住宅钢结构的施工及质量控制

　　王楠?陈彦哲
　　摘 要：钢结构是环保型和节能型建筑结构，与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。本文重点就住宅钢结构的施工及质量控制进行了研究和分析。
　　关键词：住宅钢结构;施工;质量控制
　　钢结构属于框架结构，以钢框架和钢筋混凝土框架做比较，在跨度相同情况下，钢梁高度是钢筋混凝土梁高度的一半。在承载力相同的情况下，钢柱外围面积是钢筋混凝土面积的1＼4。这使＂肥梁胖柱＂的钢筋混凝土框架结构的弊端在一定程度上有所缓解，但是＂藏梁包柱＂仍然是钢结构住宅设计的一项主要内容。
　　1.住宅钢结构的问题分析
　　钢结构体系是一个综合的复杂的技术体系，它涉及到墙体材料、屋面材料、厨卫系统、管线系统等一系列配套体系。这方面最突出的问题是外墙结构体系，现有传统的墙体做法很难满足钢结构住宅的整体装配要求。钢的物理性能决定了钢结构住宅必须考虑防火问题。钢材虽然是不燃材料，但其耐火性能很差，随着温度的变化，其力学指标会发生很大的改变，承载力和平衡稳定性会随温度升高而大幅度下降。对于曝露于外的钢结构构件，由于涂料的使用寿命关系，5-6 年的钢结构需要重新涂刷维护，这给后期用户的使用造成了较大的麻烦，也提高了使用成本，故对钢结构配套材料的提出了更高的要求。钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数，而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起结构响应的显著差异。
　　2.钢结构的施工
　　2.1 平面布置和结构选型
　　钢结构适合于平面布置基本规正、匀称、凹凸变化较少的建筑平面，不适宜轴线错开较多，形心和质心距离较大和易于产生较大扭转的住宅平面。钢结构住宅设计需要对风荷载和地震荷载作用下的水平位移进行控制，因此，抗侧力结构的考虑是非常重要。在住宅结构设计中常常把楼梯问、电梯间墙体设计为抗侧力结构。如果位移仍然不能控制在允许值范围内时，可以把单元之间的分户墙或厨房、卫生间的部分墙体（不动墙）也作为抗侧力结构。任何一种结构形式都有它的适用范围、最佳建造高度。钢结构正是在高层、超高层建筑中具有独到的优势，高层住宅由于地震设防，梁、柱断面虽然与同条件钢筋混凝土梁、柱相比要小的多，但在寻常百姓家的居室中，梁柱的存在仍然是十分尴尬的事。相比之下，我们认为钢结构用于多层和＂小高层＂，是具备一定优势的。大空间自由分割历来是住宅的希望，在墙体结构中大空间的获得，只有以大开间大进深来实现，其结果是楼板厚度增加造成用钢量和结构自重加大，结构重量加大又造成地震力加大，反过来影响剪力墙的厚度、强度和配筋。
　　2.2 变形限值的分析
　　构造节点构造直接影响钢材用量，在试点住宅中集中力量解决了两个部位的节点做法。钢框架的钢梁和钢筋混凝土剪力墙（核心筒）的连接为了确保试点工程安全可靠，设计中没有采用单纯在剪力墙中预埋钢板的连接方法，而是在剪力墙端部和核心筒拐角处自柱脚标高起，设置上下贯通的I型芯柱，并且，在钢梁高度处用钢桁架作为芯柱与芯柱之间的横向连接，以确保该部位节点的工作状态和计算假定相吻合。抗侧力结构可以是钢结构，也可以是钢筋混凝土结构。当采用钢桁架作为抗侧力结构组成纯钢结构时，规范规定：在风力作用下，层闻位移1/400，顶点位移1/500;在地震作用下，层间位移1/250，顶点位移1/300。因此，采用钢桁架作抗侧力结构可能造成用钢指标有较大提高，从而增加造价。若按钢结构限值1/300 控制结构整体刚度，在地震中待钢结构参加工作时，钢筋混凝土剪力墙已经产生了结构破坏，这种考虑不够安全。若按钢筋混凝土剪力墙限值1/800 控制结构整体刚度时，钢梁、钢柱截面会因地震力加大而大幅度增加。
　　3.钢结构施工安装时的质量控制
　　3.1钢构件的加工
　　现已实现工厂化的生产，钢构件的进场质量验收就显得至关重要，构件进场除了核查数量，并进行表面检查外，还需要检查以下资料：钢材材质的检验单;钢材的材质证明;无损检测报告和探伤检测报告。在安装柱，梁时，主要检查柱底版下的垫铁是否稳定，柱是否垂直和位移，粱的垂直、平直、侧自弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理验收合格后，方可起吊施工。当钢结构安装完，并进行验收合格之后，要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑。钢结构涂刷前，构件表面不能有异物，涂刷遍数和厚度应符合相关规定。在监理施工过程中，要求施工人员先固定钢窗一边的柱子，待钢窗完全固定并就位之后，再焊接另一边的立柱这样便可以保证钢窗与立柱之间不会有缝隙。
　　3.2钢结构的建筑
　　通常都采用混凝土立柱，基础的混凝土丑钢筋、模板的施工与其他工程的施工方法相同而基础立柱中预埋的螺栓是更是质量控制的重中之重，每个螺栓及每组螺栓之间的高度间距的偏差，直接影响着工程的整体质量。具体如下：取钢柱底板大小的钢板三块（其中两块厚20mm，一块8～20mm 均可），2mm 厚的两块铜板按照钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔，将三块钢板组装在一起，把一组螺栓插入螺孔，用Φ14～Φ16 的钢筋将螺栓焊接为一体，上下各一道并可以重复多次使用。螺栓间间距及高低必须在规定的偏差范围之内。在混凝土浇筑前，用经纬仪将螺栓组进行精确的定位.再用Φ14～Φ16 的钢筋焊接在柱子的主筋上，固定螺栓钢筋端头顶正模板上，上下各一道，这样每组螺栓之间的间距、高低可以控制并不被损坏。做好施工交接。土建工程结束后.将螺栓组间的（轴线间距）、高低，每一个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量，验收后，组织相关安装人员进行验收，验收后要求钢结构安装人员进行复测。
　　4.结束语
　　如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化，那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化，钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下，钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。
　　参考文献：
　　[1]高伊琳，刘岩.浅谈钢结构住宅[J].辽宁建材，2014
　　[2]蔡婷.展望钢结构住宅的发展趋势[J].建筑技术开发，2012