鋼結(jié)構(gòu)在高層中的應(yīng)用及問題

高立翔 謝平榮

（浙江偉星房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，浙江 臺州市 317000）

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了飛速發(fā)展的時(shí)期，高科技產(chǎn)品也伴隨著經(jīng)濟(jì)的提升而加快研發(fā)的步伐。鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用不僅促使了住宅建筑工程建設(shè)范圍的不斷擴(kuò)大，也加快了整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展速度。特別是城市中的高層建筑，為城市居民生活水準(zhǔn)的提升做出了巨大的貢獻(xiàn)。本篇文章結(jié)合了國內(nèi)外眾多的高層鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑在建設(shè)過程中的一些重點(diǎn)問題及解決方案作出了詳細(xì)的闡述[1]。

1 鋼結(jié)構(gòu)的材料選擇

高層建筑所采鋼結(jié)構(gòu)主要的構(gòu)成材料是鋼材。一般來說，鋼結(jié)構(gòu)的鋼材都是通過鋼板和型鋼相結(jié)合焊接而成的。在現(xiàn)代高層建筑建設(shè)的過程中，絕大多數(shù)都采用的鋼結(jié)構(gòu)作為主要的建筑結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)這種材質(zhì)的結(jié)構(gòu)與普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比較而言，有著一個(gè)幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

①材料分布的更為均勻，極大的減少了施工錯(cuò)誤而引起的材料質(zhì)量問題；

②強(qiáng)度比鋼筋混凝土來說要高得多，并且更為輕便；

③鋼筋混凝土由于自身成型的原因，導(dǎo)致了鋼筋混凝土所需的工期要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼結(jié)構(gòu)施工；

④鋼結(jié)構(gòu)由于材料的原因有著遠(yuǎn)比鋼筋混凝土高的抗震性能；

⑤鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑在拆除之后幾乎沒有回收利用的價(jià)值，但是鋼結(jié)構(gòu)的建筑在失去居住特性之后，還能夠?qū)摬倪M(jìn)行回收利用，創(chuàng)造價(jià)值；

⑥鋼結(jié)構(gòu)所需的使用成本低于鋼筋混凝土在建造和運(yùn)輸過程中的成本；

⑦鋼結(jié)構(gòu)建筑由于在各方面性能上都比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要強(qiáng)，因此，鋼結(jié)構(gòu)剪胡子有著比鋼筋混凝土建筑更高的安全性和可靠性。

雖然鋼結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土有著更多的優(yōu)勢，但是鋼結(jié)構(gòu)也有受到自身材料影響的缺陷，也由于鋼材的導(dǎo)熱性強(qiáng)，傳熱系數(shù)要大于鋼筋混凝土，所以導(dǎo)致了鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能不足。但是這個(gè)缺陷隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)不斷的把鋼結(jié)構(gòu)性能提升，使得鋼結(jié)構(gòu)能擁有更好的發(fā)展空間。現(xiàn)目前，在常見的高層建筑中所使用的鋼結(jié)構(gòu)通常硬度都達(dá)到了150~200MPa[2]。

2 高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝

2.1 統(tǒng)一測量儀器和鋼尺的量具

任何一個(gè)建筑工程在建設(shè)進(jìn)行建設(shè)的過程中，都會(huì)遇到各種建筑鋼結(jié)構(gòu)、墻面玻璃、土地建設(shè)、設(shè)備安裝等情況，這些工程項(xiàng)目在進(jìn)行安裝的過程中，都需要使用一些測量設(shè)備來進(jìn)行測量，其測量出的標(biāo)準(zhǔn)必須要完全符合國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，但是在測量過程中所使用測量工具必須要經(jīng)過國家相部門完全檢測合格之后才能夠投入到測量工作中。

2.2 高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)中鋼柱的制作與安裝

高層住宅建筑物中的主要豎向構(gòu)件是鋼柱，因此，在進(jìn)行鋼柱的制造過程當(dāng)中，必須要考慮到以下幾個(gè)方面：

①在對鋼柱進(jìn)行焊接的時(shí)候，容易導(dǎo)致鋼柱 變形。

②不可忽視鋼柱的下料長度和設(shè)計(jì)長度，即使二者相差只有幾毫米也不可忽視。

③不可以將上下兩節(jié)的鋼柱的位置進(jìn)行互換，即使是在兩節(jié)鋼柱的截 面積都相同的情況下也不可以。

④對每節(jié)的鋼柱進(jìn)行編號，這樣便于區(qū)別。

2.3 高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)中框架梁的制作與安裝

高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)中框架梁的制作與安裝具體措施如下：

①在進(jìn)行框架梁的制作與安裝前，都必須對鋼柱的連接件上的埋件進(jìn)行預(yù)檢。預(yù)檢的內(nèi)容為：連接件面的平整度，摩擦面以及出現(xiàn)的螺栓孔。檢查件的位置，平整度，以及清潔情況。

②框架梁必須采取兩點(diǎn)吊的方法來安裝。

③采用高強(qiáng)螺栓來 連接框架梁上下的翼緣。

3 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中需要重視的問題以及解決措施

3.1鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度負(fù)載問題

從表面上來看，鋼結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、剛度遠(yuǎn)高于混凝土，但如果對鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面設(shè)定一個(gè)負(fù)載，那么其剛度就要小于同等條件下的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，出現(xiàn)這種情況的主要原因就在于鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度優(yōu)勢導(dǎo)致自身結(jié)構(gòu)尺寸、大小等較小。所以，將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在高層建筑中，必須要最大限度的提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而要實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提高，就需要加大型鋼的大小、尺寸，也可以使用填充混凝土、外包混凝土的方法來提升鋼結(jié)構(gòu)截面的剛度。并且鋼結(jié)構(gòu)對于防火和防腐蝕的性能較差，如果長期受到高溫的影響，鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就會(huì)逐漸下降，針對這一問題，最適合的措施就是對鋼結(jié)構(gòu)表面涂刷防火涂料，提高耐火性。

3.2鋼結(jié)構(gòu)的韌性特質(zhì)問題

鋼結(jié)構(gòu)的韌性通常都是表現(xiàn)在制造、安裝、使用的過程中能夠承受的變形值，這是鋼結(jié)構(gòu)所擁有的一個(gè)重要特性，也正是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)自身有著高韌性的特質(zhì)，才會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)在受到鍛造、打孔、剪切的過程中極大的降低了出現(xiàn)裂紋的幾率。但是鋼結(jié)構(gòu)的韌性特質(zhì)在較為寒冷的天氣無法充分的發(fā)揮出來，這主要是由于鋼結(jié)構(gòu)對于溫度條件極為敏感，如果氣溫過低，就會(huì)使得鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的脆性，因此，在寒冷地區(qū)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃的過程中，必須要充分的考慮到天氣因素，在這種情況下，采用低碳鈮鋼所得到的韌性要高于高碳成分鋼材。

4 結(jié)語

一棟高層建筑自身的質(zhì)量能否達(dá)標(biāo)，其主要的原因就在鋼結(jié)構(gòu)在高層住宅建筑中有沒有起到相應(yīng)的作用，只有將鋼結(jié)構(gòu)自身的所有行嗯那個(gè)與整個(gè)建筑緊密結(jié)合起來，才能夠使得鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到物盡其用，由此可以看出，在高層建筑中將鋼結(jié)構(gòu)合理的應(yīng)用才是重點(diǎn)。這也是整個(gè)建筑在開工之前所必須要做好的前期準(zhǔn)備工作，只有在建設(shè)之前將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)該如何應(yīng)用在建設(shè)中的計(jì)劃做好了，才能使得建筑在建造過程中井然有序，建設(shè)完成后擁有較高的質(zhì)量，并且還能夠促進(jìn)現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展。

[1] 何戰(zhàn)宇.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2010（12）：83.

[2] 許世雄.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與工藝[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（13）：34.