浅论钢结构在住宅工程中的应用

摘 要：钢结构住宅工业化和商品化程度在不断地提高，本文就分析了钢结构在土木工程中的特点，不仅要从结构特性的角度考虑，还要考虑施工的成本有效性以及施工有效性。进而使住宅产业化水平得以提高。

关键词：钢结构；施工安装；应用

一、钢结构的特点

（1）强度。一般来说高层钢结构工程飞速的发展，使得钢结构成为人们在高层建筑设计选型上的首选者。结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，近几年来，由于炼钢技术与成型制造工艺日趋发展，这就给运用钢结构工程带来新的生机，工程建设也不断的增加，因此，也就不断完善了钢结构设计和施工方面的技术。目前加拿大对于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出强度级别。根据屈服强度，并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成本。

（2）刚度。构件的刚度由材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为200GPa。而普通密度抗压强度在20-40Gpa范围内的混凝土其弹性模量通常在20-28GPa范围内；即使对于高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在40-45GPa之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显着的优势。

（3）延性。延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，延性值的能力和需求要与变延性水平、曲率延性（构件延性）以及位移延性（结构延性）所匹配。不过虽然钢结构的应变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。

（4）韧性。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。

（5）钢结构的使用年限。钢结构一般的使用寿命只有五十年，如果钢结构用在住宅建筑中，那么人们想到自己花费终身积蓄而购买的房子只能住五十年，会让很多人丧失购买的欲望。不过随着保险业的发展，住宅寿命问题应该相对容易解决。

二、钢结构施工安装要点

（1）钢梁安装，对于安装钢梁，我们可以将其分为主梁安装，次梁安装以及外挑梁安装。同时要注意，在立柱形成单元后，主梁要使用捆绑串吊施工，依据此工程的设计要求吊装的数量应在两到四根。因为空间与接点的现实情况，次梁与剪力墙框架梁通常使用单根吊装。

（2）箱型柱安装，在实际的施工过程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采购②加工③运输④吊装⑤连接。所以，在刷防锈油漆前，我们应把钢结构表面的铁锈、油污等清除掉。吊装顺序的基本思路是从中心向四周拓展，进而确保框架在安装时的对称以及牢固。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。

（3）高强螺栓安装，在当前的建筑钢结构连接方法中，高强螺栓可以说是最先进的。高强螺栓的特征有以下三点：①可以拆换。②方便施工。③传力平均。在此工程的设计方案中，高强螺栓使用的是摩擦型连接。紧固的方法是我们使用专用的棘轮扳手与扭矩扳手在经过初拧与终拧之后完成。

（4）外墙板安装，我们使用的外墙板是厚为一百七十五毫米的 ALC板。这种板全部是在工厂生产，然后运输到施工现场吊装的，使用的吊装设备是塔吊。施工过程要依据厂商提供的施工图纸，楼面的通长角钢用墙板内侧膨胀螺栓固定并与ALC板上的专用联结杆连接。采用嵌缝砂浆和密封胶对缝隙进行密封。

（5）内墙板安装，在安装内墙板时，我们使用的都是南京产C型厚度是125的ALC板。这种板都是在工厂加工生产，再运输到现场进行安装。由于其操作简单，因此不会受到天气等的约束及影响。卫生间等部位的墙板我们使用的是特别的PVC密封胶。安装内墙大体上和安装外墙是相同的。

三、钢结构施工安装方法

对于钢结构加工制作箱型柱，我们一般使用钢板。对于加工以及钢结构构件的除锈和焊接都在加工车间完成。

1.箱型柱制作工艺

（1）钢板拼接。因为各段柱高均在十二米之下，为了确保在下料后钢板的直线度，我们首要做的是把两块钢板拼接在一起。注意，要在钢板的两端开坡口。

（2）划线下料。要依据排料图划线，在划线时，长度方向留余量五十毫米（并沿着划线每隔5米钻Φ8mm孔），宽度方向三毫米。注意，中间的隔板划线不再留余量。使用2台半自动切割机一同沿着划线中心进行切割。注意，每隔5米要留出100毫米不切割，要等到其冷却之后在进行切割。

（3）组装焊接。我们要采用H型钢作为暂时的组装平台，并组装焊接衬板以及在两个腹板上划上组装线。注意，在组装之前，我们要将平台用水准仪找平，同时稳固并垫实H型钢。定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。组对两盖板。定位焊。组装腹板，定位焊。把三根相同长度的箱体并排起来，同时两点焊。在设置自动焊接轨道时，我们可以用两边的箱体。焊接：采用2台埋弧自动焊沿着相同的方向去焊接两条焊缝。注意，在焊缝的两边要加上一百毫米的熄弧焊以及引弧板。继一层焊接完成后，要把箱体翻过来，焊另一面的两条焊缝。其方法与上述的相同。等到焊接完成再把箱体翻身去焊接另一面的两条焊缝去。焊接完成后，我们就要把引熄弧板在离母材五毫米处切断，同时要使用砂轮机将其修磨平整，然后对其切割面做检查。注意，不能使用锤子将其击落。焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%，按JB11345的规定不低于Ⅱ级。