钢结构建筑施工工艺

钢结构建筑的施工工艺研究

【摘要】随着居民生活水平的提升，人们对居住质量的要求也越来越高。同时，随着对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，与此同时，高强度钢结构的建筑也广泛出现在现代化建设中。 [关键字] 钢结构；施工工艺；焊接

【 abstract 】 with residents living level improving, the people’s living quality requirements are higher too. at the same time, along with the top and the structure of the tall building system improvement, calculation of technology development and construction technology level unceasing enhances, at the same time, high strength steel structure of the building also appear extensively in modern construction. [key words] steel structure; construction technology; welding

中图分类号：tu391 文献标识码：a文章编号： 引言

钢结构由于强度高，有良好的韧性和可塑性，自重轻，抗震性能好，安装容易，施工周期短和建筑造型美观等优点，使得建筑钢结构的快速发展，越来越多的办公楼、饭店和公寓等建筑都采用钢结构。为了达到技术先进、安全适用、经济合理，需要不断提高高

层钢结构施工水平，尤其是钢框架结构施工工艺与焊接变形分析技术水平。本文就钢结构的几个重点的施工工艺作探究。 1.钢结构的安装

钢结构的安装，特别是高层建筑钢结构的安装可以采用节间综合安装或者分层分节安装法。安装的钢构件要形成一个稳定的空间构架。首先高层建筑钢结构安装前，要检查建筑物的定位轴线、底层柱位置线的标高，混凝土强度以及构件的质量，合格后方能开始安装，安装钢结构总体竖向施工顺序为核心筒施工先行，接着是外框筒施工，内外筒施工的差距要保持在3~6 层高度为最佳，立面上的安装从下部往上部逐件安装，平面上安装从建筑物中间向四周扩散安装。其次，高层建筑的钢结构安装时要按照建筑物的结构形式、平面形状和安装机械的数量等方面的因素规划安装区段，预先编制好安装的程序，安装过程中必须要严格执行预先编制好的安装程序，同时高层建筑钢结构每一层的柱子定位轴线都必须是由地面控制线牵引上来的，如果从下层柱子的轴线做牵引的话，难免会产生累积误差。下面是钢柱安装允许偏差表： 表1：钢柱安装允许偏差表（㎜） 项目 规范允许偏差

柱脚底座中心线对定位轴线的偏移 5.0 柱基准点标高 有吊车梁的柱 +3.0-5.0 无吊车梁的柱 +5.0-8.0 弯曲矢高 h/1200，且不应大于15.0

柱轴线垂直度 单层柱 h＞10m h/1000且不应大于25.0 2.框架梁的制作与安装

在高层、超高层钢结构建筑中，框架梁一般采用h 型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。框架梁应按设计编号正确就位。为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁（短牛腿），悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板（兼引弧板） 全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0 为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。采用高强螺栓群连接时，孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应由中心

按幅射方向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头上加以表示。 3.钢结构的施工工艺 3.1 箱型柱制作工艺

钢板拼接：由于每段柱高在12 米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。划线下料：按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。长度方向沿划线每隔5m 钻φ8mm 孔。用两台半自动切割机（或双头）沿划线中心同时切割，每隔5 米留100mm 不切割，待冷却后再切割。组装焊接：用h 型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将h 型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。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。用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。焊接：用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm 引弧板和熄弧焊。焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5mm处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落；并修磨后的切割面进行检查。 3.2 梁及连接板加工及组焊

下料：型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料, 下料后应进行清渣修磨，编号归类放置。钻孔：先在构件上用划针

和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周（90°位置）打四只冲孔，钻孔后检查。高强度螺栓摩擦面处理：喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6kg/cm2，石英砂的粒度1.5~4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色。用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4 倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑。 4.构件的除锈、防腐

（1）根据工程技术文件的不同要求，构件在制作完毕后进行除锈处理，达到要求的除锈等级。

（2）涂装前钢材表面除锈应符合设计要求和国家有关标准的规定。经处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。

（3）进厂后的涂料应检查是否有产品合格证，经核查无误后，方可使用。钢结构表面涂刷防护油漆，漆膜厚度应满足设计要求。 （4）构件涂刷表面不应有误涂、漏涂现象，涂层应均匀、无明显皱皮、流坠、针眼、气泡、脱皮和返锈等。

（5）涂装完成后，构件的标志、标记和编号应清晰完整。 5.焊接质量的控制

焊接方法包括手工电弧焊和埋弧自动焊。下面是对接焊接参数以及填角焊焊接参数：

表:2：对接焊接参数

板厚(mm) 焊丝直径(mm) 焊接道数 焊接电流 (a) 焊接电压(v) 焊接速度(cm/min) 6~14 4.0 1~2道 400~580 28~40 50~73 14~30 4.0~6.0 2道以上 600~1000 36~40 30~75 表3：填角焊焊接参数

焊脚高度(mm) 焊丝直径(mm) 焊接电流(a) 焊接电压(v) 焊接速度(cm/min) 6 2 450~475 34~36 67 8 3 550~660 34~36 50 4 575~625 34~36 50 10 3 600~650 34~36 38 4 650~700 34~36 38 12 3 600~650 34~36 25 4 725~775 36~38 33 5 775~825 36~38 30

（1）钢结构的焊接工程必须由取得合格资格证书的焊工执行，并且在有效期限内。

（2）每一类型相贯焊缝坡口正式切割前，必须进行试切割和预组装，确保焊缝坡口形式及尺寸符合设计及规范要求。其次在施焊前应对主材、焊材等都进行处理，并进行有效保护。

（3）焊前将管内、外坡口两侧各50 mm 范围内，油污、锈蚀等污物清理干净，焊丝在350 ℃条件下烘烤1 h 后，随炉冷却到

150 ℃保温，随用随取。

（4）取出的焊丝应放入保温桶内，不得使用锈蚀的焊丝。露天作业时必须采取有效的防风措施。

（5）在焊接过程中，采用多层多道焊，严格控制线能量，以使焊接接头的力学性能处于最佳状态。

（6）在完成每层焊接后应采用碳弧气刨，进行逐层逐道清渣，保证焊缝质量。

（7）在焊接前应首先将构件放平，从中部向两端逐点进行施焊，以避免由于焊缝收缩向一端积累而引起的各节点间尺寸误差，不得在同一支管的两端同时施焊。

（8）焊缝尺寸应符合设计要求的计算厚度值或焊脚尺寸，但也要避免过多地堆焊加强高，而产生较大的焊接残余应力。 （9）焊缝观感应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。焊缝尺寸、强度试验检验必须合格。

（10）构件的焊接应规范、合理，满足施工规范、设计图纸中关于焊缝尺寸、焊脚高度等有关焊接的要求，以保证构件的整体质量。

（11）构件出胎、运输及安装时的吊装，应避免野蛮作业，防止焊口发生开裂，影响工程质量及安全。 6.钢结构的防火

钢结构的一大特点就是对高温的屈服。要使钢结构材料在实际

应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。 7.结束语

钢结构的施工过程是一项施工工艺复杂和施工技术难度大的繁琐而复杂的系统工程，必须做到周密和严谨。钢结构施工中既要严格按照工艺要求，又要根据施工现场实际环境和条件，因地制宜，在完全掌握和透彻了解有关资料参数和工艺原理的前提下，灵活选择和应用工艺措施，在施工前要先制定详细而周密的施工计划和组织施工的方案，然后要积极做好施工监督工作，在先辈留下的基础上累积经验，不断提高和完善高层建筑钢结构的施工工艺，才能推动我国钢结构建筑的不断发展。 参考文献

[1] 钢结构工程施工质量验收规范［s］.gb50205---2001 [2] 建筑钢结构焊接技术规范［s］．jbj81---2000

[3] 许世雄.浅谈高层建筑钢结构施工技术与工艺[j]科技创新导报.2010(13)

[4] 王爱辉.钢结构建筑的制作、安装及施工工艺分析[j]现代制造技术与装备.2008(05)

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