建筑工程中异型钢结构综合施工技术

来源：中文期刊网位置：工业技术时间：21-12-23 21:01

　　作者：翟亮

　　摘要: 要保证异型钢结构的质量，就要合理地应用施工技术，合理安排施工的每个环节，做好全面分析和计划，确保施工达到预期目标。着重研究建筑工程中异型钢结构综合施工技术，以期为大家提供参考。

　　关键词: 建筑工程; 异型钢结构; 综合施工技术

　　1异型钢结构概述

　　钢材可以划分为型钢、线钢、板钢、管钢 4 个种类，其中在建筑工程中广泛应用的是型钢。目前建筑工程施工质量标准不断提高，对异型钢也有更高的要求，中国的异型钢生产水平大大提高，甚至一些型钢的质量符合国际先进水平。根据不同的断面形状型钢可以划分为 2 种，即简单的断面型钢和复杂的断面型钢，后者也被称为“异型钢”。异型钢结构采用的材料是异型钢材，由于其使用具有单一性，且有特殊的要求，所以施工中要求精度高，对形状也有很高的要求，这就必然对制作钢的设备有特殊要求。异型钢有特殊的横截面形状，所以施工中不经常使用。

　　建筑施工中应用异型钢，异形钢结构的受力特点为: ①受弯构件，钢梁是最常见的受弯构件。②受压构件，柱、桁架的压杆等都是常见的受压构件。要考虑到施工设计以及材料的使用都存在一定的难度，导致资金投入量增加。

　　2异型钢结构施工特点

　　建筑行业发展速度不断加快，异型钢结构越来越多，对施工技术也有更高的要求。在异形钢结构施工中，充分掌握其特点非常必要，主要体现在测量异型钢结构存在一定的难度，异型钢结构建筑有较多的质量控制点，施工建筑容易受到外部环境的影响。

　　2. 1 合理设置异型钢抗震等级

　　异型钢结构房屋在确定抗震等级时，需要充分考虑到设防分类、建筑的高度以及烈度，要与计算方法以及构造措施要求相符合。如果房屋高度不足 50 m，设计的抗震等级为二级、三级、四级; 如果房屋的高度超过 50 m，设计的抗震等级为一级、二级、三级、四级。通常而言，构件的抗震等级应该与结构相同，当某个部位各个部件的承载力都满足 2 倍地震作用组合下的内力要求时，7 ～ 9 度构件抗震等级应该允许按照降低 1 度确定。

　　与混凝土结构相比较，型钢结构对于变形有更大的承受能力，所以不需要设置防震缝。如果在施工中需要将防震缝设置好，对缝的宽度有一定的要求，即要比钢筋混凝土结构房屋宽1.5 倍。在对结构类型选择的过程中，需要考虑结构总高度与高宽之间的比值，还要对各种结构类型所具备的抗震性能及逆行分析，明确相互之间所存在的差异，在选择时要满足设计需求。通常而言，如果钢结构建筑的高度低于 50 m，使用框架结构比较好，也可以使用“框架－支撑”结构型; 如果钢结构建筑的高度高于 50 m，则可以采用一级抗震结构、二级抗震结构，使用消能支撑，即偏心支撑、屈曲约束支撑或者使用筒体结构。

　　2.2 异型钢结构建筑有较多的质量控制点

　　在异型钢结构施工时，需要充分考虑建筑物结构所具备的特点，制定施工计划，按照计划进行施工。异型钢结构存在特殊性，每根钢管柱都会有不同的倾斜角度，施工技术难度大。控制好异型钢的承重，对提高建筑质量非常重要。

　　对异型钢的承重有效控制，需要进行计算，计算公式如下:

　　ＲA = ＲB = P/2

　　Mc = Mmax = Pl /4

　　fc = fmax = Pl^3 /48EI

　　θA = θB = Pl^2 /16EI

　　P: 集中载荷( N) ; Q: 均布载荷( N) ; Ｒ: 支座反力，如果是向上的作用方向，即为正( N) ; M: 弯矩，截面的上部需要承受一定的压力，如果是下部受拉则为正( Nm) ; Q: 剪力，通过对邻近的截面有力矩产生，沿着顺时针方向则为正( N) ; f: 挠度，向下变位者为正( mm) ; θ: 转角，如果旋转方向为顺时针则为正; E:弹性模量( Gpa) ; I: 截面的轴惯性矩，m4 。

　　需要考虑两个方面的内容，第一个方面是梁的剪切应力; 第二个方面是弯曲正应力。

　　通过查阅型钢表可以明确，可用剪切强度的 T 最大值可以采用以下公式计算:

　　Tmax = Q/ Ib［BH^2 /8 －＜ ( B － b) h^2 ＞ /8］

　　式中: Tmax 为最大剪切强度。代入剪切强度 T，就可以将梁可以承受的载荷最大值计算出来。Q 是均布载荷，I 是工字钢的截面惯矩，在型钢表中就可以查出为 cm^4，B 是工字钢截面宽度的最大值，b 是工字钢截面宽度的最小值，h 是工字钢截面宽度最小部分的高度，H 是工字钢截面宽度最大部分的高度。

　　计算正应力可以应用如下公式:

　　Ysigma = M/ W

　　M = 最大弯矩 = 载荷乘距离

　　W = 抗弯模量

　　其中，Ysigma 是最大应力的允许值，可以得到最大的载荷值。

　　2.3 施工建筑容易受到外部环境的影响

　　建筑工程建设中，其质量容易受到环境因素的影响，这是由于环境因素影响建筑材料。当建筑物建成后，受到日照、温度以及高空风力的影响，导致建筑材料被磨损，或者出现老化现象。可见，环境因素对异型钢结构建筑会产生很大的影响。由于钢结构对环境有很高的要求，如果环境恶化，建筑物材料的使用寿命就会缩短。所以，建筑施工过程中，需要控制好轴线和标高，并对产生的偏差予以纠正，特别是异型钢建筑，做好施工管理和控制工作非常必要。将异型钢结构施工中所存在的误差控制在规定的范围内，就可以发挥其实用价值。

　　3异型钢结构施工技术控制措施

　　某少年宫处于城市中心地带，整个的建筑物高度是 32 m，占地面积 26 286． 22 m2 ，整个建筑工程的总建筑面积为 56 086． 54 m2 。工程的主体建筑是钢筋混凝土框架结构，钢结构是作为屋面的骨架和外墙铝板的骨架。建筑的屋面本身就是屋架，为钢管柱与 H 型钢的组合，钢管柱和钢梁连接节点使用焊接或螺栓连接; 墙而为 H 型钢与圆管组合墙架，墙架随主体大楼外形结构布局，支座节点采用焊接技术连接或者使用螺栓连接，墙面的圈梁与挑梁之间根据具体需要采用其中一个连接方式。中心筒部分所采用的是钢管柱与 H 型钢梁相结合的结构，筒屋面呈现出的是钢树权造型，呈现出不规则状态。建筑物的外框采用的是铝板幕墙，使用年限为 50 年。建筑的中心筒部分是由异型树权钢结构与屋面连接，并与钢筋混凝土圆柱连接，屋面荷载会向圆柱中传递。屋面树权结构体系采用的是圆钢管，与屋面 H 型钢梁结合，构成空间结构体系，采用螺栓连接的方法将钢管柱和梁连接节点连接在一起。屋面结构不再采用常规钢柱支撑，而是使用了树权造型。节点设计多种多样，受力非常复杂。

　　3.1 地脚螺栓施工技术控制

　　在对地脚螺栓模板定位时，需要使用油性笔在钢模板上将定位十字线画出来，保证重合于柱定位轴线，采用点焊的方法将其固定好。在基础螺栓的安装中，需要在钢套模下的孔中将基础螺栓穿入到钢套模中，插入孔后固定好螺母。

　　锚杆高程控制中，由于锚杆的正确高程影响上部结构的高程，因此高程测量基准必须与土建的初始基准统一。

　　测量锚杆所在的位置时可以使用全站仪，对现场的锚杆定位可以使用土建轴线。如果土建轴线自身没有准确定位，必然会影响上部结构。完成锚杆定位后，使用全站仪可以重复测量锚杆的定位是否准确。

　　固定锚栓，锚栓复测定位准确后，需要点焊钢筋，以保证混凝土振捣器的振动不会引起锚栓的位移。焊接螺钉前，用水平尺检测螺钉的垂直度，使螺钉尽可能垂直。

　　3. 2 圆形钢结构吊装

　　先吊主钢柱( 先吊型钢柱，先吊下节) ，必要时用风绳和倒链固定。固定好上部的钢柱后，采用焊接技术将其固定好。在对钢柱进行吊装的过程中，吊装第一层构件时，要先对框架梁进行吊装，使用螺栓固定，采用点焊技术固定好后对次梁进行吊装。当完成第一层构件的吊装后，就进行第二层构件的吊装。以此类推，直到完成吊装。在吊装每一层构件时，要注重采光顶构件的安装，吊装过程中，需要对框架梁先吊装，之后采用点焊技术固定好，然后对次梁进行吊装。

　　3. 3 扇形钢结构吊装

　　先吊起主钢柱( 型钢柱) ，必要时先吊起下节，用风绳和手拉葫芦固定，固定牢固后再吊起上节钢柱，焊接牢固。左侧构件吊装后，右侧构件按相同的吊装顺序进行吊装。左右构件吊装完毕后，扇形结构内弧区构件按同一吊装顺序进行安装。扇形内弧区构件吊装完成后，扇形内弧区构件按相同的吊装顺序进行安装。

　　3. 4 构件连接技术

　　将钢柱连结到基础上，所采用的是 M30 锚固螺栓，钢柱之间的连结所采用的是焊接技术，钢梁与钢柱的连结使用了 M20 高强螺栓，钢梁与钢梁之间的连结使用了 M20 高强螺栓，结合焊接技术的应用进行有效连接。高强螺栓的使用中需要使用螺栓进行临时固定，如果发现钢柱或钢梁的预留存在偏差，需要做好校正工作，将临时螺栓拧紧，进行打孔处理，对间隙进行检查，然后初拧。按照拧紧顺序，使用角度法做好标记，最后进行最终拧紧。

　　4结语

　　建筑设施的规模越来越大，而且不断完善，建筑业在经济领域中占有重要的地位。建筑行业为实现突飞猛进的发展，所投入的资源越来越多，无论是物质资源，还是人力资源，投入量都明显增多。一些新奇造型建筑的应运而生，对施工技术必然有更严格的要求，这就需要对每个施工环节高度重视，选用科学有效的技术方法，保证施工质量符合要求。尤其是异型钢结构，合理使用施工技术，并做好管理控制工作非常必要。

　　参考文献:

　　［1］韦先锋，雷耀龙．大跨度空间结构中的钢网架结构设计分析［J］．住宅与房地产，2019，527( 5) : 101．

　　［2］饶孟树．超大型异型钢构设计与施工重难点分析研究［J］．广东建材，2020，360( 11) : 54 － 55 + 58．

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