钢结构建筑工程的施工特点和施工方法分析

钢结构建筑工程的施工特点和施工方法分析摘要：近年来，我国建筑行业迅猛发展，很多新材料、新技术随之涌现，帮助从业者显著提升了建筑工程建设质量，钢结构施工技术就是其中之一，此种技术在目前的建筑工程中已经得到较为广泛的应用，具有施工工期短、抗震能力强、可回收利用的特点，应用价值突出。为进一步提升建筑工程质量安全、满足大众日益增长的建筑行业消费需求，相关工作者应加强对钢结构施工技术的研究，合理应用这一技术，将各项技术要点贯彻落实到位，促进建筑行业的持续发展。关键词：钢结构建筑；施工特点；施工方法引言建筑行业的施工技术不断发展，建筑物的结构形式不断创新，不同用途的钢结构建筑越来越多，钢结构建筑在施工过程中的机械化、自动化水平越来越高。钢结构施工是钢结构建筑工程的重要组成部分，其施工质量、安全、进度，以及施工方法和机械化施工程度，对钢结构建筑工程施工的影响很大。1钢结构建筑的施工特点1.1总体质量轻钢结构建筑所用材料主要是钢材，其总体质量较轻。钢结构建筑的质量与钢筋混凝土建筑的质量相比，钢结构建筑质量只占钢筋混凝土建筑质量的20%。因为钢结构建筑质量较轻，不仅能够降低建筑物的荷载，还能降低原材料的耗费量、减少建筑成本、节约施工成本、提高施工企业的经济效益。在施工过程中还可有效减轻施工人员的劳动强度。1.2污染程度低钢结构建筑使用的主要材料是钢材。在施工过程中，钢材的污染程度比钢筋混凝土低，施工环境比较好。将钢结构的预制零部件运送到施工工地后，组装施工大都为干式作业，与钢筋混凝土的湿式作业相比，在施工过程中对空气的污染不大，产生的噪声污染轻微，环保优势明显，更符合文明施工的标准要求。1.3具有良好的抗腐蚀性在建筑⼯程施⼯中采⽤钢结构，对于整个墙体的外周围使⽤单向呼吸纸进⾏处理。通过密封之后，就可以使得室外环境中的潮⽓被隔绝。如果外部环境中的空⽓中存在害⽓体，会对钢结构所使⽤的⾦属材料产⽣腐蚀作⽤。使⽤单向呼吸纸，就可以避免⾦属材料遭到腐蚀，由此延长了钢结构建筑的使⽤寿命，使得室内的空⽓不再潮湿，保持空⽓⼲燥。1.4施工速度快钢结构建筑在正式施工之前，可先将钢材加工制作成零件、部件，运输到施工现场待用。钢结构建筑主要采用机械设备和自动化技术进行施工作业。钢结构建筑的现场施工，主要使用吊装等机械设备，将使用钢材预制的零件、部件进行组装，可实现一次性组装成型。与钢筋混凝土结构建筑的施工工艺相比，钢结构建筑的施工工艺不会受到混凝土浇筑、凝固等因素的影响，施工环节容易掌控，可以进行现场连续施工作业，可缩短施工工期。一般情况下，钢结构建筑的施工工期比钢筋混凝土结构建筑的施工工期可缩短60%。1.5适应性强对钢结构建筑进行施工，适应性强是其最大优势。钢结构建筑能够适应各个行业对建筑施工的要求。钢结构是建筑物的主体，其采用的材料以彩色涂层钢板的压型板以及复合板为主。钢结构建筑的承重体，就是钢结构的承重部件，能够适应多种施工方法。如果对钢结构建筑进行改建和扩建，能够根据设计需求比较容易地改变钢结构的尺寸。设计钢结构建筑时，可采用多种先进的技术手段。钢结构建筑的抗震性较好，能够符合抗震方面的技术要求。1.6具有很⾼的承载⼒与传统的建筑结构相⽐，钢结构的载⾯规格相对较⼩，但是具有很⾼的承载强度。通常来说，钢结构建筑如果为6层，其重量相当于与4层的混凝⼟结构建筑重量。不仅重量轻，⽽⽬抗震能⼒⽐较强，使得地震对建筑的作⽤⼒减⼩。钢材的延展性⾮常⾼，能源消耗量少，所以钢结构建筑具有⾮常⾼的安全系数。1.7施工程序简单钢结构建筑的施工程序比较简单：先将提前预制的零部件运输到施工现场吊装就位，再通过螺栓连接、焊接或者铆接等方法进行固定即可。钢结构的零部件大都使用起重设备完成吊装等施工程序，与钢筋混凝土施工程序相比，其施工难度较低，施工质量有保障，可有效降低施工过程中发生重大事故的概率，保证建筑企业获得较好的经济效益。2钢结构建筑的施工方法2.1高空拼装法高空拼装法主要用于工厂厂房、体育馆等有网架结构的钢结构建筑。建筑物的钢结构网架，可采用高空拼装法进行组装。采用高空拼装法时，先将构件（包括零件或部件）放置在地面适当位置，再用起重机将构件吊到安装位置，并组装到钢结构上。采用高空拼装法时，需要吊装很多的构件，需要进行较多的高空作业，但是不需要大量的起重设备。采用高空拼装法时，须使用钢管搭建施工平台，用于支撑网架、拼装作业和控制网架高度。在网架拼装过程中，应使用很多中小型塔式起重机将构件提升到所需高度，根据施工人员的要求完成构件的拼装。高空拼装法不需要使用大型塔吊，但需要使用大量的钢管架。钢管架进行组装和拆卸，耗时耗力，高空作业频繁，机械化程度低，劳动强度较大。首先，在将钢管组装成单元节点之前，必须仔细检查等待拼装的各个零部件，并按正确顺序放置；其次，在每个零部件拼装完毕后，要用扳手仔细检查螺栓的牢固度；再次，拼装时要使用水平仪和经纬仪测量拼装过程中网架位置的误差，并进行适当调整；最后，将网架组装到一定高度后，在其下弦设置1个临时支撑柱进行支撑，对下弦高度进行适度调整后，使用Ø48mm的钢管架设临时支撑架。2.2钢结构整体安装钢结构安装可分核心筒钢柱安装、外框钢柱钢梁安装与局部钢柱滑移安装三个步骤来完成。核心筒钢柱安装方面，施工人员应做好定位工作，一般来讲宜在位于2~3个楼高的位置定位，之后可使用大型机械设备安装核心筒钢柱，控制机械设备之间的距离。一般来讲，应遵循如下流程完成准备工作：首先，检查吊装机械设备是否符合施工图纸的要求，是否满足钢柱吊装需要，之后准备好与这一环节施工有关的防护用具以及相应的定位工具，使用定位工具进行定位；其次，观察钢柱表面是否整齐、干净，若不干净应使用相应器具进行清理，尤其应关注钢柱连接口是否整洁、干净，完成清洁后，即可开始正式的吊装作业。外框钢柱、钢梁安装方面，施工人员应遵循如下流程来完成施工：首先，应先完成各项准备工序，对比坐标值；其次，把控好钢柱的垂直度与标高，分析其是否满足施工要求，若满足即可开始进行焊接。本环节的施工作业，在整个钢结构施工中，属于重点工序，施工人员应高度重视。需要注意的是，对框梁的安装应遵循相应顺序来完成，一般来讲先安装主框梁，之后方可安装次框梁。局部钢柱滑移安装方面，施工人员应遵循如下流程来完成施工：首先，应铺设好轨道梁，把控好铺设的具体位置，一般来讲铺设在施工楼层下面一层较为合适，铺设过程中会用到槽钢，施工人员应按照一定的间距进行安装，一般来讲可使用方钢管作为限位工具；其次，将钢柱安装在滑移轨道上，这一环节中应重视定位好钢柱的位置，之后再完成焊接工作；最后，计算滑移平台承重力与滑移安装牵引力，完成滑移安装。2.3全自动施工法钢结构建筑的全自动施工法，主要由顶置式帷幕和运输系统两部分组成。顶置式帷幕被称为“施工面作业棚”，由钢结构框体、外墙安装架、顶升装置和顶棚等组成；运输系统由物料提升机和上部行走台车等组成。运输系统的作用，是先将物料从储存点水平运输到提升点，再将物料从提升点垂直运输到工作面，最后将物料从工作面水平运输到施工面的组装点。钢柱、钢梁的焊接由焊接机器人实施。钢结构施工完全在施工面作业棚中操作，因此不会受到天气条件的影响。在1个楼层完成钢结构施工后，顶升系统就会将施工面作业棚提升到上面1个楼层。如此反复，直到整个钢结构建筑完工。2.4复合施工法复合施工法是指使用两种及以上的施工方法，进行现场钢结构吊装的施工方法。例如，将整体安装法和高空拼装法结合起来，充分发挥这两种施工方法的优势，可以在保证施工质量的同时，促进施工效率和进度，降低施工成本，使施工单位获得更好的经济效益。3建筑钢结构施工质量控制策略3.1施工前期管理施工前期，相关人员应严格审查施工图纸设计情况，正式开工前，应组织专家对图纸进行严格评审，确保其符合行业规范的要求，选用的各类工艺符合建筑工程在质量安全方面的要求。同时，审查阶段中，施工单位也可更为全面地了解设计结构，分析工程施工方式，为施工活动的顺利开展打下扎实的铺垫。其次，应强化材料质量管理，施工单位有必要针对此项工作，聘请专业素质高、工作经验丰富、岗位责任心强的人员进行专项管理，在材料采购阶段中，尽可能从资质合格的商家处购买材料，可通过培训提升采购人员及材料检验人员的辨识能力，使其尽可能选择质量优秀的钢结构材料，保障建筑工程的质量安全。此外，施工人员也应依照施工图纸的要求，严格计算材料的数量，避免出现物资浪费等一系列的问题。最后，应科学部署钢结构施工。施工阶段中，很多工序是交叉混合在一起的，施工单位应提前做好施工规划，尽可能使多种不同的工种实现有效配合、多道不同的工序实现协同并进，尽可能在保障工程质量的同时，缩短建筑工程的工期，取得更为理想的工程效益。3.2控制钢构件的生产质量钢结构工程施工技术的应用效果，对钢构件工程的施工质量以及钢结构工程投入运行后的使用性能有着直接的影响。为了降低成本，某些施工单位在建筑钢结构工程施工过程中，会使用不合格的产品，不仅影响建筑钢结构的稳定性，还会削弱建筑钢结构的承载能力。另外，钢结构工程施工中使用的构件类型比较复杂，所以相关构件的采购工作也应当交由专业人员负责。为从源头上控制构件质量，应严格审查钢构件供应商的生产资质。此外，在钢构件进场之前，要严格检查钢构件的数量、规格以及质量，确保其符合相关施工要求。3.3应用BIM技术现阶段看来，BIM技术在建筑工程钢结构施工中有着较高的应用率与较为广阔的应用面。施工单位应积极借助此类技术，完善建筑工程钢结构施工，解决传统施工模式下易出现的一系列问题，如结构碰撞。施工人员可使用此类先进的技术，分析建筑结构梁柱的位置是否与建筑物给排水系统、电气系统以及暖通系统的位置存在冲突，建立关系模型，在开始正式的施工作业前，审视钢结构施工设计是否科学合理，确保钢结构施工的高效进行。此外，值得说明的是，在建筑钢结构施工中应用BIM技术，也有助于提升施工规划编制的科学性与严谨性，为建筑物预留更多的内部空间，整体提升工程施工的质量。3.4加强管理制度的建设与落实在建筑钢结构工程施工过程中，管理制度的建设与落实，是所有技术管理工作得到有效落实的基础与保障。针对管理制度的建设与落实，建议从以下3方面入手。首先，明确施工技术的应用方法、应用要点以及应用标准，并监督施工技术的整个应用过程，避免出现违规施工问题。其次，关键岗位的技术人员必须持证上岗。再次，加大培训力度。对于新招聘的施工人员，无论其施工经验是否丰富，都必须进行系统的技术培训，确保其掌握相应的施工技术应用方法与应用要点。最后，制订完善的奖惩制度，对不按标准和规范施工的人员进行处罚，表现优异的员工给予奖励。3.5构件安装准确性及工件测量校正实际施工中，为保障钢结构施工质量，施工人员应加强工序、工期控制，尤其应当控制好工件安装、组装的顺序，在质量上应当严加检查，在完成一道工序后，应采用专业技术进行校验，确认无误后方可开始对下一道工序的施工。一般来讲，可依照施工现场的地理条件、钢结构的具体情况等因素，针对各道工序，提前布设好工具，循序渐进地完成钢结构施工。施工过程中尤其应加强对吊装精确性的控制，施工人员应严格依照相关规范的要求，做好校正工作，确保工件质量合格，为工程质量提供可靠保障。施工阶段中，施工人员应安排专业人员到现场，针对垂直度等施工重难点，给予有针对性的指导。结语钢结构建筑工程具有其专属的施工特点、施工方法和焊接工艺，在进行钢结构建筑工程的施工过程中需要牢牢把握，以期达到创造优质钢结构