浅论钢结构工程的施工技术

摘要：钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。高层主体钢结构施工包括钢柱、钢梁、的吊装、校正、焊接和高强螺栓固定、压型钢板安装等工序。在钢结构施工的同时穿插土建、设备等安装的施工。钢结构的施工要与土建、安装单位密切配合。

关键词：钢结构施工技术

1高层结构体系介绍

对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架―剪力墙结构体系、框―筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。

高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构外，还采用型钢混凝土结构，钢管混凝土结构和全钢结构。

2地脚螺栓的埋设

底板在土建施工的同时要穿插地脚螺栓的埋设或插入钢柱的安装，钢柱埋设或地脚螺栓就位后土建单位才进行相关施工。地上部分全钢结构施工，钢结构先行，土建、安装等单位随后。但是钢结构的施工必须与土建单位密切配合，砼楼板浇注的楼层与钢结构施工楼层不宜相差太多，这样既有利于整体结构的稳定性，也有利于整体施工的流水作业。

钢柱生根在埋设的地脚螺栓或直接安装在钢梁上。每一根钢柱一般由6根或8根螺栓组成。安装时需要每组螺栓组合在一起，整体进行埋设。埋设步骤如下：测量放线：首先根据原始轴线及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的延引，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点； 每一根钢柱预埋螺栓的框架全部预先进行加工制作，采用角钢将预埋螺栓固定为一个整体。预埋螺栓的制作精度要求预埋螺栓中到中的间距≯2 mm，预埋螺栓顶端的相对高差≯2mm； 埋螺栓在底板钢筋绑扎过程中，根据测放出的轴线，将预埋螺栓整体就位。首先找准埋件上边四根固定角钢的纵横向中心线，使其与测量定位的基准线吻合，然后用水准仪测出埋件四个角上螺栓顶面的标高，高度不够时在埋件下四个角用钢筋或者角钢抄平。

预埋螺栓埋设质量不仅要保证埋件埋设位置准确，更重要的是固定支架牢固，为了防止在浇灌砼时埋件产生位移和变形，除了保证埋件整体框架有一定的强度以外，还必须采取相应的加固措施，先把支架底部与底板钢筋绑扎固定，四边加设刚性支撑，一端连接整体框架，另一端绑扎在底板的钢筋上；待底板钢筋绑扎完毕，再把预埋件与底板构造钢筋焊接为一个整体，在螺栓固定后对埋件的位置及标高进行复测。

地脚螺栓在砼浇灌前应再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠后方可进入；螺纹上涂黄油并包上塑料纸，浇灌过程中，要派专人对其进行监控，对浇注过程中出现位移和偏差的埋件，用倒链或千斤顶在砼初凝前及时纠正；地脚螺栓的埋设精度，直接影响到结构的安装质量，所以埋设前后必须对预埋螺栓的轴线、标高及螺栓的伸出长度进行认真的核查、验收。标高以及水平度的调整一定要精益求精。对已安装就位的地脚螺栓，严禁碰撞和损坏，钢柱安装前要将螺纹清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复。土建施工时一定要注意成品保护，避免使安装好的地脚螺丝松动，移位。

3钢柱的安装

3.1吊装准备

构件根据现场的布置、安装工艺以及制作厂的运输条件等综合因素对钢柱以及超长钢梁、超重构件等进行分段。钢柱、钢梁的具体分段在施工前由深化设计确定，但应保持一些原则：第一，钢柱分段位置在结构梁以上1．3米的位置；第二，保证构件分段后的重量在塔吊的起重范围之内；第三，构件分段后的长度不超过1 5米，以方便运输；第四，为便于施工，钢柱的竖向分段点尽量控制在同一平面上。钢柱安装顺序为先建筑中部后四周，先下后上进行。钢柱有箱型与H型两种，根据钢构件的重量、长度、吊点选择的情况，准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。钢柱吊装前，必须对钢柱的中心线和标高、轴线等进行检查，并对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、承剪板的方位等进行全面复核，确认无误后办理交接验收。起吊前，钢构件应横放在垫木上，钢柱起吊时不得在地面上有拖拉现象，回转时，需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行，就位时缓慢下落，防止擦坏螺栓丝口。

3.2钢柱的安装

钢柱的安装需在埋设地脚螺栓浇灌完砼后。安装钢柱时预留部分后浇灌砼，最后固定。安装前要对预埋件进行复测，并在基础混凝土上进行放线。根据钢柱的底标高调整好螺杆上的螺帽，并在钢柱上打好冲眼，以方便校正。然后钢柱直接安装就位。钢柱的起吊，采用单机回转法。起吊前，钢柱应横放在垫木上，柱脚板位置垫好方木，起吊时，不得使柱子在地面拖拉，必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。

钢柱吊升到位后。首先将钢柱底板穿入地脚螺栓，放置在调节好的螺帽上，并将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐吻合，四面兼顾，中心线校准确，使偏差控制在规范许可的范围以内时，穿上压板，将螺栓拧紧。每节柱的定位轴线应从地面控制线直接从基准线引上，不得从下层柱的轴线引上，结构的楼层标高可按相对标高进行。安装第一节柱时从基准点引出控制标高在混凝土基础或钢柱上，以后每次使用此标高，确保结构标高符合设计及规范要求；钢柱吊至距下层柱子断面200mm时，使其稳定，缓慢下落。落实后用角尺检查，调整钢柱定位线与底层柱子定位轴线重合，误差确保在3mm以内。钢柱就位后对钢柱必须临时固定，采用四方向拉设缆风绳的方法。现场在楼板或者梁钢筋上预埋锚环以便钢柱安装时临时固定揽风绳，锚固环应留在钢柱十字线的延长线上，使其距离为该柱节高度1.5倍。

钢柱初就位后垂直度调整采用水平尺对钢柱垂直度进行初测，利用设置在纵横轴线上的两台经纬仪，用临时固定用的缆风绳、支撑、千斤顶等对柱子的垂直度进行校正，对柱子的水平位置进行处理，确认无误后进入下一步工作。首层钢柱校正完毕后，应及时催促土建单位对柱底板和基础顶面之间的空隙进行混凝土二次浇灌。钢柱定位后应及时将垫板、螺帽与钢柱底板点焊牢固。

4高强螺栓的安装

工程中使用的螺栓的材料规格及其性能，均应符合设计及规范要求。所有螺栓均按规格型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染而影响其质量，开箱后的螺栓不得混放、串用，按计划领用。施工未完的螺栓要及时回收。高强螺栓连接副的紧固轴力平均值和变异系数、螺栓保证载荷、螺母、垫圈硬度检测在工厂进行；监理、安装单位共同参加。关于摩擦面的抗滑移系数抽检，在工地进行，由制造厂按规范提供试件。

检查和清除摩擦面上的铁屑、浮锈等污物。摩擦面上不允许存在钢材卷曲变形及凹陷等现象。认真注意和处理连接板的紧密贴合，对因钢板厚度偏差或制作误差造成的接触面间隙，1mm以下不作处理；3mm 以下将高出的一侧磨成l：l0的缓度，使间距小于1.0mm ；3mm 以上加垫板，垫板厚度不小于3mm，最多不超过三层，垫板材质和摩擦面处理方法应与构件相同。

高强螺栓不能自由穿入螺栓孔位时，用冲杆或铰刀修正扩孔后再插入，修扩后的螺栓孔最大直径应小于1.2倍螺栓公称直径。雨、雪天不得进行高强螺栓安装，摩擦面上及螺栓上不得有水及其它污物。并要注意气候变化对高强螺栓的影响。高强螺栓分两次拧紧。第一次初拧到标准预拉力的60-80％，第二次终拧到标准预拉力的l00％。

初拧时当构件吊装到位后，将螺栓穿入孔中，然后用手动扳手或电动扳手拧紧螺栓，使连接面接合紧密。终拧时螺栓由电动剪力扳手完成，其终拧强度由力矩控制设备来控制，确保达到要求的最小力矩。当预先设置的力矩达到后，其力矩控制开关就自动关闭。剪力扳手的力矩设置好后只能用于指定的地方。装配和紧固接头时，从安装好的一端或刚性端向自由端进行。高强螺栓的初拧和终拧，均按照紧固顺序进行。紧固从螺栓群中央开始，顺序向外侧进行。扭剪型高强螺栓，在终拧完成后检查时，以拧掉尾部为合格。

5结束语

钢结构行业以其质量好、造价低、自重轻、施工周期短、可再利用、利润丰厚等六大优势，吸引了一大批企业进入该行业。另外，稳定问题一直是钢结构设计的关键问题之一,钢结构体系的广泛应用凸显了稳定问题研究的重要性和紧迫性。由于钢结构体系设计、建造以及使用当中存在着许多不确定性因素，所以引入可靠度分析必要的。