钢结构的制作与安装工艺探讨何天友

钢结构的制作与安装工艺探讨何天友

何天友

中国五冶集团有限公司钢结构工程分公司610107

摘要：钢结构指一种在高层建筑施工领域常被用到的建筑结构，对于高层建筑的施工建设来说，它在加强结构的稳定性和安全性能上有着不可替代的作用。本文从钢结构的制作工艺、钢结构的安装工艺两方面展开论述，来对钢结构在高层建筑施工领域的应用进行研究。

关键词：钢结构；制作工艺；安装工艺

引言

钢结构是目前我国建筑行业，特别是在高层建筑行业中常会用到的一种建筑工程结构，它的主要材料是由钢材组成。由于组成钢结构的钢材属于高弹性高强度钢材，因此，钢结构相应的也具有良好的韧性、稳定性和压力承载性能，使建筑的防震和防风系统的建设上得到了大量的应用，同时能够确保建筑整体结构具有更高的稳定性能，也提高了使用安全性能。

一、钢结构及其制作工艺

（一）钢结构简述

钢结构是一种工业化水平含量很高的建筑工程结构，它可以通过机器进行大规模的加工生产。在实际施工进行时，相较于传统的混凝土结构和砖混水泥结构，具有施工更加便捷、使用精度更高、便与现场组装等特点[1]。对于施工部门来说，试用钢结构不但能提高建筑的安全使用性能，还能降低施工成本，达到提升经济效益的目的。

（二）制作要求

1.按照图纸进行制作，钢结构的制作是一项精度要求较高工作，由于钢结构的体型一般较大，制作时需要大型器械，因此钢结构的制作都是在加工处完成，而后直接运输到施工现场。如果在施工过程中产品的精度出现了偏差，就要进行归厂加工处理，会增加运输成本，延长工期。在实际制作时，要有专业的钢结构工程师进行指导监督，相关制作人员也要进行相应的技能培训。

2.对复杂构件进行实验性工艺改造，在实际进行建筑工程施工时，可能会遇到很多的问题，一些复杂构件的加工，必须要根据施工条件来进行相应的模拟实验调整。确保在工程的实际施工中发挥作用。

（三）具体工作

1.钢材及连接材料检测

钢结构是由多项小构件组合成的工程构件，因此，为了保证整体结构的实用性能和整体稳定性，首先需要对钢结构的钢材进行检测，检测内容包括钢材的延展性、承载力还有硬度属性等。其次是对钢材的连接材料进行检测，具体包括有焊接工具、螺栓、涂料等，要保证钢结构各部件之间结合紧密，在使用过程中不出现脱落，变形等现象。

2.焊接工作

焊接工作时要注意的是，首先进行焊接工艺编制，规划图最合适的焊接顺序，确保材料不会出现焊接变形以及内部焊接应力过大的问题。其次是焊接工作中要特别注意焊接工序的进行，不能对材料造成损伤。焊接工作应该由专业的焊接工程师或者在焊接工程师指导下进行。

3.组装工作

组装工作应该在专业的组装平台上进行，确保组装工作平稳有序进行，各部分之间结合紧密，产品的尺寸符合工程的精度要求。

4.成品检测工作

关于成品的检测工作主要分两部分进行，第一部分是对成品的整体性能的检测。在检测过程中，加工厂会进行相应的预使用试验。第二部分是对整体质量的检测，在检测过程中，不光要对尺寸、精度等外部构造进行检测，还应该注意螺栓、焊缝等连接处的小构件是否满足标准[2]。

二、钢结构的安装工艺

（一）安装器械工艺

由于钢结构本身的质量较大，安装工作供需较为繁琐，再加上钢结构的使用领域多是高层建筑，因此在进行钢结构的安装时，需要使用大型的起重机来将钢结构进行吊起安装工作。常见的钢结构安装器械主要有三种。

1.塔式起重机

塔式起重机根据使用时的方式不同可以分为固定式、行走式、附着式以及内爬式。其优点在于施工作业的稳定性高，重物的吊起竖直高度高，机器的作用工作范围广等。其缺点是由于塔式起重机的下盘质量较小，能掉起的钢结构质量也相对较小。因此塔式起重机一般适用于较小型的建筑的修建，在大型高层建筑的施工建设工作中很少使用。

2.汽车式起重机

汽车式起重机的优点在于移动速度快，不同于塔式起重机建设好就已经固定，它能根据工程的施工进行快速的位置调整，满足不同的施工要求，吊起性能相较于塔式起重机也更好。缺点在于对于施工场地的要求较高，如果施工场地是在斜坡上或者地面不平整时，汽车式起重机就不能进行很好地工作。还有由于汽车式起重机的下部是由汽车组成，因此不能进行负载运行，超过承载额会导致汽车受损。

3.履带式起重机

这是一种重型起重机，在实际进行钢结构的安装工作时，它能吊起很大质量的设备，并且垂直高度也要优于前两种，在实际的高层建筑施工现场应用十分广泛。其缺点在于，设备太过笨重，施工运行速度太慢。移动是通过履带进行，行进过程中会对路面造成破坏[3]。

其他的还有千斤顶、手拉葫芦、电动卷扬机等设备，这里就不再进行介绍了。

（二）钢柱吊装工艺

对于钢结构的固定一般是通过下部的钢柱进行固定，因此在进行钢结构的安装过程中，我们还需要对钢结构的吊装工艺进行研究。钢结构的钢柱由于建筑工程和生产工艺的不同，一般有口字型、工字型还有圆圈型三种。在实际吊装工作进行时，第一步是选择合适的吊装位置。第二步是对确定吊装点数，第三步是进行吊装工作，具体的吊装工艺主要有三种：

1.旋转法

在将钢柱吊起之后，安装器械通过回转工作来对钢柱进行旋转。这种方法可以让钢柱通过旋转减少与柱脚之间的摩擦力，围绕着柱脚来对钢柱实行吊起工作。

2.滑行法

滑行法指的是在进行钢柱的吊起时，该器械只进行吊起动作，让钢柱沿着柱脚滑行，在滑行过程中不断提高起吊的高度，最终将钢柱吊至施工高度。在进行滑行法吊起钢柱时要注意铺设相应的滑行轨道，以免对施工地面造成损伤。

3.递送法

递送法的实行需要通过两台以上起重器械进行配合操作[4]。为了减少钢柱与地面的摩擦，将钢柱进行水平吊起，通过起重器械的上下位置调整，来将钢柱吊至应处的位置。这项操作虽然可以保持钢柱和地面不受到损坏，但是工作的操作难度很高。需要注意的是，在进行工程载荷的分配时，不能超过起重器械的最大载荷的百分之八十，要对各起重器械进行合理地载荷的分配。在施工进行时，应该有专业的人员进行指挥操作，同时需要清空周边人群，确保工作平稳运行。

（三）焊接工艺

焊接是钢结构安装中的关键性工作，通过焊接能有效的将钢结构的各组成部分有效的结合成一个整体，焊接的优点在于施工自动化程度高、连接性能好、密封效果好。由于钢结构的焊接工作是一项非常繁琐且大量的工作，而且焊接的工作只能由人工进行操作，因此，往往会出现部分位置焊接不到位、预应力过大、变形严重等问题。因此在进行钢结构的焊接工作之前，应该制定焊接工艺的操作计划，合理的选择焊接工艺和焊接方法，在进行焊接时有多人组合进行，并设有相应的检察人员，确保在某一工作人员出现失误时，及时进行纠正处理。最后在焊接工作完成后，经过一天的预应力发散，在对其进行无损探伤检测，检测完成后方能够投入使用。

三、结束语

随着我国工业水平的不断发展，建筑行业及建材行业的工艺水平也在不断地发展，相应地，我国的城市化建设进程也在稳步的向前推进。但是对于建筑施工来说，必须要不断地提高自身建设施工水平和自身建筑工艺，这样才能与我国不断提高的国民经济水平和人民生活水平相适应。钢结构是一种很常用的优良建筑结构，在未来的建设活动中也会出现大规模的使用，我们还需要对钢结构的制作工艺和施工工艺研究有所提升。

参考文献：

[1]李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题[J].建筑结构学报，1998（01）：24-32.

[2]刘学理.建筑钢结构施工技术与质量控制的措施[J].建材与装饰，2016（34）：44-45.

[3]张新中.建筑钢结构的应用发展及综合经济效益分析[J].华北水利水电学院学报，2002（04）：1-5.

[4]沈祖炎，温东辉，李元齐.中国建筑钢结构技术发展现状及展望[J].建筑结构，2009，39（09）：15-24+14.