浅谈钢结构连接方式对施工效率和结构性能的影响------以泰兴黄桥琴韵小镇项目钢结构连廊吊装为例

浅谈钢结构连接方式对施工效率和结构性能的影响------以泰兴黄桥琴韵小镇项目钢结构连廊吊装为例

朱文红

321087197212142814中城建第十三工程局有限公司   江苏  泰州  225300

摘要：随着国家经济和科学技术的快速发展，建筑施工领域也取得了长足进展。要想适应不断扩大的建筑规模，就必须将新型的施工技术和施工观念融入施工之中。在建筑领域，装配式结构具有显著的优越性，在装配式建筑施工中，钢结构连接是其很重要的构造环节，因此，必须加强对钢结构连接方式的优化设计，以保证其可以有效提升施工效率和结构性能。在这一背景下，本文就钢结构连接方式对施工效率和结构性能的影响问题进行了一些研究和讨论，希望能为今后研究提供一些借鉴。

关键词：钢结构；连接；施工

1 工程概况和钢结构连廊吊装的特点

泰兴黄桥琴韵小镇项目位于泰兴黄桥镇，总建筑面积26.7万平方米，将建设琴韵音乐厅、琴韵艺术中心、乐器产业发展服务中心、琴韵文化产业中心、市政配套设施及景观工程等。该项目入选2022年江苏省重点文化和旅游产业项目在建项目。

本项目钢结构连廊坐落在3#楼K轴至E轴/22轴至27轴之间，高度在18层（标高75.12米）至20层（标高82.82米）之间，高空连廊(栈桥）长约35.3米，宽约13米，高约8.5米，栈桥下有彩虹造型.栈桥主梁A.B轴由H800*300*30*26焊接型钢分上中下三弦，其中楼面由20层（标高82.82米），18层（标高75.12米）两层，拼装完成后栈桥重约71吨。特点：是超过一定规模的危险性较大的分部分项工程：连廊需要起重吊装作业、工人需要高空作业、起重量300kN及以上。

钢结构建筑是行业持续发展的结果，在目前施工过程中，大众对钢结构连接的重视程度也越来越高，钢结构连接施工已经成为工程的重要指标。伴随着国家基础设施建设的不断发展，钢材的优越性也逐渐显现出来，在今后，钢结构施工将会是建筑施工中的常见类型，所以，我们必须加强对钢结构连接方式的研究，将其运用于实际工作中，促进建筑工程施工技术的进步。

2钢结构的优势与劣势

钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成。在大跨度、大载荷的构件中，其抗拉、抗压及延展性等能够满足高层建筑的需要。采用钢结构可以节约能源，缩短施工周期，提高抗震性能。然而，钢结构在使用过程中，其连接位置往往存在较大安全风险。另外，当气温上升时，因为钢材的导热系数很大，所以会导致钢材的回弹和强度下降。如果发生火情，那么建筑整体强度将下降30%以上，对超高层建筑的安全构成极大威胁。然而，在实际施工的过程中，仍然要注意到钢结构的焊接、连接等问题，减少焊接断裂和连接不稳等问题的发生，从而有利于进一步提升建筑钢结构的综合施工水平。

3钢结构连接施工的特点

3.1复杂性

由于建筑结构形态趋于复杂，因此，在进行建筑施工时，其各项施工步骤也更加繁琐，也正因为钢结构自身构造和施工工艺的复杂性，所以目前还需要对钢结构连接施工中进行诸如自动控制之类的相关施工进行管理。

3.2不可逆

钢结构连接施工具有更大的不可逆特征，其主要体现为施工过程具有“将来”特征，而对于已有的施工过程，通常很难用施工技术加以改变。由于施工进程的单向特性，导致了建筑的不可逆性，这就要求施工人员在进行施工时，要把各个工序的施工质量都做好，一旦在各个工序之间存在着施工质量问题，那么其二次施工的困难就会非常大，甚至会引起施工事故。

3.3系统性

因为钢结构所需的建筑物主体需要有较大承重，所以在采购钢结构原材料的时候，要按照设计要求选择恰当的材料，尤其是连接材料的选择，如焊条、螺栓等。对工程施工中的人力、物力进行配置可以保证钢结构施工可以高质量地进行，在选择施工机械、存放施工材料、确定施工人员数量、施工混凝土输送方式等方面，都要与钢结构施工相一致进行全方位协调，从而提升施工效率。

4钢结构连接方式对施工效率和结构性能的影响

当前，钢结构建筑在国内的建设项目中正处在推广阶段，因为钢结构施工模式比较复杂，在施工中用于钢结构施工的项目逐渐增多，但它在工程建设中起着重要的作用，具有很好的发展前景。

4.1钢结构连接对施工效率和结构性能的影响

螺栓连接是钢结构连接的常用方式，它可以使钢结构构件连接更加牢固，提高结构的整体性能。在钢结构的施工过程中，螺栓连接工艺的选择和操作水平直接影响到施工效率和结构性能。优秀的连接工艺可以使连接处的应力分布更加均匀，提高结构的承载能力和抗疲劳性能。

从施工效率方面来看，螺栓连接简化了钢结构的安装步骤，减少了安装时间和工人的劳动强度。在钢结构安装过程中，螺栓连接可以实现高效、快速的安装。同时，螺栓连接的规范化安装也有利于提高钢结构的安装质量，减少安装缺陷的出现。因此，螺栓连接在提高施工效率方面具有重要的作用。

从结构性能方面来看，螺栓连接的紧固效果对钢结构整体性能有着较大的影响。螺栓连接的紧固作用可以增强构件之间的连接强度，提高钢结构的整体稳定性和抗震性能。尤其是在高层、大跨度钢结构中，螺栓连接的紧固效果显得更为重要。此外，螺栓连接的可拆卸性也使得钢结构在维修、更换构件时更加方便。因此，在钢结构的设计、制作和安装过程中，要充分考虑螺栓连接的优点和局限性，采取有效的措施，以确保钢结构的安全、稳定和可靠。

另外，横向钢板式节点可实现从梁－柱间节点到梁的塑性铰链传递，并能有效地克服两大常规难题。横向钢板式节点一是将梁末端与柱翼分开，二是利用完全横向边框。梁柱间的物理绝缘改善了传统结合部的传力路径，解决了三向应力集中问题，并有效避免了柱子翼缘处的断裂；使连接件的中间刚度得到增强。

4.2吊装施工

吊装是钢结构施工中的重要环节，它可以将钢结构构件从地面吊至高空，进行安装。吊装施工的效率直接影响到整个工程的进度和成本。在吊装过程中，钢结构的稳定性、吊点的选择和吊装操作的精度都会影响到结构的性能和施工效率。优秀的吊装方案和操作技术可以使钢结构构件在高空中安全稳定地安装，减小施工过程中的风险和难度，提高施工效率。同时，吊装施工的精度也可以保证钢结构的连接处紧密，提高结构的整体性能和稳定性，从而提高施工效率。

在高层建筑中，由于吊装和加工等原因会将钢结构分为若干个区段，常用的方法是按区段进行区段划分。在高层建筑物的吊装过程中，除了保证吊机的刚度之外，还要保证吊机在攀登过程中的稳定性。所以，在施工中，必须改进以下三个方面：（1）吊装机的作业特点必须与这个水流断面上最沉重的物体相适应；（2）吊装机的升降高度应与下一个流水区段的零件水平一致；（3）每个流水区段的立杆长度应足以应付零件的加工及装卸。

4.3钢结构测量

钢结构测量是钢结构施工过程中的重要环节，它可以为钢结构的设计和施工提供准确的数据。准确的测量数据可以帮助施工人员精确控制钢结构的安装位置和高度，提高施工效率。钢结构测量可以通过钢尺、水准仪、全站仪等测量仪器来实现。这些测量仪器可以精确地测量钢结构的轴线、尺寸、高度等数据，为施工提供准确的数据支持。同时，钢结构测量还可以帮助施工人员及时发现和纠正施工过程中出现的问题，保证钢结构的安装质量和稳定性。

常见的钢结构测量技术包括全站仪测量技术、水准仪测量技术、钢尺测量技术和无损检测技术。其中，全站仪是一种非接触式的测量仪器，可以通过测量钢结构的轴线、尺寸、高度等数据来实现钢结构的测量。全站仪具有测量精度高、操作简单、稳定性好等优点，在钢结构测量中得到了广泛的应用。水准仪是一种接触式的测量仪器，可以通过测量钢结构的轴线高程和水平距离来实现钢结构的测量。水准仪具有测量范围广、稳定性好、精度高等优点，在钢结构测量中也得到了广泛的应用。钢尺是一种常用的测量工具，可以通过测量钢结构的轴线尺寸来实现钢结构的测量。钢尺测量具有测量方便、成本低廉等优点，在钢结构测量中也得到了广泛的应用。无损检测技术是一种非破坏性的测量技术，可以通过测量钢结构的内部缺陷和尺寸偏差来实现钢结构的测量。

5钢结构连接流程

5.1制作构件和拼装

在进行钢结构连接之前，需要先制作构件。构件的制作需要按照设计图纸的要求进行，确保构件的尺寸、规格、材质等符合要求。制作构件需要仔细认真，不能有一点马虎，因为这关系到整个钢结构工程的质量和安全性。

制作好的构件需要进行拼装，将构件拼装成完整的结构体系。在拼装过程中，需要注意各个构件的连接方式、螺栓的拧紧力矩等。拼装的过程也需要仔细认真，不能有一点马虎，因为这关系到整个钢结构工程的稳定性和安全性。

5.2节点施工

在钢结构节点施工过程中，要以原材料为基础，要保证原材料具有较强的使用性能，还要对施工地所在的气候条件、地质条件等展开调查，对地层的结构特征进行了解，以施工勘查的结果为依据，选择高质量的钢结构材料，保证其具有较强的强度和耐腐蚀性。

5.3选择最优联结方案

在进行梁柱连接节点设计时，要遵守强节点弱构件的施工原则，用这种方法可以将钢结构内部的应力分散给其他梁柱结构，避免在钢结构建筑施工中出现的应力集中现象，同时还可以实现对梁柱节点的加固。在进行设计的时候，设计人员要对结构所面对的失稳问题进行充分考量，将科学的施工方法贯彻到整个设计中，通常来说，应该对梁结构进行相应缩减，让梁结构形成塑性铰，确保结构应力满足平稳过渡，从而降低施工中出现的不利影响。

5.4承压高强螺栓连接

在使用摩擦型高强螺栓时，要以其使用参数为依据，对其进行研究，并对结构的抗剪力状况等展开讨论，最后达到对结果的解析，以保证高强螺栓可以适应较强的预压力和摩擦力。一般来说，在设计时，能够使用BIM技术，建立受力模型，分析受到的综合压力，预先保留螺栓结构与孔壁之间的缝隙，从而达到提高设计方案应用效果的目的。在设计的时候，需要工作人员根据建筑物的构造来进行详细分析，确定使用钢结构的可能性，将每一个构件的拉力都进行详细计算，将其与数字化技术、三维技术等相结合，通过对资料分析来确定其所受的荷载，为提高设计的有效性打下坚实基础。

5.5检验和涂装

钢结构连接施工完成后需要对其进行检验，包括外观检查、无损检测等。确保连接质量符合标准要求。检验的过程也需要仔细认真，不能有一点马虎，因为这关系到整个钢结构工程的质量和安全性。另外，在连接完成后，需要对构件进行涂装，以防止钢结构受到腐蚀。涂装的方式和材料也需要按照设计要求进行。涂装的过程也需要仔细认真，因为这关系到整个钢结构工程的美观和安全性。

6钢结构连接的质量控制策略

6.1加强质量管控

为了保证工程的顺利进行，需要各相关方的协调配合，对工程建设进行全程监控：以项目的特点为基础，在深化设计图之后，展开图纸会审，将各种工艺技术都清晰地表达出来。在钢结构连接的进行过程中，要针对项目应用的新材料、新技术、新工艺等方面，提前对工作人员进行培训。制定施工计划，确定合理的供货商，保证配件，材料，零件的质量。在工程开始之前，要做好材料的型号和规格的核对，还要注意对机械的维护和检验，以减少故障的发生。在现场，要将施工责任体系贯彻到位，明确好现场的分工职责，并依照技术规范来进行施工，要将检查制度贯彻到底，在关键节点、重点部位，由主管进行反复地检验，以确保整个项目的质量。在工程完成之后，需要对施工质量、规范标准及合同要求等进行检查，对施工管理、工程技术、质保等方面的文件进行审核、归档和整理，对成品进行保护，保证部件的完整性。

6.2加强安保工作

在高层钢结构施工中，吊装涉及的高空临边操作比较多，而且有很多是穿插的施工，需要经常有人上、下，而且在进行钢构件安装时会一直进行着焊接，这就很容易出现高空坠物打击、高空坠落、火灾等事故。所以，要加大安全管理力度，将安全生产的各项规定都贯彻下去，并做好以下几点的预防工作：（1）员工要做好安全的训练和技术指导工作，确保员工能够拿到证件，并且要对员工的安全防护网、安全绳、安全带等进行有效保护，还要随时注意员工的健康情况，不允许在生病的情况下进行工作，如果没有做好安全保护，那么就应该立刻停止工作，进行整改。（2）防止发生火情，做好防火准备，将施工区域内的可燃物和可燃物全部清除干净，做好防火分隔，注意防火。（3）为防止高处坠落，员工必须佩戴头盔，不能在同一垂直平面上进行操作，要将小型的工具和器材及时地放置在一起，以免跌落，尤其在吊装区，要设置警戒线和警示标志。

结语

综上所述，在众多的工程中，钢结构建筑得到越来越广泛的应用，要想实现钢结构连接方式的合理运用，就必须充分发挥其施工效率的优越性，利用该施工技术保证结构性能得到有效优化。钢结构连接方式的优化设计可以保证对工程施工的安全质量控制。同时该施工方式可以与技术应用规范相结合，实现施工管理计划的优化，从根本上推动装配式钢结构的稳步发展。

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