工种的培训合格证和上岗证；③.

新工艺的应用 ; ④对工程项目的针对性 ; ⑤质量、 进度控制的措施 和方法;⑥.施工计划(工期)的安排。

2、加强现场施工过程中的质量控制

(1) 作好钢结构基础工程的质量控制。钢结构工程的基础一 般都采用混凝土独立柱基础 , 基础的混凝土及钢筋、模板的施工 与其他工程的施工工序及方法相同 , 而基础独立柱中预埋的螺栓 是质量控

制的重点 , 单个螺栓及每组螺栓之间的间距、高低的偏 差,直接影响钢结构工程的安装质量 , 我们在控制质量控制过程 中, 要求施工单位必须严格控制好。

(2) 钢结构主体工程的质量控制。

① 钢构件的质量验收。钢构件的加工已实行工厂化生产 钢

构件的进场质量验收就非常重要。

② 钢构件安装质量控制。柱、梁安装时，主要检查柱底版下 的垫铁是否垫实、垫平 , 柱是否垂直和位移 , 梁的垂直、平直、侧 向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理 , 验收合格后 , 方可起 吊。当钢结构安装形成空间固定单元 , 并进行验收合格后 , 要求施 工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。

③ 螺栓安装质量的控制。 钢结构工程中螺栓连接一般用高强 螺栓和普通螺栓 , 普通螺栓连接 , 每个螺栓一端不得垫 2 个以上 垫片,螺栓孔不得用气割扩孔 , 螺栓拧紧后外露螺纹不得少于 2 个螺距; 高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单 , 安装 过程中板叠接触面应平整 , 接触面必须大于 75%,边缘缝隙不得大 于0.8mm,高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔。

(3) 门窗工程安装质量的控制。钢窗安装质量的控制重点有 两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。 二是, 钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。 先施工固定钢窗的立柱 有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。 我们在控制 过程中,要

，

求施工单位先固定钢窗一边的立柱 ,待钢窗完全固定 就位后,再焊接另一边的立柱 ,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。

总之 , 钢结构工程的施工在我国刚起步 , 在钢结构工程施工 控制过程中 , 要真正发挥工程控制的作用 , 要求工程在施工时要 严格控制好进度 , 同时工程师也要做好质量把关工作 , 这样才能 保证钢结构工程的施工质量。