關(guān)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的探討

徐東輝

摘要：鋼結(jié)構(gòu)建筑具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好、節(jié)能環(huán)保及工業(yè)化程度高等特點(diǎn)，在高層建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。本文將對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的特點(diǎn)

超高層建筑中大多數(shù)都采用鋼結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)的施工從設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、構(gòu)件加工、現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)施工管理等是都表現(xiàn)出很強(qiáng)的綜合性，也是一個(gè)企業(yè)施工技術(shù)水平和管理水平的重要體現(xiàn)。由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環(huán)境污染少等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，所以能在我國(guó)的建筑業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用；但使同時(shí)具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點(diǎn)，只有對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防腐，才能延長(zhǎng)其使用的時(shí)間。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

1.螺栓預(yù)埋技術(shù)

預(yù)埋柱腳螺栓的位置要求比較嚴(yán)格，必須非常準(zhǔn)確，否則不僅會(huì)增加鋼柱安裝的難度，也會(huì)對(duì)安裝質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。因此應(yīng)該嚴(yán)格控制預(yù)埋螺栓位置，在施工的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，埋設(shè)后進(jìn)行兩次復(fù)測(cè)，第一次要在埋設(shè)定位后進(jìn)行測(cè)量，第二次要在基礎(chǔ)混凝土澆筑并等其變得堅(jiān)固后進(jìn)行相關(guān)的復(fù)測(cè)。如果在復(fù)測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)位移超出范圍的問(wèn)題，則必須進(jìn)行重新埋設(shè)。其標(biāo)高偏差應(yīng)該盡量控制在±5mm 以內(nèi)，定位軸線的偏差盡量控制在±2mm以內(nèi)。

2.吊裝技術(shù)

(1)鋼柱吊裝技術(shù)

鋼柱是高層建筑層高和總高度的主要豎向構(gòu)件的重要的決定因素，因此，在加工制造中，必須按照現(xiàn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。鋼柱在放樣下料制作的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮到焊縫的收縮變形以及豎向荷載作用下引起的壓縮變形等各種因素，所以鋼柱的放樣下料長(zhǎng)度要與設(shè)計(jì)長(zhǎng)度區(qū)別開(kāi)來(lái)，不能因?yàn)樾〔畹纳倬筒恢匾暬蛘吆雎圆挥?jì)。即使上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時(shí)也不能隨便進(jìn)行互換，同時(shí)要求對(duì)每節(jié)鋼柱應(yīng)編號(hào)做好記錄加以區(qū)別，以保證正確的安裝。

(2)鋼梁吊裝技術(shù)

鋼梁在進(jìn)行吊裝前，應(yīng)在柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子之間的距離，主梁吊裝前，應(yīng)在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位完成后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼緣處開(kāi)孔，作為吊點(diǎn)。吊點(diǎn)位置取決于鋼梁的跨度。為了提高吊裝的速度，對(duì)重量較小的次梁或者其他的小梁，盡量多利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。有時(shí)將梁、柱在地面組裝成排架進(jìn)行整體吊裝，這樣不僅有利于提高吊裝的速度，還有利于減少高空作業(yè)，保證工程的質(zhì)量。

3.鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接技術(shù)

（1）采用高強(qiáng)螺栓連接方式時(shí)，應(yīng)確?？孜坏木_度。目前，制孔一般采用模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔，但后者的精度高于前者，在施工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮采用后者。

（2）每個(gè)螺栓一端不得墊2個(gè)以上墊片。高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿人，不得敲打和強(qiáng)行穿入螺栓。當(dāng)螺孔出現(xiàn)局部偏差時(shí)，只允許使用絞刀進(jìn)行修整。嚴(yán)禁用氣割擴(kuò)孔，若使用氣割擴(kuò)孔，則應(yīng)按重大質(zhì)量事故處理。

（3）絞孔修整前應(yīng)保證其四周的螺栓全部擰緊，使板疊密貼后再進(jìn)行。修整時(shí)應(yīng)防止鐵屑落人疊縫中。絞孔完成后用砂輪除去螺栓孔周的毛刺，同時(shí)掃清鐵屑。

（4）高強(qiáng)度螺栓的安裝在節(jié)點(diǎn)全部處理好后進(jìn)行，應(yīng)按同一方向插入螺栓孔內(nèi)。對(duì)于箱形截面部件的接合部，全部從內(nèi)向外插人螺栓，在外側(cè)進(jìn)行緊固。如操作不便，可將螺栓從反方向插人。

（5） 鋼梁安裝過(guò)程中，板疊接觸面間應(yīng)平整，接觸面必須大于75%，邊緣縫隙不得大于0.8 mm。高強(qiáng)螺栓不得作為臨時(shí)安裝螺栓。

（6）螺栓擰緊應(yīng)按一個(gè)方向施擰，擰緊順序應(yīng)由中心按輻射方向逐層向外擴(kuò)展。當(dāng)天安裝的應(yīng)終擰完畢，且終擰完畢后應(yīng)逐個(gè)檢查。對(duì)欠擰、超擰的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)擰或更換。螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2個(gè)螺距。

（7）對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)可分為初擰、復(fù)擰和終擰。初擰時(shí)，軸力一般宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%~80 %，最低不應(yīng)小于標(biāo)準(zhǔn)軸力的30 %;復(fù)擰時(shí)，在初擰的基礎(chǔ)上，扭矩值等于初擰扭矩值;終擰時(shí)，順序是先擰上層梁，再擰下層梁，最后擰中層梁，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的高強(qiáng)螺栓須按由中央向四周的順序進(jìn)行終擰。

4.焊接施工技術(shù)

焊接在鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中的應(yīng)用必不可少，一般鋼結(jié)構(gòu)高層建筑我們采用的焊接方法有CO2氣體保護(hù)焊、電渣焊和自動(dòng)埋弧焊等。下面就幾種不同的焊接方法分別敘述其施工工藝的要點(diǎn)。

(1)CO2氣體保護(hù)焊操作工藝

施工操作中要注意的有：焊接參數(shù)的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據(jù)工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過(guò)渡形式來(lái)選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置的選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便于控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的細(xì)絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊.

(2)電渣焊的操作工藝

電渣焊是一種自動(dòng)焊，用戶高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼在豎直位置上的對(duì)接焊接。在進(jìn)行操作時(shí)首先要選擇焊接的電流和電壓，根據(jù)計(jì)算公式選擇計(jì)算出的電流，電壓與熔縫的熔寬成正比，起弧階段電壓會(huì)高一點(diǎn)，在焊透的情況下，電壓盡可能底，焊接過(guò)程隨時(shí)注意調(diào)整電壓；其次要適當(dāng)掌握好焊接的速度（1.5~3m/h范圍內(nèi)），送絲速度在200~300m/h的范圍以內(nèi)，造渣過(guò)程中最好選擇200m/h；還有就是要隨時(shí)檢查焊件的熾熱狀態(tài)，適當(dāng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，當(dāng)翼緣板較薄時(shí)，相應(yīng)的焊接部位要安裝水冷卻裝置。

(3)自動(dòng)埋弧焊操作工藝

在施工操作中要注意的有：首先是焊絲的選擇，可參照《鋼結(jié)構(gòu)高層建筑設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》進(jìn)行選擇；其次是焊絲的數(shù)目，可選擇雙絲焊，可一次得到大量的熔敷金屬，焊接變形小同時(shí)也能提高焊接速度；其次對(duì)于無(wú)法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對(duì)于較厚鋼板可采用多層焊，在塔接接頭和T形接頭中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)用于建造高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)有著許多的特點(diǎn)，其中優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)自重輕.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工業(yè)化程度高，用于施工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以采用在工廠生產(chǎn)，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，因而可以大大縮短施工周期。另外還有一個(gè)特點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)無(wú)粉塵的干施工工藝及可回收并重復(fù)利用，這個(gè)特點(diǎn)符合可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的時(shí)代主題。另外，主要缺點(diǎn)有：耐火性差，鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)比鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)大的多，而且耐火性能比混凝土結(jié)構(gòu)差很多，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)就基本上喪失了其所有的強(qiáng)度和剛度；耐腐蝕性差，鋼材表面的鐵原子在空氣中發(fā)生反應(yīng)生成氧化鐵銹，銹蝕會(huì)使應(yīng)力集中，使鋼結(jié)構(gòu)的使用受到安全危害，提前破壞了鋼結(jié)構(gòu)，所以防腐措施是必不可少的。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)難度會(huì)越來(lái)越大，隨之而來(lái)安裝精度要求也越來(lái)越高，質(zhì)量問(wèn)題也會(huì)愈來(lái)愈受關(guān)注。施工過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)適用條件，嚴(yán)格吊裝順序，并在吊裝后嚴(yán)格進(jìn)行初校、復(fù)校，以保證吊裝精度；探索焊接變形規(guī)律，優(yōu)化焊接順序，嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，切實(shí)有效地進(jìn)行施工管理。既要做好質(zhì)量預(yù)控工作，也要重視過(guò)程控制和成果校核。

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