建筑工程施工中钢结构技术的应用及发展黄天令

建筑工程施工中钢结构技术的应用及发展黄天令

关键词:建筑工程施工;钢结构技术;应用发展

引言

随着我国建筑行业的飞速发展,在社会经济高速发展的今天,传统的木结构,砖木结构,混合结构及钢筋混凝土结构已经越来越不能满足人们对建筑空间、造型、节能、环保等的要求了。建筑行业的发展在一定层次上带动了钢材行业的进步,钢结构建筑也在建筑行业中得到了十分广泛的应用。那么在钢结构施工的过程当中,需要针对钢材采购、构件制作和材料运输及钢结构安装等多个施工环节加大控制力度,同时开展全过程的施工质量检测工作,防止质量问题的出现,保证建筑物整体结构的质量达标。我们就需要更多的了解钢结构的相关技术的应用,积极推广钢结构的应用领域,以满足当今社会人们对新兴建筑的愿望。

1建筑工程钢结构的类型及优势

在我国现代化的建筑中,钢结构得到了广泛的应用和发展,其类型也多种多样,主要包括门式钢架结构、钢桁架结构、钢框架结构、钢网架结构、索膜结构及空间体系钢结构。其中门式钢架结构主要运用于工业厂房,一般由多品门型刚架连接组成空间结构,再配合檩条、撑杆、拉条、隅撑及彩钢板等组成封闭型空间建筑物,多以单层或高低跨厂房为主。钢桁架结构多用于标志型构筑物、塔式建筑、桥梁等,主要由杆件通过焊接方式组成构件,再由多种构件拼装形成空间结构形式。钢框架结构多出现在多层或高层建筑当中,其主要目的就是用型钢柱、型钢梁、拉杆、撑杆等组装形成空间框架取代钢筋混凝土框架,再配以填充墙体形成封闭建筑物。钢网架结构是以杆件通过焊接或高强螺栓连接而形成的空间结构,有焊接空心球节点网架、螺栓球节点网架、焊接钢板节点网架、焊接钢管节点网架、杆件直接焊接节点网架,现在应用的最为广泛的就是球形节点网架。主要用在大型空间的封闭中,如煤场,体育馆,大型加油站等。索膜结构是由型钢、钢管等加强构件和高强薄膜材料通过一定方式使其内部产生一定的预张拉应力以形成的某种空间形状,主要用作覆盖结构,多使用于公园造型构筑物、体育馆、车站等。空间体系钢结构是由多种基础钢结构组合形成的复杂的空间结构体系,比如鸟巢、水立方、“中国天眼”。钢结构比起传统建筑结构类型,具有自重轻,强度高,抗震性好,塑性韧性好,成本低,环保性强,制造简便,施工速度快的优点。我们可以充分利用它的优点创造更活跃的建筑形态,取得更大的建筑空间,建造更安全的人类居住环境。当然钢结构也具有它本身的耐腐蚀性差和不防火的缺点,但我们可以通过涂刷防腐和防火材料很容易的解决这个问题。施工中可按照《涂装前钢结构表面腐蚀等级和涂料等级》GB8923-88和《建筑钢结构防火技术规范》CECS200-2006的要求进行。

2建筑工程施工中钢结构技术的应用

2.1钢结构制作

钢结构建筑的设计一般分为设计院的初步设计和专业施工单位的深化设计,我们在钢结构构件加工制作时必须深刻了解初步设计的意图并严格按照深化设计的要求进行加工。所以首先深化设计必须细化到每一个单元构件、每一个节点方式、每一块钢板或钢管及每一颗螺栓的形态、型号、材质。严格按照《钢结构设计标准》GB-50017-2017实施,以保证构件制作不出现错误和误差过大。在选材上我们要严格按照初步设计图及相关设计规范进行选择,明确Q235、Q345、Q425等材质的选取,切不可混淆。我们对钢结构的加工主要指的是单元构件加工,如钢柱、钢梁、撑杆、埋件、网架杆件、网架球、支座等等。其主要工序有下料、钻孔、组装、焊接、除锈、涂装、标识等,每一道工序都会对下一道工序产生很大的影响,所以必须要严格按照技术拆图的要求去制作。

钢结构的下料一般有气割和等离子切割,如今工业和科技的大力发展也给制造业带来了极大的方便,现在很多钢结构公司已经开始使用机器人切割工艺。下料人员的材料选取一定不能出错,下料尺寸及钻孔位置严格按照技术人员拆图后的排版图进行。钢球的制作是对实心钢球进行开孔套丝,螺栓孔的位置是网架安装的必要保证工序,应特别注意。

钢结构的组装是制作的灵魂,最终运输到现场的构件能否顺利组装,80%以上都取决于这个步骤。组装过程中需要平凡使用到起重设备,组装人员必须可靠判断起重重量及起重吊挂方式,避免工作中出现安全事故。组装的构件曲度,角度,水平位置,轴线位置都应该在规范允许偏差范围内,加劲板、加劲肋、连接板切不可遗漏位置切不可偏差。组装后的焊接可选用氩弧焊、CO2保护焊、等离子焊、焊条手工焊等等,但不管采用什么样的焊接方式,不可造成构件变形过大,不可出现规范要求的明显的质量缺陷,如:夹渣、未焊透、气孔、未熔合、咬边、裂纹、凹坑、焊瘤等。

焊接完成后立即对构件进行除锈工作,一般采用通过式抛丸除锈或人工除锈。除锈完成达到要求不可在空气中暴露过长时间,应该立即进行涂装工作。涂装过程中应该特别注意防止中毒,做好涂装的通风工作。同时还要做好防雨、雪工作,以免影响涂装质量。

制作过程中每一道工序都要做好质量检测工作,比如焊缝缺陷检测,焊脚高度检测,焊缝超声波检测,焊缝射线检测,构件曲度检测,构件各部分板材型号、尺寸、位置检测,涂装厚度检测等等。

2.2钢结构运输

钢结构一般都是工厂里加工制作,再运输到施工现场进行安装的,运输的的方式和顺利程度也影响着安装的进行。我们在运输前要做好打包工作,打包的方式和标识的准确性直接影响安装的速度。应该分类打包,每根杆件上都要明确标出杆件名称,以便于安装人员容易选取。装车的方式不能影响构件的形态,不能损坏构件本身。装车的高度和宽度满足公路运输的要求,如果需要火车或轮船运输,还要满足相应的交通工具运输的要求。运输途中不可避免的会有颠簸造成构件的摩擦,我们应该做好成品的油漆涂料的保护措施。

2.3钢结构安装

钢结构的安装比较重要的第一个工作就是预埋件或预埋螺栓的安装,安装过程中要控制好埋件的位置、标高,预埋螺栓要保证螺栓的伸出长度、垂直度、位置及埋入深度。埋件和螺栓的预埋好坏直接影响安装是否能顺利进行,所以要严格按照施工蓝图,核对施工轴线和控制标高,保证其准确无误。安装的第二个重要工作就是钢柱或者支座的就位固定,它的位置和标高的准确性影响整个建筑物的空间构型能否实现,是钢结构的后续工作能否顺利展开的必要条件。这两个工作做好了,后面的钢梁、网架单元、索膜等的安装就迎刃而解了。安装的第三个重要工作是高强螺栓的初拧、复拧、终拧以及索膜结构的张拉工作,这是保证建筑物结构稳定性、安全性的最为重要的工序。高强螺栓的拧紧顺序和扭矩必须严格按图纸和规范《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82-91要求进行,预应力张拉的张拉过程和应力值必须按设计要求进行。安装工作第四个重要工作是现场焊接,现场焊接一般采用焊条手工焊或CO2保护焊,按照要求进行相应焊接量的超声波检测和射线检测。现场焊接工作一般都是在高处进行焊接,所以要做好高处作业的安全保护工作。施工过程中严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001进行。

2.4钢结构项目施工管理

加强钢结构的现场施工组织管理是合理调配材料、机械、人员的重要手段。我们要建立健全监督管理机制,落实生产责任制,加强施工技术人员的技术培训,做好现场安全教育,保证项目按时,保值,保量,安全顺利完成。

3建筑工程施工中钢结构技术发展

我国钢结构建筑在高层、超高层建筑领域和大跨度、大空间建筑的领域已经取得了一定的技术进展,建立了较完整的结构分析理论。对钢结构抗震设计,钢结构框架体系整体稳定性,构件恢复力模型,焊接残余应力,钢结构火灾下非线性承载力分析等的研究都取得了很大的突破。钢结构设计软件已逐渐趋于成熟,相关的钢结构设计软件有:3D3S,midascivil,PKPM,STRAP,tekla。

在2015年11月14日召开的中国工程建设项目管理发展大会上,住建部发布的《建筑产业现代化发展刚要》提出到2025年装配式建筑占新建建筑的比例为50%以上。2016年2月22日《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》明确提出大力推广装配式建筑,建设国家级装配式建筑生产基地。随着国家对环保、绿色、生态和可持续发展的日益重视,钢结构作为绿色建筑标准的建筑体系将得到政府的大力支持。

结语

钢结构的制造、运输、安装都应该严格按照蓝图要求和相关规范要求进行,应当采用一些必要的辅助措施,保证钢结构建筑的可靠性、安全性。钢结构项目施工的组织管理工作确保了项目的顺利实施。钢结构建筑的发展潜力是不可忽视的,我们应该重视并逐步提高我们的相关技能和管理能力。

参考文献

[1]李汝斌.建筑工程钢结构检测的技术运用研究[J].装饰装修天地,2019(4):23-24.

[2]周航.建筑工程钢结构检测的技术运用分析[J].建筑工程技术与设计,2018(35):56-58.

[3]晏涛.建筑工程钢结构检测的技术运用分析[J].价值工程,2018(26):56-58.

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