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中图分类号：TU756 文献标识码：A
1、建筑钢结构的优劣分析
1.1、建筑钢材强度高，塑性和韧性好
与混凝土和木材相比，钢的密度高于混凝土和木材，其密度与强度的比率通常小于混凝土和木材的比率，因此在相同的力作用下，钢结构与钢筋混凝土结构和木结构相比，构件截面面积较小，重量较轻。良好的塑性可以调节局部峰值应力，重新分配应力，提高结构的延展性。
1.2、钢结构材质均匀、抗震性能好
钢材由钢厂生产，质量严格控制，材质均匀性好，比较符合理想的各向同性弹塑性材料，因此目前采用的计算理论能够较好地反应钢结构的实际工作性能，可靠性较高。在抗震性能方面，由于其重量轻，结构系统相对柔软，钢结构受地震影响较小，钢的拉伸和抗压强度较高，塑性和韧性较好。因此，在国内外地震中，钢结构是最轻的受损结构，已被公认为最适合抗震设防区域，特别是强震区域的结构。
1.3、钢结构工业化程度高，工期短，密闭性较好
钢结构都为工厂制作，具备成批大件生产和成品精度高等特点，采用工厂制造，在施工现场进行安装将有效缩短施工周期，为降低成本发挥投资经济效益创造条件。钢结构可以通过焊接安全密封，满足一些需要气密性和水密性的高压容器，大型油库，储气罐和管道的要求。
1.4、钢结构制造和安装是高度机械化
钢结构构件易于在工厂制造并在现场组装。工厂钢结构构件的机械化制造精度高，生产效率高，装配速度快，施工周期短。钢结构是最工业化的结构。
1.5、整体经济效益良好
由于施工周期短，可以提前投入使用，可以提前获得投资效益。此外，由于采用彩色异形钢板，它美观华丽，提高了周围环境的动感，因为建筑物本身重量轻，桩基可以节省投资，彩钢板由镀锌作为基材，硅树脂作为表面，它经过两次烘烤处理，耐用性也很好。
1.6、钢结构的隐患
其中一个隐患：不稳定，钢结构的不稳定性分为两类，整体不稳定性和局部不稳定性。大多数整体不稳定性是由局部不稳定引起的。当压制部分或弯曲部分的细长度的比率过允许值时，它将失去稳定性。
第二个隐患：腐蚀是钢结构制作过程必须要面临的重要问题。普通钢的耐腐蚀性较差，特别是在高湿度和腐蚀性介质的环境中，会更快地生锈和腐蚀并削弱部件的承载能力。
第三个隐患：钢结构的耐火耐温性差，许多性能随温度而变化。当温度达到430℃~540℃时钢的屈服点，拉伸强度和弹性模量将急剧下降，运载能力丧失。用耐火材料对钢结构进行必要的维护是钢结构研究的重要组成部分。
2、建筑钢结构特点分析
2.1、实用性好
钢结构的实用性具体表现在其建筑材料的质量和重量这两个方面。首先就其重量方面来说，通常情况，相比较于传统的混凝土和砖木结构的建筑材料而言，建筑钢材的重量比较轻，进而施工操作起来十分简便；然后就是钢结构具备非常好的力学性能，其刚度和强度都比较高，进而在施工完成之后，建筑抗震性能十分好，这几个方面都充分地表现出了建筑钢结构的实用性。
2.2、施工成本低
当前很多建筑结构中都采用钢结构，一方面是因为钢材自身的特性，钢材在应用之后还可以回收再利用，进而有效地降低建筑单位的材料成本；另一方面则是因为我国建筑钢结构施工技术已经发展的比较成熟了，钢结构的安装和加工等施工都十分方便，在这种背景下，合理地应用钢结构能够极大地提升建筑施工的效率、减少施工周期；最后，就是在建筑钢结构实际施工过程中，受外界环境影响比较小，能够很好地保障房屋建筑的稳定性，其经济性也十分明显。
2.3、强度高、抗震性能好
钢结构强度极高,并且其弹性模量也比较高,所以在相同的承重条件下，会比其他建筑结构更加节省材料和空间，例如钢筋混凝土结构，最终有效地减少建筑结构的竖向面积，提升建筑结构的使用面积。除此之外，因为钢的物理性能及内部组织比较均匀,所以在受力情况下各个部分基本相同,如果受力没有超过极限，会产生一定的弹性，工作性能十分良好。钢材还具备较强的延展性，能够在很大程度上减小地震对建筑结构所带来的伤害，避免结构出现断裂等相关情况。
2.4、绿色、节能、环保，符合可持续发展理念
我国自改革开放以来，提出了可持续发展的理论和观念，进而各个方面的发展也都围绕着绿色、环保来进行，钢结构正好符合这方面的需求，建筑钢结构中的一些基础材料可以进行工业化生产，同时其还具备高强度和高效能这两个特点，更为重要的是，建筑钢结构具备强大的支撑能力。除此之外，还可以将钢结构利用过程中所产生的一些零碎边角料进行回收利用，实现资源的循环利用，减少施工单位的材料成本，提升施工单位的经济效益。这种材质自身比较轻便，并且非常符合相应的建筑材料标准，在实际应用和运输的过程中都比较方便。
3、建筑钢结构施工技术
3.1、施工工艺流程
确定合理的过程控制措施才能保证工程的质量、进度和安全。施工工艺流程如下：
施工准备→原材料采、验、进厂→下料→制作→检验校正→预拼装→除锈→刷防锈漆一道→成品检验编号→构件运输→预埋件复验→钢柱吊装→钢梁吊装→檩条、支撑系统安装→主体初验→刷面漆→屋面板安装→墙面板安装→验收。
由于高层建筑施工工艺较为繁琐和复杂，并且对结构的安全性和稳定性要求较高，因此，在钢结构施工之前，施工单位需要做好相关准备工作。首先，施工单位要组织人员对施工图纸进行认真审核，保证施工图纸不存在任何问题，并且组织技术人员和监理人员对施工技术、施工工艺、施工规范标准以及工程图纸进行检查，对存在的不足之处及时改进，防止由于工艺技术或者施工图纸存在问题而影响钢结构施工进度和质量。其次，施工单位需要组织人员对钢结构施工工艺进行试验，制定具有较强实用性和可行性的工艺流程，对钢结构施工所需的构件质量进行检查，保证所有构件不存在质量问题。由于钢结构施工构件种类较多，技术人员需要对其合理分类和保管，做好协调组织工作。最后，在钢结构吊装之前需要保证构件遵循自上而下的顺序放置，否则会对施工进度和施工质量带来负面影响，在吊装之前要根据既定的标准查缺补漏，防止在完成构件吊装后出现问题而无法弥补。
3.2、建筑钢构件现场吊装
建筑钢结构施工中的吊装过程中，钢梁和钢柱单间的重量在2-4t之间，最高为5t，施工中由于受到道路和施工环境的影响，需要使用25t的吊车进行吊装，针对施工中的次梁吊装以及拉条等工作，可以使用8t的吊车。要想保证整个吊装工作的顺利开展，则需要制定完善的吊装方案，确定施工设备能够满足施工需求。例如，使用25t吊车进行吊装的过程中，需要利用单点起吊的方式，将钢柱与吊索相互连接，使用旋转阀提升钢管柱，施工人员需要实施保证钢管柱保持水平或者垂直的状态。吊装完毕之后，针对钢管进行质量检测，而在钢梁吊装的过程中，为了避免出现扭曲变形的情况，保证能够对钢梁进行实时调节，需要在施工吊点中设置钢丝，将吊索与水平面的角度控制在45 ~60°之间，如果实际吊装的部件较为复杂，则需要使用双机抬吊法进行吊装。
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3.3、螺栓连接
在实际建筑钢结构施工中，使用的螺栓可以分为高强螺栓以及普通螺栓，由于其在实际应用的过程中，不需要耗费较长的时间，加上操作方便，因此被广泛应用在建筑钢结构施工中。在建筑钢结构施工安装的过程中，最重要的就是保证钢结构安装的准确性，使栓孔相互对称，根据相关施工标准，确定螺栓的连接紧实程度。例如，在正式安装之前，需要检测螺栓摩擦面的实际抗滑指数，针对高强度螺栓需要确定厂家的生产批号，
并对其展开质量检测，保证螺栓在实际建筑钢结构施工中的应用效果。高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉，高强度螺栓不得兼做安装螺栓。高强度螺栓长度应以螺栓连接副终拧后外露2～3扣丝为标准计算。
3.4、钢构件的焊接连接
建筑钢结构常用的焊接方法有:人工焊、半自动焊、全自动焊。钢结构施工现场的风速，手工电弧焊过8米每秒，应设防风措施，降低风力对焊接工作的影响;焊接作业区相对湿度不大于90%，当钢构件的焊接表面潮湿，则需要进行除湿工作，保证焊接表面的干燥性;除此之外，对焊接温度也具备一定要求，一旦温度在0摄氏度以下，则焊接之前需要对母材进行加热，加热温度在20摄氏度以上，只有达到这一要求才能够继续进行焊接，并保证焊接施工中，温度始终保持不变。
3.5、测量与校正
施工单位为了保证钢结构安装质量，需要通过科学的方式进行测量，并且做好调整和校正工作。首先，标高、垂直度和轴线是影响安装质量的关键因素，施工人员需要对其进行科学测量，保证测量数据的准确性以及可靠性；其次，施工单位需要结合超高层建筑的具体结构，科学制定测量技术，在完成构件安装后，对钢柱进行校正和测量；最后，如果发现标高不符合要求、垂直度不够以及轴线偏移等问题，要采取有效措施进行校正，在完成整个安装工作后，对钢结构进行系统性检测，对存在的误差及时调整。
4、建筑钢结构施工质量控制措施
4.1、科学编制施工组织计划，提前做好相应的准备
加强现场岗位的形象建设，科学地规范管理人员及施工人员的行为，以此来有效地提升工作效率。结合工程特点来进行专项方案的编制，合理地进行管理机构的组建，这样能够很好地保证施工组织能够顺利的进行。在建筑钢结构开展施工前，相关人员需要仔细地核对每一个施工细节，并且积极地组织设计图纸的会审，结合施工现场实际情况来合理地调配施工机具，确保施工机械工具的作用能够最大程度上发挥出来，最后就是在进场之前应该对施工队伍进行技术交底。
4.2、规范、科学的管理制度
在建筑钢结构实际施工过程中，应该采取规范化的科学管理制度，积极地完善质量管理体系，具体可以成立专门的监管小组和部门，以此来定期和不定期地对建筑施工进行质量问题的检查分析，促使PDCA循环管理模式的有效实现。除此之外，还应该严格地按照国家相关规定来进行建筑设备和材料的采购,始终将社会效益和经济效益进行结合，绝对不能够只追求经济效益，而将工程进行分包和转包，又或者是直接使用劣质施工材料。
4.3、加强现场钢结构构件的质量控制
首先，检查驻地的代表和监督员提供的样本。如果发现问题，应在第一时间通知工厂进行纠正并确保钢结构构件的质量可以运输。另一方面，钢结构构件到达现场后，必须由监督单位的质量检验员进行检查。具体的检查和验收集中在部件的平整度检查，钢结构构件的变形偏转，焊接外观的质量以及表面是否变形并损坏，钢结构摩擦面的表面质量，部件表面是否生锈，是否有焊接损坏质量检验报告，是否是同一批施工技术资料和施工资料报告等；还要检查安装的精度和焊接斜面的尺寸精度，钢结构接头处的孔的位置和尺寸，截面的几何尺寸，螺柱的位置和数量等。检查后，如果发现任何损坏或缺少现象或质量不合格，应在清单上注明，双方负责人应签署移交清单，然后及时通知安装现场，进行整改。
4.4、钢结构安装节点的焊接工艺质量控制
焊接工艺在高层建筑钢结构的安装施工中应用较多，是柱体不同节段以及梁柱之间等构件连接的主要工艺形式，
因此焊接质量对钢结构安装施工质量的影响很大。而且由于在结构安装施工中实施焊接工艺难免受到环境条件的影响，所以高层建筑钢结构安装施工中焊接质量的管理尤其关键。首先，不同的焊接工艺需要由具有相应施工资质的人员完成，并且在施工前要进行必要的技能考核。其次，由于钢结构安装中的焊接工艺要在露天环境下完成，且大多需要高空作业，因而应根据焊接工艺设计要求控制施工环境条件，在温湿度达不到要求的情况下停止施工。并且在需要进行焊缝热处理的情况下严格控制升降温速度并采取必要的保温措施，达到消除焊缝内应力的目的。最后在焊接质量的检验和验收方面，要根据焊接工艺的不同选择合理的检验手段，测量填角焊接的长度厚度等参数，对融透焊接缝进行规定比例的无损探伤。在焊接作业完成之后，要采取必要的质量校验措施，要使用光学检测仪来检测焊接的节点部位是否存在有虚焊，或者焊接不稳固的情况。如果检测的节点存在上述虚焊或则焊接不稳固的现象，则要对相应的节点进行二次焊接，进而确保所有节点的焊接效果都处于一个良好的状态，也只有这样才能够确保整个钢结构的稳定性，最终才能够确保构件在吊装期间不会出现焊点松脱的现象。
焊接工作作为整个钢结构施工的后期阶段的重要工序，其重要性不言而喻，焊接的水平直接关乎到钢结构建筑的稳定性，焊接的顺序也影响整体的施工效率。焊接施工对于钢结构建筑的施工重点主要集中在三个方面：一是摩擦面的保护工作，二是螺栓的固定工作，三是钢管柱与钢管柱之间是否可靠焊接，只有这几方面做好了，钢结构建筑才能在焊接工作的帮助下，形成一个牢固的力学整体，才能承受风吹雨打，经得住时间的考验。
而焊接顺序的选择同样至关重要，一般来讲，需要将焊接工艺分成横向平面施工和纵向竖面施工两种情况，为了提高工作效率和施工质量，在横向平面进行焊接施工的时候，选择的顺序的先中间后四周，对称扩张到整体的方法；而在纵向竖面进行焊接施工时，则没有明确规定的顺序，可以根据现场情况和人员的调度情况便宜行事，因为没有熟成的规定，这个地方也成了提高工作效率、保证焊接质量的重点之一，需要进行研究和规划。
总之，最近几年我国的建筑行业正在迅速发展，建筑钢结构工程渐渐变成我国建筑工程结构的主体结构。在具体的钢结构建筑施工当中，钢结构实体产品的性能优劣是由材料、设计计算、加工制造、运输安装、使用维护等各个环节共同决定的。要正确掌握钢结构的施工技术、并在钢结构生命周期内对其各种性能进行有效质量控制，确保钢结构施工质量符合设计要求及质量标准，有助于钢结构工程的进一步推广，也会促进整个建筑工程的整体发展。
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论文作者:刘小英
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签：钢结构论文; 建筑论文; 构件论文; 螺栓论文; 质量论文; 结构论文; 施工技术论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;