淺論鋼結(jié)構(gòu)住宅施工

　　摘要：鋼結(jié)構(gòu)住宅適合在工廠大批量的生產(chǎn)，并且工業(yè)化和商品化程度在不斷地提高，能夠把設(shè)計、生產(chǎn)、施工和安裝整合為一體。進(jìn)而使住宅產(chǎn)業(yè)化水平得以提高。基于上面的優(yōu)點，鋼結(jié)構(gòu)在住宅市場勢必會有很好的發(fā)展前景。

　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；住宅

　　Key words：steel structure；residential

　　引言

　　鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑方面的運用已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年。美國，戰(zhàn)后通過經(jīng)濟(jì)恢復(fù)第一次使用了鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑，隨后，高層鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)又一次的興起。由于煉鋼技術(shù)與成型制造工藝日趨發(fā)展，這就給運用鋼結(jié)構(gòu)工程帶來新的生機，工程建設(shè)也不斷的增加，因此，也就不斷完善了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方面的技術(shù)，尤其是上世紀(jì)六十年代以來，高層鋼結(jié)構(gòu)工程飛速的發(fā)展，使得鋼結(jié)構(gòu)成為人們在高層建筑設(shè)計選型上的首選者。軟體區(qū)1#樓高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用研究，更好地提高鋼結(jié)構(gòu)體系在住宅產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用技術(shù)，推動國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在房地產(chǎn)業(yè)中的采用，為鋼結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

　　1 工程概況

　　軟體區(qū)1#商住樓的建筑面積為3.3萬㎡，地下是一層，地上為二十六層。它的位置處在武清開發(fā)區(qū)武清建總建設(shè)的小區(qū)內(nèi)。在此建筑樓內(nèi)，地下是車庫，一到三層是公建部分（其外窗使用無框窗），四層及其以上是居住樓（其外窗使用PVC塑鋼窗以及中空玻璃）。承載重量的框架是箱形截面柱和H型梁，這些柱使用的都是馬鋼生產(chǎn)的Q345B型鋼，并且都是在工廠車間加工生產(chǎn)的。樓面是施工現(xiàn)場澆筑混凝土，為保溫屋面，我們使用PVC卷材防水聚乙脂發(fā)泡。內(nèi)墻板使用南京產(chǎn)ALC，外墻直接在ALC板（蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板）刷涂料。在房屋內(nèi)，水和電（計量方式為分戶）走的都是暗線，在和梁交叉的地方要走梁腹板并事先留好孔。使用美國原裝金瑪克電暖器。由于屋內(nèi)的空間很大，可以精裝修，這樣更能發(fā)揮出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢作用。

　　2 主要施工方法

　　2.1 對于鋼結(jié)構(gòu)加工制作箱型柱，我們一般使用鋼板。對于加工以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的除銹和焊接都在加工車間完成。

　　2.1.1 箱型柱制作工藝

　?、黉摪迤唇?。因為各段柱高均在十二米之下，為了確保在下料后鋼板的直線度，我們首要做的是把兩塊鋼板拼接在一起。注意，要在鋼板的兩端開坡口。②劃線下料。要依據(jù)排料圖劃線，在劃線時，長度方向留余量五十毫米（并沿著劃線每隔5米鉆Φ8mm孔），寬度方向三毫米。注意，中間的隔板劃線不再留余量。使用2臺半自動切割機一同沿著劃線中心進(jìn)行切割。注意，每隔5米要留出100毫米不切割，要等到其冷卻之后在進(jìn)行切割。③組裝焊接。我們要采用H型鋼作為暫時的組裝平臺，并組裝焊接襯板以及在兩個腹板上劃上組裝線。注意，在組裝之前，我們要將平臺用水準(zhǔn)儀找平，同時穩(wěn)固并墊實H型鋼。定位焊。在襯板內(nèi)側(cè)每隔300mm焊10-20mm焊縫。將一腹板與隔板組對，定位焊。組對兩蓋板。定位焊。組裝腹板，定位焊。把三根相同長度的箱體并排起來，同時兩點焊。在設(shè)置自動焊接軌道時，我們可以用兩邊的箱體。焊接：采用2臺埋弧自動焊沿著相同的方向去焊接兩條焊縫。注意，在焊縫的兩邊要加上一百毫米的熄弧焊以及引弧板。繼一層焊接完成后，要把箱體翻過來，焊另一面的兩條焊縫。其方法與上述的相同。等到焊接完成再把箱體翻身去焊接另一面的兩條焊縫去。焊接完成后，我們就要把引熄弧板在離母材五毫米處切斷，同時要使用砂輪機將其修磨平整，然后對其切割面做檢查。注意，不能使用錘子將其擊落。焊縫無損檢測，使用超聲波探傷。探傷長度為每條焊縫的20%，按JB11345的規(guī)定不低于Ⅱ級。

　　2.1.2 梁及連接板加工及組焊

　?、傧铝稀Ｎ覀冊谙铝蠒r，型鋼要使用型鋼切割機。鋼板要使用半自動切割機。②鉆孔。在構(gòu)件上，我們首先要使用劃針與鋼尺劃出孔的中心與直徑，在孔的四周，大約九十度的位置，打4個沖孔，然后進(jìn)行檢查。③高強度螺栓摩擦面處理。噴砂處理高強度螺栓摩擦面的表面粗糙度：噴砂壓力約6Kg/c㎡，石英砂的粒度1.5～4mm，加工后的鋼材表面呈現(xiàn)灰白色；我們在打磨鋼板的表面時應(yīng)使用電動砂輪機。在這里要注意，打磨的范圍要在螺栓直徑的四倍以上，打磨的過程當(dāng)中不要在鋼板的表面磨出清晰的凹坑，同時，打磨的方向要垂直于受力的方向。

　　2.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝

　　2.2.1 箱型柱安裝

　　在實際的施工過程中，箱型柱的完成要依照五步：①材料采購②加工③運輸④吊裝⑤連接。所以，在刷防銹油漆前，我們應(yīng)把鋼結(jié)構(gòu)表面的鐵銹、油污等清除掉。注意，機械除銹達(dá)到Sa2，手工除銹達(dá)到St2.在此工程四層以下裙樓立柱是四十八根，主樓立柱是三十七根。截面的形狀應(yīng)該是箱形。剪力墻框架立柱為150*150H型鋼。立柱單根（其最大設(shè)計重量為三點五噸，最小設(shè)計重量為一點八八噸）最長是十二點五米，最短的是四點五米。吊裝順序的基本思路是從中心向四周拓展，進(jìn)而確保框架在安裝時的對稱以及牢固。立柱安裝吊裝采用QTZ-80型塔式起重機，利用柱頂臨時設(shè)計連接耳板為吊裝吊點進(jìn)行吊裝。立柱連接采用臨時連接板和臨時螺栓進(jìn)行連接，形成穩(wěn)定的單元框架后調(diào)整焊接及UT檢測。

　　2.2.2 鋼梁安裝

　　對于安裝鋼梁，我們可以將其分為主梁（其材質(zhì)是Q345B軋制H型鋼）安裝，次梁安裝以及外挑梁安裝。同時要注意，在立柱形成單元后，主梁要使用捆綁串吊施工，依據(jù)此工程的設(shè)計要求吊裝的數(shù)量應(yīng)在兩到四根。因為空間與接點的現(xiàn)實情況，次梁與剪力墻框架梁通常使用單根吊裝。

　　2.2.3 高強螺栓安裝

　　在當(dāng)前的建筑鋼結(jié)構(gòu)連接方法中，高強螺栓可以說是最先進(jìn)的。高強螺栓的特征有以下三點：①可以拆換。②方便施工。③傳力平均。在此工程的設(shè)計方案中，高強螺栓使用的是摩擦型連接。緊固的方法是我們使用專用的棘輪扳手與扭矩扳手在經(jīng)過初擰與終擰之后完成。

　　2.2.4 栓釘焊接

　　在高層鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)中，栓釘焊接是不可或缺的。我們通常看到兩種方式栓釘焊接：①直接的焊接在鋼梁上。②在穿過壓型鋼板后焊接在鋼梁上。此工程使用的方式是第一種。

　　2.3 混凝土施工

　　在本工程中，混凝土部分主要有兩個部分：①現(xiàn)澆混凝土樓面。②核心筒筒壁?；炷林饕ㄟ^砼泵豎向運輸。依據(jù)工程的結(jié)構(gòu)特點，樓面模板支撐方案使用H型梁下翼緣支撐小規(guī)格H型鋼，并在其上放置竹膠板和鋼筋。箱型柱內(nèi)澆混凝土所使用的方法是借助泵的壓力把混凝土從下往上壓入箱型柱，即頂升法。在未混凝土頂升時，對頂升入口處的管壁，要與設(shè)計方做出具體的驗算，來保證頂升壓力保持在規(guī)定的強度之內(nèi)，另外，要在柱下部側(cè)壁安裝特種壓力表，以便我們不論何時都能監(jiān)測柱內(nèi)混凝土的壓強變化。同時，為了確?；炷恋奶涠仍诙俸撩滓陨?，我們要嚴(yán)格要求混凝土的配合比。

　　2.4 外墻板安裝

　　我們使用的外墻板是厚為一百七十五毫米的 ALC板。這種板全部是在工廠生產(chǎn)，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場吊裝的，使用的吊裝設(shè)備是塔吊。TU平板4600多塊，TU藝術(shù)板5180塊。施工過程要依據(jù)廠商提供的施工圖紙，樓面的通長角鋼用墻板內(nèi)側(cè)膨脹螺栓固定并與ALC板上的專用聯(lián)結(jié)桿連接。采用嵌縫砂漿和密封膠對縫隙進(jìn)行密封。

　　2.5 內(nèi)墻板安裝

　　在安裝內(nèi)墻板時，我們使用的都是南京產(chǎn)C型厚度是125的ALC板。這種板都是在工廠加工生產(chǎn)，再運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝。由于其操作簡單，因此不會受到天氣等的約束及影響。衛(wèi)生間等部位的墻板我們使用的是特別的PVC密封膠。安裝內(nèi)墻大體上和安裝外墻是相同的。

　　3 主要的技術(shù)成果

　　3.1 箱型砼柱

　　箱型砼柱在箱型柱中間內(nèi)部加入了隔板起到支撐的作用，在箱型柱內(nèi)灌注高強度（C50）等級砼，這樣就形成了兩種材料一同工作互相輔助的機理，從而根除了荷載的作用之下，在其強度還沒有達(dá)到極限的時候首先產(chǎn)生了相對大的變形這一情況。它的優(yōu)點有以下三點：①施工操作的簡單與便捷。②良好的抗震性能。③較強的承載能力。通常每四層——每節(jié)的長度在十二米左右——是一個安裝單元，整個鋼管柱采用一次性吊裝就到位，這就給安裝主體結(jié)構(gòu)提供了程序化的條件。箱型柱－砼柱在外包有防火板之后，鋼管混凝土柱的最大耐火超過了三小時，也就達(dá)到了高層建筑的防火目的。加工H型梁以及焊接，使用合理的工藝，在最大程度上減少殘余應(yīng)力，同時對于誤差，要使用有效的手段進(jìn)行校正。高強螺栓要依據(jù)要求進(jìn)行摩擦面的抗滑移系數(shù)試驗。注意，抗滑移系數(shù)要在0.35以上。

　　3.2 H型梁

　　H型鋼梁使用的都是軋制H型鋼，它的優(yōu)點有以下三點：①有良好的抗震性能。②具有很高的承載力。③具有強大的變形能力。由于H型鋼梁在外刷有防腐漆（可防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕）和包有防火板（防火）。在施工的過程中，因鋼梁有相當(dāng)大的承載力，著在很大程度上減少了模板的工作量。施工中用到的梁都在工廠加工之后，才運輸?shù)浆F(xiàn)場吊裝，這樣，不僅節(jié)省了施工現(xiàn)場的工作量，而且還大大減少了工期。

　　3.3 抗側(cè)力支撐砼筒結(jié)構(gòu)

　　電梯、樓梯位置形成鋼筋混凝土核心筒，作為剪力墻抗側(cè)力支撐，提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對于優(yōu)化抗側(cè)剛度，改善抗震性能起到了積極的作用。

　　3.4 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋

　　利用鋼框架梁下翼緣作為支模板材撐，上鋪竹膠板，再按設(shè)計鋪設(shè)鋼筋，澆筑C30混凝土。節(jié)省模板材，縮短施工工期。

　　3.5 節(jié)能型復(fù)合外墻板

　　從某種角度上來說，墻板特別是外墻板比結(jié)構(gòu)體系更加的重要。因為住宅建筑的主要功能是靠外墻板實現(xiàn)的。墻板工廠化預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場安裝，基本取消了濕作業(yè)。加工的尺寸十分準(zhǔn)確，而且施工中的速度也十分快，操作簡單，這就把施工的周期在很大的程度上給減少了；由于質(zhì)輕并有相當(dāng)?shù)膹姸?，可簡化工程基礎(chǔ)；優(yōu)良的保溫性能可減少墻身厚度，增大建筑的使用面積。同時在地震中大大降低建筑的破壞程度，減少災(zāi)害造成的損失。墻板板縫的抗?jié)B、墻板的防火也都滿足國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。ALC板的主要性能：①隔熱性（導(dǎo)熱系數(shù)是0.11W/m·k）。②隔音性（具有隔音與吸音兩方面的性能）。③輕質(zhì)（ALC板的比重是0.5，它是空心磚的三分之一，混凝土的五分之一）。④耐火性（最大的限度可以達(dá)到四小時）。⑤沒有放射性，環(huán)保產(chǎn)品。⑥具有良好的抗震性以及強大的承載能力。在施工時，ALC板安裝也非常方便和快捷。板材的生產(chǎn)采用的全部是機械化，有很高的精度，能夠切割為不同的形狀來滿足現(xiàn)場的需要。由于其操作簡單，有著很低的勞動強度，因此，在傳統(tǒng)的砌塊施工中所遇到的問題，它都能很好的解決，同時，也可以使工期減少三分之一，在很大程度上提升了施工效率。

　　3.6 高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系節(jié)能采暖方式的研究

　　節(jié)能住宅不僅能夠降低消耗能源，有助于保護(hù)環(huán)境，而且還能夠使業(yè)主的生活成本大大的減少。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，人們對節(jié)能住宅的認(rèn)識在不斷的加深，且有多于七成的人們表示愿意購買節(jié)能住宅?；诖耍斯こ桃渤浞值南氲搅诉\用節(jié)能的技術(shù)。這表現(xiàn)在：首先在設(shè)計上，最大程度的減少建筑有關(guān)部位的熱傳導(dǎo)，例如屋面、窗體等。使用的是建筑低能耗圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并且采用其材料。在一到三層裙房外墻墻體，我們使用200厚加氣混凝土砌塊，然而在四層及其以上外墻使用厚為一百七十五毫米的節(jié)能墻板。為了加大屋面的保溫效果，我們在新建的屋面卷材上鋪上膨脹珍珠巖。裙房辦公區(qū)安裝無框落地玻璃，其他的都使用PVC系列塑鋼窗，它的物理性能可以達(dá)到A類，同時中空玻璃內(nèi)腔氣體層厚度應(yīng)在十二毫米以上。住宅中的熱水系統(tǒng)都使用太陽能集中供熱系統(tǒng)，這樣不僅保護(hù)環(huán)境而且降低了成本。在工程中，采暖在裙房部分之外都是電暖采暖的方法，踢腳線安裝型瑪克爾智能溫控電暖氣。電采暖有以下幾方面的優(yōu)點：沒有噪音以及污染，因而環(huán)保；不會產(chǎn)生廢氣，加之有很高的熱效率，其熱轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到百分之九十九。在采購建材上，我們要控制好其質(zhì)量，保證依據(jù)規(guī)范要求去使用材料。另外，也要充分的考慮到環(huán)保節(jié)能。在施工過程中，澆筑鋼管混凝土柱，我們使用的是壓頂升技術(shù)，這樣幾乎不用振搗。混凝土滿足了設(shè)計要求，從而降低了由于振搗二產(chǎn)生的噪聲，兩一方面也降低了浪費混凝土。在很大程度上縮減了建筑產(chǎn)生的垃圾。安裝墻板我們使用的方法是焊接或螺栓連接，首先在鋼結(jié)構(gòu)柱和梁上焊接預(yù)埋件，然后用專用連接鋼筋和鋼板固定，在結(jié)構(gòu)梁或柱結(jié)合處的縫隙，我們用專用密封膏進(jìn)行密封。安裝墻板大致上已不再現(xiàn)場濕作業(yè)。在節(jié)能環(huán)保和采暖兩個方面，本工程結(jié)合太陽能開發(fā)和采用新型電能采暖技術(shù)，改變了單一節(jié)能（即建筑外圍保溫隔熱）的技術(shù)理念。同時在施工的過程中，本工程使用減少濕作業(yè)量的方法，在環(huán)保方面，注重開發(fā)與使用新能源，這就推進(jìn)了在住宅產(chǎn)業(yè)使用環(huán)保節(jié)能的作用。

　　3.7 鋼結(jié)構(gòu)主體升降車庫的應(yīng)用研究

　　地下室根據(jù)以下兩方面的特點，要部分進(jìn)行立體升降車庫的安裝：①此工程地下室層相對很高。②城市在停車位數(shù)量方面的發(fā)展需求。立體多層停車設(shè)備可以說是一種新型設(shè)備，是因為它能很好的節(jié)省空間，較少的投資，靈活方式的布局以及自動化的布局。