土建建设工程中的钢结构施工技术应用分析论文_赵燕燕

土建建设工程中的钢结构施工技术应用分析论文_赵燕燕

临沂兴宇工程设计有限责任公司 山东临沂 276000

摘要:当前,我国建设行业钢结构施工所占比重越来越重。鉴于其施工快速,承载能力大等特点,在众多建设工程中使用广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等,在各行各业中得到了较大的发展和应用。本文主要对钢结构施工技术进行叙述,供同行们借鉴及参考。

关键词:钢结构;施工技术;特点

一、钢结构的特点

1、建筑的符合未来建筑的舒适和安全性

钢结构本身强度高,承载能力强。它适合大跨度,高度要求高的建筑。特别是屋面的三角稳定结构,在很多建筑当中得到广泛的应用。由于与其可以形成较大的内部空间,加之配合特别环保材料的使用,能够满足人们的舒适度要求。

2、钢结构的经济性

建筑综合成本较低,钢材在建筑市场的价格波动通常较小;而且钢结构大部分的构件可以在加工厂内加工预制成型,减少现场施工的措施费用和不必要的风险;钢结构受环境影响相对较小,同时,由于施工速度快,建筑本身可以快速投入使用,以达到迅速回笼资金的效果。

3、钢结构的环保性

作为能源消耗和环境压力大的建筑行业,钢结构可以降低水泥、石子、砂子木材等原材料的使用,而且在建筑老化后需要拆除时,钢结构建筑易拆除,不起尘土的同时材料可以循环利用,降低能源的浪费;

4、钢结构符合现代的建筑独特的外部艺术设计

由于对于文化和艺术的追求,现在的大多具有代表性的建筑外观设计要符合其建筑本身的使用意图,导致外观涉及到很多复杂的造型。而恰好钢结构可以最大限度满足建筑这类需要。通过预先加工及焊接处理,完成设计者的设计要求,完成其内涵意义的表达。例如:著名的鸟巢、水立方等建筑。

二、钢结构存在的主要缺陷

1、材质上的缺陷

现有的钢材被区分为不同的种类,不同的强度性能,这些区分主要取决于其化学成分的不同,以及冶炼浇铸等过程中的质量控制。

从化学成分上来说,钢材中含有多重化学成分,比如C,M,Si被称之为有益元素,但这不是绝对的,一旦成分过量,也可能破坏其原有性能而造成缺陷;S,P,O,N,H归属于有害杂质。这些化学成分的多少直接影响到了钢材的使用,故应该严格进行控制。

2、加工过程中的缺陷

在钢材的加工过程,由于各个工艺流程复杂多变,一旦处理过程出现问题,将引发各种质量缺陷,比如,切割、冲孔等过程中,造成的钢材硬化与微裂纹等不良现象。

另外,焊接过程,由于焊接处理会受热,容易导致母材的韧性降低,从而引发硬化或脆变,甚至开裂,亦有可能导致焊接过程出现残余应力。

螺栓连接,目前广泛的应用于钢结构的构造连接中,由于其操作简便,效率高,给施工带来了很大的方便,但其本身存在着一定的缺陷,由于螺栓的连接必须对钢构件进行开孔,势必导致钢材截面的削弱;高强度螺栓亦容易在连接预应力时发生松弛而导致钢板之间发生滑移现象。

2.1使用上的缺陷

2.1.1腐蚀破损。钢材由于其材料特殊性,在外界环境下,容易发生腐蚀现象,按照腐蚀环境的不同可分为大气腐蚀、水腐蚀、酸腐蚀、高温腐蚀等。腐蚀的存在,极易对钢材使用安全性带来危害。据有关资料表明,全球每年大约有35%的钢铁由于腐蚀而导致失效。

2.1.2火灾隐患。钢结构本身存在着耐火性能差的致命缺点。这也是最容易造成重大经济损失的一个弊端之一。一般未进行防火处理,当钢结构温度达到350℃、500℃及600℃时,其强度就会分别下降1/3、1/2及2/3的幅度。但实际中的火场温度,远不止这些,当温度达到800~000℃时,钢材就会迅速的出现塑性变形而导致局部破坏,甚至造成整体倒塌。现实中,这样的例子也很多,最著名的莫过于2001年发生在美国、震惊全世界的“911”事件,从表面上看,是由于飞机撞击导致纽约世贸大楼南北双楼的倒塌,但经过专家分析,飞机撞击后,导致爆炸起火,从而破坏了钢结构大楼的防火涂层,在长时间的燃烧下,结构严重软化,性能严重下降,从而导致坍塌。

2.1.3人为损坏。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于建筑物本身要适应多种使用需要,不可避免的需要开洞,施加过多荷载等人为操纵情况。局部的开洞,会削弱钢构件截面的整体稳定性,在不考虑周全的情况下,肆意施加载荷,尤其是动力载荷,以及一些不确定的偏心荷载作用,将导致无法估计的失稳现象,从而发生破坏。

三、两种钢结构的施工技术研究

1、钢结构厂房的施工技术

钢结构构件主要制作工艺流程为:放样一下料一电脑编程一拼板一CNC切割一组立一埋弧焊接一钻孔一组装一矫正成型一铆工零配件F料一制作组装一焊接和焊接检验一防锈处理、涂装,编号一构件验收出厂。钢材不易久放露天,造成母材锈蚀过度而不合格;焊接材料受潮后不能施焊等。构件严格按照操作流程制作。

钢结构厂房施工技术:综合考虑工程特点、现场的实际情况、工期等因素,选择合适的吊装设备、安装设备等。

(1)地脚螺栓的安装

地脚螺栓的精度关系到钢结构定位,地脚螺栓的埋设须严格保证其精度,地脚螺栓的埋设精度:轴线位移±2.0ram,标高士5.0ram。

钢架安装顺序:钢桂一钢梁一吊车梁一连系粱一水平支撑一檩条一拉杆一隅撑。

(2)钢柱吊装

钢柱安装前应测出钢桂牛腿面的标高,以此标高反算到桂脚及基础支承面标高,并予以调整支承面。

(3)钢梁的安装

首先在地面胎架上拼接成整体,同时在钢梁上架设好生命线,安装檩条时可以在钢梁上来回走动,吊装就位后在钢梁的两侧用缆风绳将钢梁固定,保证钢粱的平面外的稳定,然后吊装下一跨问钢梁,待下一跨间钢梁安装完成后,在此跨间安装檩条,固定钢梁,保证钢梁不会倾斜扭曲。

2、高层建筑钢结构的施工技术

高层建筑钢结构的施工技术具体有:

(1)地脚螺栓预埋:地脚螺柃预埋位置的准确程度对钢结构工程整体的安装质量至关重要,为保证地脚螺栓的定位准确,采用适宜厚度的钢板制作加工成定位钢板,进行地脚螺栓的定位固定。

(2)钢柱的安装:钢柱标高的控制一般有两种方式:一是,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;二是,按设计标高制作安装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。

(3)钢梁的安装:钢梁安装的重点在于控制钢梁与钢柱连接形成整体后的轴线位置及垂直度,可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。

(4)焊接:高层钢结构的现场焊接顺序应按照力求减少焊接变形和降低焊接应力的原则加以确定。在平面上,从中心框架向四周扩展焊接。

(5)高强螺栓施下技术:对于通过高强螺栓进行连接的钢结构,制作时必须首先注意高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护,并应按标准要求对每两千吨每种规格每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率。构件的扭曲会影响连接面间的|'日J隙,因此在钢结构制作时应准备。一定的胎架模具以控制其变形,并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。钢结构

安装单位在安装高强螺栓摩擦面前,必须将摩擦面保护好,防止污染,锈蚀并在安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验,检查高强螺栓出厂证明批号,对不同批号的高强螺栓定期抽查并做轴力试验,对高强螺检安装工艺、包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧,进行严格控制检查,拧螺栓的扭力扳手应进行标定等。

四、结语

总之,钢结构虽然在整个土建系统里面非常渺小,充其量只能算是一个分部工程,图纸的识别也较其他土建作业容易,但是施工队伍在施工的过程中必须严格管理加以控制,毕竟钢结构技术的理论性非常强,且在操作过程中的控制点比较多,我们一定要避免钢结构的施工产生“钢结构很简单”的错误认识。

参考文献:

[1]刘春生.钢结构的耐火特性及钢结构防火涂料的应用.广东建材.2016(7)

[2]绿色施工导则[J].施工技术.2017(11).

论文作者:赵燕燕

论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期

论文发表时间:2018/12/12

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