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钢结构材料在建筑施工技术中的应用分析论文

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2023-12-08 10:34:32    来源:SCI论文网    作者:wangye

摘要:随着建筑工程施工水平的提升,很多地区已经开始将钢结构材料作为主要施工材料,钢结构施工技术也处于不断更新升级的状态,将其运用在建筑施工中,有助于提升建筑工程的施工质量。因此施工单位应该在施工过程中合理运用钢结构材料施工,规范开展钢结构材料的安装工作,从而进一步提高建筑工程的施工质量。

  摘要:随着建筑工程施工水平的提升,很多地区已经开始将钢结构材料作为主要施工材料,钢结构施工技术也处于不断更新升级的状态,将其运用在建筑施工中,有助于提升建筑工程的施工质量。因此施工单位应该在施工过程中合理运用钢结构材料施工,规范开展钢结构材料的安装工作,从而进一步提高建筑工程的施工质量。

  关键词:建筑钢结构材料;施工技术;应用分析

  在建筑工程不断增多的情况下,钢结构材料已经成为建筑施工中不可或缺的主要元素,其具有比较好的承重能力,因此施工单位应该结合建筑工程施工需要,提前准备好充足的钢结构材料,在开展钢结构材料施工之前妥善处理好技术交底工作,加强对钢结构材料安装过程的质量管理,不断提升钢结构材料的安装质量,从而全面提高建筑工程的施工质量。

  1钢结构材料

  1.1钢结构材料内涵

  钢结构主要是形容以钢铁为主要原材料的结构,与其他类型的建筑结构相比较,钢结构材料具备质量比较小、受力强度相对比较大、能够进行循环再利用、绿色环保效果比较好的应用优势,从使用角度讲,强度、塑性、冷脆破坏性和可焊性等是建筑钢材的基本性能。钢材材质的单项指标不能代表其全部特征,必须需要依据常规试验的各项指标来进行综合评定。评定中还应收集详细资料作参考的数据:钢材生产的时间、钢材供应的技术条件及其产品说明书等。必须查明钢材牌号、技术指标、极限强度、屈服强度、受拉时的延伸率、冷变、反复弯曲、冲击韧性与化学成分等情况。但是钢结构材料也存在成本相对比较高、结构设计相对比较复杂的不足之处,将会在一定程度上制约钢结构在现代化建筑中的应用,现如今我国一般会在大型高层建筑或者公共建筑上使用钢结构材料施工技术。

  1.2钢结构材料的优势

  1.2.1钢结构材料强度高、韧性好

  对于钢结构来说,由于钢材的强度以及韧性要优于传统的混凝土以及木材等材料,因此,钢结构特别适合应用到一些体积大、跨度大以及载重大的住宅建筑当中。韧性好是钢材最为突出的优势,在住宅建筑中运用钢结构不会出现建筑因为承载过大而变形的情况。

  1.2.2钢结构材料绿色环保

  在人们生活水平不断提高的背景下,人们开始越来越重视生活质量,在可持续发展战略的影响下,环保理念、低碳理念已经是深入人心,以往在建筑施工过程中一般会将砂石材料、水泥材料作为主要建材,但是这些材料在应用过程中可能会对环境产生一定的破坏性,且很难在应用后再次进行回收处理,可能会形成比较多的建筑垃圾。由于钢结构的质量小于混凝土材料,因此将钢结构材料运用在建筑工程中,能够在降低取土量的基础上,降低建筑施工对于土地资源产生的破坏性影响。

  目前钢结构已经能够基本实现100%的回收再利用,在拆除建筑的时候也仅会有少量垃圾。在应用钢结构材料施工的时候,首先,工作人员需要制作钢结构构件,然后再开展钢结构材料安装工作。构建制造商需要在加工车间内容集中完成钢结构制作,有助于减少钢结构制作过程对于周边环境产生的不利影响。再加上钢结构的安装时间比较短,使得建筑钢结构施工需要花费的时间比较少,不但能够有效提升钢结构施工效率,而且可以进一步减少对周围环境产生的影响。

  1.2.3钢结构材料抗震性能好

  由于钢结构材料具备比较强的抗力强度,使得钢结构抗震能力比较强,目前建筑施工中主要包括砖混式结构、框架式结构、钢结构,从理论角度分析,在建筑结构设计具有较高的合理性、建筑程序管理处于比较规范的状态,建筑高度与预期设计结构保持一致,使用钢结构材料的建筑在抗震性能方面比其他建筑结构具有明显优势,砖混结构用于承重的材料是砖砌体,砖砌体脆性比较大,抗震性能相对较差,而框架结构主要囊括了底框架以及框架剪力结构。

  在底框架建筑结构中,底层一般会使用框架,三层及三层以上依旧会使用砖混结构,使得抗震效果没有钢结构强。相对而言,框架剪力墙结构在抗震能力方面明显优于砖混结构以及底框架结构,钢结构材料由于运用了延展性比较好、塑变能力比较好的钢材,属于目前所有建筑结构中抗震性能最好的结构,一般在建设商场建筑、车站建筑的时候会使用钢结构材料施工。

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  2建筑钢结构材料在施工技术中的运用

  2.1建筑钢结构材料的运用

  钢材的高强度使得钢结构能够支撑大型建筑物的重量。传统的混凝土结构在承载能力方面存在一定的限制,而钢结构不仅可以承受更大的重量,还能够抵抗震动和风力等外力的作用。钢结构所用的钢材具有出色的强度和刚性,能够保持整体稳定性,为建筑物提供了安全可靠的支撑。因此,在高层建筑和大跨度建筑中,钢结构材料已经成为首选材料。

  钢结构材料的轻质化使施工过程更加高效。相比于传统的混凝土结构,钢结构的自重较轻,搭建和拆卸更加方便快捷。施工现场可以通过预制和模块化的方式提前加工好大部分钢构件,然后再进行现场安装,大大缩短了施工周期。此外,钢结构的拆卸也非常便捷,如果需要对建筑物进行改造或拆除,可以更加灵活地进行操作。因此,在急需快速建造和改造的项目中,钢结构能够提供高效、便捷的解决方案。

  钢结构材料的可塑性和可靠性使得建筑物的设计更加自由多样。钢材可通过热处理、冷处理和机械加工等方式进行加工,可以制造出各种形状和尺寸的构件。不受传统建筑材料的限制,设计师可以更加自由地创作出独特的建筑形态。此外,钢结构具有较好的可靠性,其材料性能可以通过严格的质量控制得以保证。因此,钢结构能够满足各种复杂建筑形式的需要,为建筑师提供了更大的设计空间。

  2.2钢结构材料安装施工

  在完成钢结构建筑安装工作之前,应当提前开展质量检查工作,保证钢结构材料的构件变形情况处在准许误差范围内,通过使用扩大拼装单元的方式开展安装工作,可以对极易出现变形问题的构件开展强度、安全稳定性验收工作,及时使用加固处理措施。在完成钢结构综合安装工作以后,还需要相继完成单元构件安装,从而打造出钢结构空间,在安装好钢结构的关键部件以后,需要开展校正处理工作、固定处理,还应该重点考虑温差变化因素、焊接变形因素,在安装螺栓的时候,确保螺栓可以顺利穿插在孔内,施工人员应该依照预期设定好的顺序依次进行拧紧操作,务必在施工当日内完成所有螺栓拧紧操作。

  2.3建筑钢结构材料连接

  在钢结构建筑施工中,施工单位应该依照建筑装配要求,规范开展钢连接操作,在各类条件的制约下,保证钢结构顺利连接在建筑施工中具有不容忽视的意义。目前钢结构材料连接中主要包括三种方式,分别是铆接方式、焊接方式、螺栓连接方式,在初期阶段钢结构经常使用铆接方式,但是由于铆接节点容易出现受力过多导致钢结构缺乏安全稳定性。而焊接方式虽然能够使钢结构构件在受力方面具有一定的连续性,提高钢结构材料的安全稳定性,但是对于施工要求相对比较高。现在很多钢结构会运用螺栓练级额方法,施工操作比较简单,可以顺利达到焊接处理的强度要求,工作人员应该根据钢结构类型确定使用索连接方式、杆连接方式还是索杆连接方式。

  3建筑钢结构材料施工技术的优化方式

  3.1钢结构材料施工阶段的实时监控

  由于自然因素对于钢结构施工情况会产生直接影响,在自然环境比较恶劣的情况下,钢结构材料施工质量会出现下降问题,高层建筑、超高层建筑以及浦建建筑之间的差异性在于高度,由于钢结构施工规模比较大,钢结构材料本身重量比较小,施工单位为了保证施工细节处于质量比较高的状态,应该不断优化调整钢结构施工空间。因此施工单位应该加强钢结构材料施工过程的全方位监督管理力度,在充分了解钢结构材料施工方案后,能够及时检查出钢结构建筑施工中出现的问题,及早解决建筑施工问题,在不断提高钢结构材料在建筑施工安全的基础上,加强对施工进度的管理力度,不但能够将监测数据储存在一起,而且可以及时优化调整施工方案存在的不足之处,从而为后续钢结构施工提供充足的参考依据。

  3.2钢结构工程材料的质量管控

  在开展钢结构建筑施工的时候,需要使用各种类型的施工材料,不但会保证材料质量要求、强度要求符合钢结构材料施工规定,而且应该加强对钢结构尺寸规划的控制,确保钢结构材料建筑施工质量不会受到不利影响。因此在材料入场之前,应该安排一些专业人员完善好试验检测工作,使用BIM技术创建可视化水平比较高的三维立体模型,将建筑工程施工状况能够充分展现出来,寻找出钢结构材料施工中存在的不足之处,制定出可行性比较高的钢结构施工方案。

  与此同时,检测人员应该对钢结构加固部件以及构件开展可行性分析,应该重点研究钢结构建筑施工中存在的风险因素,提前制定比较健全的问题解决方案,及时解决施工问题。施工单位在采买钢结构建筑材料的时候,应该根据施工材料标准要求作为主要参考依据,选择与资质情况符合要求的供应商合作,选购性价比较高、经济适用性较高的材料,在运输钢结构材料的时候,应该及时使用一些安全防护措施,防止钢结构材料出现碰撞问题、摩擦问题造成形变影响建筑施工效果。

  3.3加强钢结构材料安装过程的控制

  建筑施工钢结构主要由多种钢材以及构件共同组成,在应用钢结构的时候,在进行高空作业的时候,钢结构材料安装工作往往会受到施工环境产生的制约性,将会造成钢结构施工作业难以顺利完成。通过优化调整钢结构材料的安装工作,确保各个安装工序的衔接性比较高,有助于提高建筑工程的施工质量、施工安全性。因此在安装钢结构初期阶段,对施工场地开展实地勘察工作,运用大数据技术以及三维立体技术,精准采集一些有效数据。

  在钢结构材料操作时,应该依照规定标准逐项进行钢结构安装工作,对钢结构工序开展质量验收工作,方可开展后续施工作业。施工单位应该在充分了解钢结构安装要求以后,对选择好的钢材定位轴开展测量工作、标记工作,保证钢结构安装位置处于比较准确的状态,在合理分配好施工场地钢结构资源后,对钢结构施工情况进行实时监督管理,还需要落实岗位责任制度,将各项钢结构施工作业充分落实到个人身上,确保钢结构安装工作有序进行。

  3.4加强钢结构材料施工的安全防护

  在钢结构施工场地铺设走道板的时候,若是只安装了柱、梁结构,并未安装压型钢板,需要使用钢结构铺设走道板,施工单位应该根据钢结构建筑安全施工技术规范要求,将螺纹钢筋作为比较主要的钢筋防护栏材料。在设计钢柱对接安装管理平台的时候,应该分段开展钢柱安装工作,保证钢柱能够顺利完成对接、螺栓可以正常进行紧固处理,为后续开展钢柱对接安装工作、焊缝修整工作提供安全保障。

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  4钢结构材料在建筑施工中的实际应用

  4.1在钢结构吊装中的应用

  钢结构吊装属于钢结构建筑施工中比较主要的一部分,在进行吊装施工的时候,应该保证钢结构吊装环节的安全稳定性,因此施工单位应该对吊装环节展开精准分析,现如今吊装已经高层建筑钢结构施工中比较主要的贡献,吊装速度、吊装质量将会对钢结构建筑施工质量产生直接影响。

  首先,在进行钢结构吊装的时候,应该先对建筑主体结构的钢柱开展吊装处理,然后从建筑中心位置逐渐向四周位置进行扩散,在安装钢柱之前,施工人员应该对钢柱开展质量校核工作,保证钢柱在标高方面、定位轴线方面处于精准度比较高的状态,防止在钢结构施工过程中存在比较小的误差。

  其次,在建筑楼板、主梁结构、次梁结构开展吊装处理的时候,应该在完成各个钢结构柱体吊装操作以后,使用激光经纬仪以及校正仪对钢结构柱体轴线区域展开精准测量工作,在确定钢结构数据满足标准要求以后,开展钢结构连接工作、钢结构焊接固定工作。在钢结构吊装处理的过程中,应该尽量防止存在对向而行的吊装问题,最佳吊装方式是同向安装。技术人员应该在检查清楚构件所在位置、型号、尺寸规格以后,及时使用一些优化举措,保证构件不会发生变形问题、钢结构表层不会出现被腐蚀现象。

  4.2钢结构材料在节点处理技术中的应用

  工作人员应该依照建筑钢结构施工的规范要求,合理优化调整螺栓连接钢结构的架设方式,还需要对连接节点开展矫正处理,主要是为了防止钢结构结合件出现错位问题、变形问题、错孔问题。然后工作人员应该在钢结构中安装强度比较高的螺栓时,确保连接件不存在涂层、表面并未出现污染问题。若是钢结构的螺栓孔应当开展扩孔处理,应当使用机械设备进行扩孔操作,最好不要运用气割扩孔方式。

  4.3钢结构材料在焊接施工中的应用

  在将上层钢柱和下层钢柱连接在一起的时候,应当在完成钢结构材料安装施工以后,将连接耳板作为临时固定工具,并在该位置开展焊接处理。在将建筑楼板钢梁以及节点板连接在一起的时候,一般会使用栓焊连接方式。而焊缝连接方式属于现代化钢结构常用的连接方式,应用优势在于不需要节能型钻孔处理,构造相对比较简单,加工处理比较方便,可以在焊缝连接的时候使用自动化操作,能够在提高焊缝连接位置封闭性的基础上,减少钢结构材料的浪费量,有助于进一步提升钢结构施工质量。

  在钢结构材料施工中运用焊接施工的时候,应该在焊接之前开展质量检查工作、垃圾清理工作,使用的焊接材料、焊接设备应该和原材料处于相互匹配的状态,确保焊接区域精度比较高,若是在检查时发现焊接精度并未达到规定要求,应当重新开展打磨处理,将坡口位置的杂物、垃圾清理干净。

  5结论

  综上所述,在建筑工程发展水平不断提升的情况下,钢结构材料已经成为比较主要的施工材料,由于钢结构材料施工技术具有节能环保效果比较好、施工周期比较短、抗震性能比较高的应用优势,因此施工单位应该在钢结构施工之前完善好技术交底工作,规范开展钢结构材料安装施工作业,结合实际建设需要选择合适的钢结构连接方式,加强对钢结构施工阶段的实时监控管理,加强对钢结构施工材料的质量控制,对钢结构施工安装全过程展开全面控制,从而不断提高钢结构的施工质量。