鋼結構制作及安裝技術探析
作者：李軍
來源：《科學與財富》2019年第01期
摘 要：經濟水平的快速提升，使得人們的生活水平有了極大程度的提高。人們對于生活的環境、條件的需求不斷提高，而國家對于建筑用地的管控緊縮使得建筑用地越來越緊張。使得建筑設計與建設不斷的往高層建筑方向發展。但是鋼筋混凝土結構已然不能很好的實現理想的經濟效益，在建筑結構、建筑設計以及建筑的某些特殊功能要求方面，鋼筋混凝土結構建筑也難以很好的滿足。隨著建筑技術的不斷發展，鋼結構由于重量輕便、塑性度好、強度高而且制作與安裝都較為簡便，能夠大大縮短施工工期，因此被普遍應用在高層建筑的建設方面。現代化的高層建筑結構發展愈加的偏向鋼結構化發展，所以鋼結構的制作與安裝顯得十分關鍵。文章主要對鋼結構制作及安裝技術進行了詳細探析，以期為提高鋼結構的制作與安裝質量提高有效參考。
鋼結構在高層建筑中處于核心部位，是整個高層建筑的受力結構，對建筑的安全、使用質量以及使用壽命等有著決定性作用。若是鋼結構出現質量問題，輕則影響高層建筑的正常使用，重則將導致重大的經濟損失和人員傷亡。實際上，有部分鋼結構工程出現了許多問題，例如鋼結構出現裂痕、構件涂料脫落、構件焊接質量問題等，其中導致鋼結構安裝質量問題多是鋼制構在制作、加工及安裝過程出現的問題。可見，提高對鋼結構制作及安裝技術探討極為必要。
一、鋼結構構件加工制作
（一）制作前的準備
鋼結構構件制作的首要準備工作就是對設計圖紙進行審查，并對構件加工的工藝圖進行詳細繪制，然后根據設計與加工需求確定并準備材質、規格都符合要求的鋼材。鋼材的保管應按品牌、種類、規格、型號進行分類碼放，底部應墊高避免直接與地面接觸，防止積水。
（二）零件加工
1.放樣
將整個結構按照加工工藝圖1：1的比例放樣，并以此作為樣桿下料銑邊、制孔以及剪制等加工依據。放樣工作必須要在專門的鋼臺平板上開展，作為構建加工的標準，樣板與樣桿的制作材料應使用質輕、堅固、形態穩定的材料，并進行妥善保管。
2.號料
鋼材鉆孔、切割等技工位置必須以放樣為依據逐一畫出，在號料之前也要以圖紙要求來對材料進行合理地配料。用量及尺寸較大的零件應進行統籌安排，先大后小或根據套材號料。構件的接頭節點應做到標準化，避免構件銜接不良問題。大型的構件宜考慮使用定尺料，定尺料的寬度、長度應分別為零件寬度、長度的倍數。在材料切割過程中應注意根據材料厚度適當增加切割余量，但應注意把控切割余量號料偏差符合有關規定。
3.下料
氣割、等離子切割以及機械氣割是鋼材下料的常用方法，但無論使用哪種方法必須確保下料偏差必須控制在相關規定的允許范圍內。
4.制孔
沖孔與鉆孔，是制孔的主要分類，應注意各級螺栓孔、孔距等的允許偏差必須控制在有關規定的允許值內。
5.邊緣加工
邊緣加工指的是，將加工的板邊刨去2～4mm以達到消除切割造成邊緣硬化的目的，例如將鋼板邊刨成坡口以確保焊縫質量，將鋼板銑平來保障裝配準確性及保障壓力傳遞。常見的邊緣加工方法包括了刨邊、銑邊、鏟邊、碳弧氣刨、氣割坡口等。
6.彎曲
彎曲指的是，為了達到鋼結構的設計要求，通過加工設備、模具等將鋼材彎制成一定形狀。這種工藝方法通常劃分為冷彎法與熱彎法。
7.變形矯正
鋼材在搬運、加工、保管過程中，由于各種各樣的原因會發生不同程度的變形，若是變形值過大必須在下料前、切割后進行變形矯正。鋼結構的矯正原理主要是應用人工矯正、機械矯正、火焰矯正等外力與加熱的形變作用將鋼材進行反變形。
（三）構件的組裝和預拼裝
將制作完成的半成品、零件等根據設計要求焊接或連接起來則成為了鋼結構的預構建，構件組裝的方法應按照設計要求的步驟進行，組裝好之后根據圖紙做好相應的編號。
為了確保構架安裝順利，可將多個構件試裝成整體檢查各部分之間的連接狀況，這種檢查性質的拼裝中各個構件不得強行固定，保證其處于自由狀態。檢驗合格后應在相應的構件上標注交線中心、定位中心點等必要標記。
（四）成品涂裝、編號
預制件加工驗收合格后，在焊縫處、螺栓摩擦面處等拼接面應涂刷防銹油漆，現場安裝完成后還應對拼接處、螺栓處補刷防銹漆。然后在構件上清晰地標記構件的原編號，對于較大型的構件還必須對重量、重心位置進行定位標記。
二、鋼結構的安裝
（一）安裝順序
鋼結構的安裝通常采用綜合法，將建筑結構劃分為各個安裝單元。安裝順序為先安裝柱，后安裝梁，然后向四周擴展。在垂直方向，自下而上穩定地安裝鋼結構，然后根據各層的鋼框架一層一層地安裝次要構件，將焊接、壓力等形變、誤差等降低到最小。
（二）安裝要點
1.需要在地面完成拼裝的構件必須設置拼裝架進行組拼，尤其是對于易變形構件應視線加固。組拼后構建尺寸滿足設計要求才能用于鋼結構安裝。
2.各類構件吊點設置方法。鋼柱平運兩點起吊，安裝一點立吊。在立吊時應在柱子根部墊好墊木，采用回轉起吊法避免根部與地面劇烈觸碰。鋼梁的起吊方式應用特制的吊卡進行兩點平吊或串吊。組合起來的鋼構件由于形狀、尺寸不同，必須計算重心以確定吊點。
3.一個節柱所用的鋼構件必須安裝完畢并驗收合格后，才可以進行下一個階段的鋼結構安裝。無論是在安裝前、安裝過程中還是在竣工后都必須采取有效的測量方式對安裝質量進行測量。
4.為確保鋼結構安全與安裝質量，在當天安裝的構件必須要能夠形成一個穩定的空間結構，如此才能不影響第二天的施工。當一節柱的鋼梁安裝并校正結束后，應立即安裝本節的樓梯、樓面鋼板等結構，應注意各個構件的承載力不超過其可承受的最大承載力。
5.在鋼結構的安裝過程中，應注意避免焊接、日照等溫度造成的熱影響，做好構件伸縮、彎曲導致偏差的調整措施。為控制構件的安裝誤差，鋼結構高層建筑一般可選平面轉角柱為標準柱。
（三）安裝校正
在鋼結構的大構件安裝過程中，如柱子、主梁、支撐等大構件的安裝完成后必須立即進行校正。經過準確校正之后應立即進行永久的固定，避免后續的安裝應力導致形變，確保安裝質量。柱子在安裝過程中的校正順序是應先調整水平偏差，然后調整垂直位移。在主梁的安裝過程中，注意根據焊縫收縮量來對焊縫變形量進行預留。安裝校正的各項偏差也難以避免，但必須確保校正后的偏差均符合規范的規定。
在對每一節柱子的全部構件進行焊接、栓接、安裝等的校正也必須進行合格驗收后，才可以從地面引測上一節柱子的定位軸線。柱子、支撐、主梁、樓梯以及壓型鋼板等各個部分構件的安裝質量檢查、校正記錄，必須確保是安裝完成后、驗收前的最后一次校正實測記錄，中間的任何環節、任何時間的檢查記錄都不得作為竣工驗收的記錄。
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