试论建筑工程钢结构施工工艺

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摘要：随着我国经济突飞猛进地发展，我国的经济实力和技术水平都得到了迅速地提高。钢结构以其独特的优越忧，在建筑业被越来越广泛的重视和应用，在“大力发展钢结构”政策的指导下，我国钢结构发展的历史机遇已经到来。

关键词：钢结构；选材；制作与安装

前言

具有大跨、轻型、重载、高耸、结构性能好、整体性强、抗震性佳、造价低、施工速度快，环保等诸多优点的钢结构工程，逐渐取代了传统的砖混结构及混凝土框架结构，已被广泛运用于桥梁、民用建筑，高层建筑、工业厂房等。然而，随着施工技术水平的不断提高，再加上钢结构工程本身构件制作精度要求很高，而且安装时易受自然条件影响，手工作业较多、允许偏差较小致使施工难度较大，稍有不慎，在施工中就很容易发生工程事故，不仅影响了工程进度，而且给施工企业造成较大的经济损失。为防止施工事故的发生，确保钢结构房屋建筑基础、主体工程的施工质量安全，采取相应的措施对钢结构工程的施工质量进行严格的管理与控制，提高工程质量，是十分必要的，更是非常重要的。

1 钢结构的选材

钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用(约占4O％)+制作安装费用(约占3O％)+防火涂料费用(约占30％)，防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降，可望部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。

2 钢结构的施工工艺

2.1箱型柱制作工艺

钢板拼接：由于每段柱高在l2米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼

接。钢板两端开坡口。

划线下料：按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。

长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。

用两台半自动切割机(或双头)沿划线中心同时切割，每隔5米留100mm不切割，待冷却后再切割。

组装焊接：用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在

两腹板上划组装线，组装焊接衬板。

定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊1O～20mm焊缝。

将一腹板与隔板组对，定位焊。

用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。

焊接：用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加1OOmm引弧板和熄弧焊。焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。

焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5mm处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落；并修磨后的切割面进行检查。

2.2梁及连接板加工及组焊

下料：型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料，下料后应进行清渣修磨，编号归类放置。

钻孔：先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孑L的四周(900位置)打四只冲孔，钻孔后检查。

高强度螺栓摩擦面处理：喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/cm2，石英砂的粒度1.5-4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色。

用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑。

3 钢柱的制作与安装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。

l00m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱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，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。

钢柱标高的控制一般有二种方式：

3.1 按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。

3.2 按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。

无论采用何种安装方式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合 P要求的总高度。

4 框架梁的制作与安装

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。

框架梁应按设计编号正确就位。

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，在框架粱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，当框架梁与锅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，只危许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。