建筑鋼結構的施工技術及質量控制

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鋼結構屬于框架結構，以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較：在跨度相同情況下，鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下，鋼柱外圍面積是鋼筋混凝土面積的1/4。這使“肥梁胖柱”的鋼筋混凝土框架結構的弊端在一定程度上有所緩解，但是“藏梁包柱”仍然是鋼結構住宅設計的一項主要內容。

　　1 建筑鋼結構施工技術

　　1.1 平面布置和結構選型

　　鋼結構適合于平面布置基本規(guī)正、勻稱、凹凸變化較少的建筑平面，不適宜軸線錯開較多，形心和質心距離較大和易于產生較大扭轉的住宅平面。

　　鋼結構住宅設計需要對風荷載和地震荷載作用下的水平位移進行控制，因此，抗側力結構的考慮是非常重要。在住宅結構設計中常常把樓梯間、電梯間墻體設計為抗側力結構。如果位移仍然不能控制在允許值范圍內時，可以把單元之間的分戶墻或廚房、衛(wèi)生間的部分墻體（不動墻）也做為抗側力結構。

　　1.2 變形限值的討論

　　抗側力結構可以是鋼結構，也可以是鋼筋混凝土結構。當采用鋼桁架作為抗側力結構組成純鋼結構時，規(guī)范規(guī)定：在風力作用下，層間位移1/400，頂點位移1/500；在地震作用下，層間位移1/250，頂點位移1/300。因此，采用鋼桁架作抗側力結構可能造成用鋼指標有較大提高，從而增加造價。

　　若按鋼結構限值1/300控制結構整體剛度，在地震中待鋼結構參加工作時，鋼筋混凝土剪力墻己經產生了結構破壞，這種考慮不夠安全。

　　若按鋼筋混凝土剪力墻限值1/800控制結構整體剛度時，鋼梁、鋼柱截面會因地震力加大而大幅度增加。

　　1.3 層數和層高的確定

　　任何一種結構形式都有它的適用范圍、最佳建造高度。鋼結構正是在高層、超高層建筑中具有獨到的優(yōu)勢，高層住宅由于地震設防，梁、柱斷面雖然與同條件鋼筋混凝土梁、柱相比要小的多，但在尋常百姓家的居室中，梁柱的存在仍然是十分尷尬的事。相比之下，我們認為鋼結構用于多層和“小高層”，是具備一定優(yōu)勢的。

　　大空間自由分割歷來是住宅的希望，在墻體結構中大空間的獲得，只有以大開間大進深來實現(xiàn)，其結果是樓板厚度增加造成用鋼量和結構自重加大，結構重量加大又造成地震力加大，反過來影響剪力墻的厚度、強度和配筋。

　　1.4 柱網確定和柱斷面型式的選擇

　　柱網的確定一般根據乎面分割情況，結合梁的位置和截面高度，以及鋼梁的隱蔽方法來決定。外墻處的柱距是柱網確定的關鍵，把沿外墻鋼梁和外墻窗上皮的高度關系處理好，柱網也就基本確定了。

　　1.5 鋼結構的節(jié)點構造

　　節(jié)點構造直接影響鋼材用量，在試點住宅中集中力量解決了兩個部位的節(jié)點做法。

　?。?）柱腳生根部位

　　試點工程地下層結構按鋼筋混凝土框架—剪力墻結構考慮，柱腳位于地下室頂板標高處，柱腳與頂板預埋鋼板用高強螺栓連接。首層超市用鋼筋混凝土包柱按鋼骨混凝土框架—鋼筋混凝土剪力墻結構考慮，二層以上鋼框架—鋼筋混凝土剪力墻結構。

　?。?）鋼框架的鋼梁和鋼筋混凝土剪力墻（核心筒）的連接

　　為了確保試點工程安全可靠，設計中沒有采用單純在剪力墻中預埋鋼板的連接方法，而是在剪力墻端部和核心筒拐角處自柱腳標高起，設置上下貫通的Ⅰ型芯柱，并且，在鋼梁高度處用鋼桁架作為芯柱與芯柱之間的橫向連接，以確保該部位節(jié)點的工作狀態(tài)和計算假定相吻合。

　　1.6 結構體系選擇

　?。?）5～6層以下的，可采用框架體系或框架—支撐體系，6層以上的可采用框架支撐體系或框架—混凝土剪力墻（核心筒）體系。多層房屋大多采用雙重體系。

　?。?）框架柱有Ｈ型鋼柱，鋼管砼柱和鋼骨砼柱，后兩種為組合柱。在小高層中，組合柱比Ｈ型鋼柱省鋼。

　?。?）剪力墻比鋼支撐的延性低，在大震時延性低的地震力大，延性好的地震力小，從抗大震的性能來說，鋼支撐比砼剪力墻好。

　　（4）鋼框架—砼剪力墻體系屬混合結構，對它的抗震性能目前研究還不夠，未列入抗震規(guī)范，雖然現(xiàn)在應用較多，選用時應慎重。核心筒宜用小鋼柱加強，也有利于安裝。

　　2 如何作好鋼結構施工的質量控制

　　2.1 做好工程開工前準備工作

　?。?）強化施工圖紙的會審工作。圖紙是工程施工的依據，工程開工前項目控制機構要組織控制人員熟悉工程圖紙與項目有關的規(guī)范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。

　?。?）認真審查鋼結構安裝施工組織設計。施工組織設計是施工單位全面指導工程實施的技術性文件，施工組織設計的完善程度直接影響工程的質量、進度。因此，鋼結構安裝工程施工組織設計審查要針對性和重點。審查的重點內容有：

　　a.質量保證體系和技術管理體系的建立；

　　b.特殊工種的培訓合格證和上崗證；

　　c.新工藝的應用；

　　d.對工程項目的針對性；

　　e.質量、進度控制的措施和方法；

　　f.施工計劃（工期）的安排。

　　2.2 加強現(xiàn)場施工過程中的質量控制

　?。?）作好鋼結構基礎工程的質量控制。鋼結構工程的基礎一般都采用混凝土獨立柱基礎，基礎的混凝土及鋼筋、模板的施工與其他工程的施工工序及方法相同，而基礎獨立柱中預埋的螺栓是質量控制的重點，單個螺栓及每組螺栓之間的間距、高低的偏差，直接影響鋼結構工程的安裝質量，我們在控制質量控制過程中，要求施工單位必須嚴格控制好。

　?。?）鋼結構主體工程的質量控制。

　　a.鋼構件的質量驗收。鋼構件的加工已實行工廠化生產，鋼構件的進場質量驗收就非常重要。

　　b.鋼構件安裝質量控制。柱、梁安裝時，主要檢查柱底版下的墊鐵是否墊實、墊平，柱是否垂直和位移，梁的垂直、平直、側向彎曲、螺栓的擰緊程度以及摩擦面清理，驗收合格后，方可起吊。當鋼結構安裝形成空間固定單元，并進行驗收合格后，要求施工單位將柱底板和基礎頂面的空間用膨脹混凝土二次澆筑密實。

　　c.螺栓安裝質量的控制。鋼結構工程中螺栓連接一般用高強螺栓和普通螺栓，普通螺栓連接，每個螺栓一端不得墊2個以上墊片，螺栓孔不得用氣割擴孔，螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個螺距；高強螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和復試單，安裝過程中板疊接觸面應平整，接觸面必須大于75%，邊緣縫隙不得大于0.8mm，高強螺栓應自由穿入，不得敲打和擴孔。

　?。?）門窗工程安裝質量的控制。鋼窗安裝質量的控制重點有兩點，一是，鋼窗進場合格證、產品試驗報告及外觀的檢查。二是，鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。先施工固定鋼窗的立柱，有可能出現(xiàn)鋼窗與立柱之間縫隙過大或鋼窗安不上。我們在控制過程中，要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱，待鋼窗完全固定就位后，再焊接另一邊的立柱，這樣保證鋼窗與立柱之間無縫隙。

　　鋼結構工程的施工在我國剛起步，在鋼結構工程施工控制過程中，要真正發(fā)揮工程控制的作用，要求工程在施工時要嚴格控制好進度，同時工程師也要做好質量把關工作，這樣才能保證鋼結構工程的施工質量。