钢结构建筑施工技术要点研究

图2 钢结构厂房

钢结构是一种建筑，其承重结构由钢制成，梁、柱、桁架等构件通常由钢板制成。与传统的混凝土建筑相比，钢结构建筑具有许多优点，如明显节省施工时间，施工不受季节影响，增加使用生活空间，减少建筑垃圾和环境污染，建筑材料的再利用，发展其他新型建筑行业，抗震性能好，强度高，重量轻，含碳量低，环保，空隙大。由于这些优点，近年来钢结构在建筑领域的应用越来越广泛，在高层和超高层建筑中的应用也越来越成熟，是未来建筑发展的重要方向[3]。当然，钢结构建筑也不是没有缺陷，最明显的两个是要耐热、耐火和耐腐蚀。因此，在钢结构建筑施工中，为了提高耐火防腐能力，有效保证建筑的安全和质量，延长使用寿命，往往需要在表面涂上阻燃防腐涂层。

当今社会发展，“节能减排环保”的社会理念逐渐发展起来。与传统的混凝土结构相比，新型钢材作为钢结构的主要材料，具有节能的特点，体现在建筑部门可以回收和再利用新型钢材，大大降低了建筑材料成本，提高了经济效益。

伴随着建筑业的持续发展，特别是考虑到实际情况，生产技术的应用取得了良好的效果，钢材生产的质量和数量都有了很大的提高[4]。就目前的生产情况来看，已经有了比较发达的生产链。这种变化为钢结构的施工技术提供了相当大的支持，不仅为钢结构的施工提供了充足的原材料，而且有效地降低了工作的进场成本，使施工单位在保证质量的前提下获得了更重要的经济效益。

与其他结构相比，钢结构在两个方面具有快速的特点：一是钢结构所需的构件在工作开始前由指定的厂家制造，因此在工作过程中只需要相关技术人员确认构件的质量，质量合格后即可直接进行组装，有效减少了执行现场的工作量，大大提高了执行效率。其次，施工工作一般与钢结构施工同步进行，可以平衡内部结构的改善与外部改造的完成，更合理地利用资源，缩短工期，大大提高施工效率。

焊接钢结构施工中不可缺少的一部分，是有效连接构件。因此，为了避免对整个钢结构的安全和质量造成影响和相应的威胁，必须在焊接施工的质量控制和实际实现过程中高度重视焊接的实际质量。根据钢材和实际施工条件，选择多种焊接工艺，全面加强焊接质量控制。

高强度钢是屈服强度大于460Mpa的合金钢，具有良好的强度、焊缝和形状特性，通常是受较高应力影响的构件。根据合金化程度和纤维组构，超强钢可分为弱合金、中合金和高合金。高强度钢广泛应用于车船、工程机械、大型水电站、石油化工产品、露天煤矿等领域。与普通钢材相比，高强度钢材的焊接工艺通常要求更高、难度更大，必须严格遵守相应的规范。首先，在选择焊接材料时，要保证焊接材料各项性能的最小值满足基本材料标准的要求。焊接材料必须根据厚度效应、厚度力和高桨应力的原则合理选择。焊接材料的抗冲击性也必须满足钢焊接的要求。其次，在焊接高强度钢结构之前，必须做好相应的准备工作，去除水、水垢、铁锈、灰尘、油等；距焊象和焊接面25mm处，确保无油脂、锈蚀、毛刺、变形等。在焊丝表面，同时保证铜层不受损伤。准备好钢刷、砂轮机、剪切卡尺、测温焊接装置、锤子、手电筒等防护用品，并对技术设计进行广泛的分析研究。根据焊接部件材料的材质、板厚、坡口尺寸、接头形状、焊接要求和工艺规范参数，对废料进行测试焊接，在测试焊接质量达到预期后正式进行焊接。

在焊接时，要合理控制焊接方向作为自由端的方向，要注意焊接起点和终点不能位于边的位置，要采用与实际需要（如平衡和对称）相对应的焊接顺序。为了保证焊接结构的可操作性和质量，如果焊接过程中出现长焊，可以采用分段输出焊、跳焊、代用焊等方式进行处理；另一方面，如果有不对称的双面倒角面，通常需要在深面上进行局部焊接和浅焊，然后按照完成深面焊接的顺序进行工作[6]。此外，如果高强度钢制成的焊接板的厚度超过8mm，则需要焊接多层。其中，首层的底部焊接需要低强度的焊接材料，尽量采用小电流、低电压、高焊接速度进行焊接，以减少焊接的热输入和厚度。2级以上，必须使用规定的焊丝进行焊接。多层焊缝各焊接界面的位置必须偏移，不在同一垂直线上。在连续多层焊接过程中，每次焊接操作后，应清理焊渣和表面，使其突出。如发现焊接质量问题，必须及时处理，直到焊接质量符合要求后才能继续焊接。多层焊接时，如果中断焊接，应采取测量辐射热和保温等措施，并在焊接过程中进行预热，使再热温度高于初始预热温度。最后，高强度钢要等到焊接后，自然冷却到室温。在此过程中，为避免影响焊接质量，严禁转动、旋转和撞击焊接件。焊接后及时检查焊接质量，确保没有弧坑。

低温焊接选用焊接材料时，应考虑塑料和绝缘措施的影响。一般选用低氢或超低氢的焊接材料。采取有效措施减少焊接施工过程中的热量损失，一般需要搭建防护棚，应用气体保护焊技术，使用焊接气瓶。低温焊接施工的质量控制应以保温材料为基础[7]。在预热阶段，需要保证预热温度略高于常温下的焊接预热温度，母料厚度为钢板厚度的两倍以上。焊层之间的最低温度不能低于预热温度或20℃，因此在实际操作中必须选择较高的温度。低温焊接后，为了防止氢气溢出，温度下降过快，需要对焊接接头进行后保温处理，导致焊接位置出现冷裂纹。

焊接厚钢板时，应集中选择坡口形状，以合理的坡口减少裂纹和变形的发生。如果厚钢板只能采用单面焊接工艺焊接，应在合理的区域内减小焊接角度，防止焊接收缩过大，并选择可能影响焊接质量的窄边，加快焊接速度。防止焊接残余应力过大产生裂纹，有效控制预热温度和层间温度。

建筑钢结构施工时，施工技术人员通常选择焊接方法。气体保护焊和电弧焊是最常用的焊接技术。过去通常用二氧化碳作为钢焊接的保护气体，但很难达到焊接效果。随着相关技术的发展和升级，化学品的创新和应用，目前在施工工艺和技术标准保证的基础上，可以选择手动辅助气体，大大降低旧设备使用的整体难度。结合不同条件下的焊接要求，可以在钢架的不同位置进行精确、高质量的焊接。但是，对于高层建筑焊接钢结构的施工，手工焊接存在局限性和不足[8]。与标准技术标准相比还有差距，必须提高效率和质量。因此，高层建筑钢结构的焊接施工需要焊接楼板。此外，考虑到裂纹和气孔板对钢结构表面焊接质量的影响，焊接技术人员应特别注意保持焊接表面的平整，科学合理地规划焊接进度，以保证钢结构的焊接。为了保证钢结构整体结构的稳定性，应在规定的时间框架内有条不紊地进行。

在现阶段的发展中，钢结构选用涂层防火防腐材料来提高自身的防火防腐能力。防腐和防火材料的选择必须包含物理和化学性质，并满足施工要求后才能在建筑工程中实施。油漆前，为了保证整体的清洁度，结构表面必须干净，油漆必须涂刷均匀，保证厚度和遮盖符合使用要求。涂装后必须考虑钢结构表面的总体美观，所以为了获得装饰效果，必须在表面涂装油漆。

图3 钢柱、钢梁涂层厚度检测位置示意图

钢结构在使用时，通常是由各种类型的钢和元件组成的，适用于高空。因此，安装往往受到施工场地的限制，无法顺利进行。因此，为了确保施工工作的质量和安全，必须优化安装工艺，以确保各工序之间的高效衔接。在此基础上，安装工作开始前，必须对整个施工现场进行实地考察，利用大数据和三维建模技术进行科学合理的规划设计，准确获取和收集有效数据。具体操作链必须按照既定标准的要求一步一步进行，严格验收完成的工作，才能进行下一步[9]。为了明确安装要求，有效保证安装点的准确性和科学性，合理调配施工现场所需资源，进行实时监控和管理，建立岗位责任制，需要对所选钢材的定位轴线进行测量和标记。把所有细节落实到人，确保工作的安全顺利进行。

钢柱是钢结构实施的主要竖向因素，钢柱的高度直接关系到高层建筑的高度。在施工过程中，不仅要考虑钢柱在竖向荷载作用下的压缩变形，还要考虑焊接过程中的开合变形。钢柱的长度应根据实际情况进行调整，吊装必须严格按照标准和实施规范进行。在此之前，可以对每个钢柱进行编号，以确保安装正确。

图4 钢柱吊装准备示意图

在提升钢梁之前，必须从钢梁的支架水平处检查和柱之间的距离。提升主梁前，必须在梁上安装相应的扶手和绳索。主梁吊起后，绳子和钢柱会连在一起，为保证操作人员的安全，一般来说，洞口开在钢梁的上翼，作为悬挂点，悬挂点的位置取决于钢梁的跨度。为了提高钢梁的提升速度，对于子梁和其他较小、相对较小的梁，请尽可能使用多头电缆[10]。常规悬挂前，最好在地板上放置钢梁、钢柱，完成组装和移植。这种悬挂不仅可以提高提升速度，还可以减少高空作业。

综上所述，钢结构安装的施工方法，在处理和安装方面的技术应用日趋成熟，从而保证在上部结构安装钢结构的施工中不断丰富重要的技术应用内容。优化钢结构施工的技术优势，提高执行技术的应用价值。总的来说，随着钢结构建设项目越来越多，钢结构的加工安装技术得到了越来越多的应用。因此，今后有必要进一步研究钢结构的施工技术。