基于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工研究

常立朋

【摘要】本文首先分析了高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)，然后分析了高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，分別從施工前的準(zhǔn)備工作，測量工藝，吊裝技術(shù)，地腳螺栓的預(yù)埋技術(shù)，鋼柱的安置技術(shù)，焊接施工技術(shù)幾個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的研究，本文以下就此進(jìn)行了深入論述。

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

鋼結(jié)構(gòu)相比于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)，不管從經(jīng)濟(jì)上還是從工程質(zhì)量上，均具有顯著的優(yōu)勢，特別是對于一些大型的高層建筑項(xiàng)目，所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用及安裝從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的蓬勃有序發(fā)展。

一、高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

1、 優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)自重輕、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、較高的工業(yè)化程度，施工中所用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也可以在工廠生產(chǎn)，將其運(yùn)用到現(xiàn)場后再進(jìn)行安裝，施工周期明顯縮減。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)無粉塵的干施工工藝及可回收并重復(fù)利用，這一優(yōu)勢完全符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的時(shí)代主題。

2、 缺點(diǎn)

耐火性差，與鋼筋混凝土相比，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，耐火性能要比混凝土結(jié)構(gòu)差很多，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的所有強(qiáng)度和剛度基本會(huì)喪失掉；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，使用中會(huì)給鋼結(jié)構(gòu)帶來危害，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)提前被破壞。因此，必須要做好防腐措施。

二、高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工前期準(zhǔn)備工作

（1）對施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的會(huì)審。作為高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)非常重要的依據(jù)，圖紙會(huì)審顯得十分關(guān)鍵。在正式施工之前，監(jiān)理機(jī)構(gòu)應(yīng)安排監(jiān)理人員遞工程圖紙進(jìn)行嚴(yán)格審查，查看其是否符合建設(shè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝技術(shù)是否合適、成熟，對圖紙的設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行深入了解。

（2）針對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工所制定的組織計(jì)劃進(jìn)行審查。施工組織設(shè)計(jì)由施工單位制作，并為其指導(dǎo)工作提供理論性參考，因此施工組織設(shè)計(jì)是否完整，對于工程進(jìn)度及其質(zhì)量都起著直接影響。審閱和檢查施工組織設(shè)計(jì)時(shí)，主要查看其內(nèi)容中是否涉及技術(shù)管理體系、質(zhì)量保證體系等項(xiàng)目。針對特殊工種施工環(huán)節(jié)上的施工人員，查看其是否具備上崗證與培訓(xùn)工作合格證。此外，還應(yīng)查明施工計(jì)劃中制定的工期時(shí)間安排。

（3）選擇與布置適合該工程的塔吊。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工離不開塔吊，在選擇設(shè)備和布置塔吊時(shí)，應(yīng)在高層建筑整體布局、鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際重量以及施工條件符合主客觀因素的前提下進(jìn)行。布置塔吊時(shí)，還應(yīng)考慮到其裝拆，確保裝拆環(huán)節(jié)的可操作性與安全性。目前，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工普遍應(yīng)用的塔吊為大型的內(nèi)爬式塔吊，但其爬升與拆除都有較大的難度。結(jié)合施工條件與施工環(huán)境，當(dāng)塔吊爬升的時(shí)候，可將封吊頂升作為主要的方式，與其頂升時(shí)進(jìn)行科學(xué)組織，提高頂升效率與速度。

2、測量工藝

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝施工過程中，工程項(xiàng)目測量工作是十分重要的環(huán)節(jié)，為了準(zhǔn)確測量，保證施工過程的順利進(jìn)行，應(yīng)合理地選用一系列如水平儀、經(jīng)緯儀、全站儀等的施工測量儀器和設(shè)備。在測量之前要注意合理選擇基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線，尤其對于多層建筑而言，應(yīng)根據(jù)周邊高層建筑物的屋面基準(zhǔn)點(diǎn)，采取合理先進(jìn)的測量方式對待測量目標(biāo)進(jìn)行有效的測量，對高層建筑水平標(biāo)高不宜過高，否則會(huì)增加測量的難度以及不便。

3、 吊裝技術(shù)

具體來講，鋼柱是決定建筑物層高和總高度的主要豎向構(gòu)件。鋼柱的吊裝首先要?jiǎng)澐值跹b作業(yè)區(qū)域，其吊裝順序?yàn)閺恼w的框架梁柱結(jié)構(gòu)到樓板結(jié)構(gòu)，從主梁到次梁。吊裝前，在在預(yù)埋的地腳螺栓上加上保護(hù)套防止絲牙被碰壞。在吊裝第一節(jié)鋼柱時(shí)，要注意吊點(diǎn)的選擇。吊點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)該在柱連接耳板螺旋孔，并且將墊板以及鋼楔校正好。當(dāng)鋼柱吊起后將M22 大六角高清螺栓擰緊，再調(diào)節(jié)標(biāo)高，誤差不能超過6mm，調(diào)整上下柱接頭錯(cuò)邊。在實(shí)行鋼梁的吊裝前，要先檢查標(biāo)高和柱子的間距。為保證施工人員的安全，須在吊裝主梁之前，裝好扶手桿和繩。并根據(jù)鋼梁的跨度選擇吊點(diǎn)。鋼梁吊起后進(jìn)行安裝，焊縫收縮量在2-3mm 之間，并及時(shí)檢查柱垂直度、傾斜度，保證構(gòu)件位置準(zhǔn)確。

4、地腳螺栓的預(yù)埋技術(shù)

地腳螺栓的預(yù)埋位置和預(yù)埋強(qiáng)度是鋼結(jié)構(gòu)工程整體質(zhì)量的基本內(nèi)容保證。一般常采用6 ～ 10cm厚的鋼板作為定位鋼板，再進(jìn)行地腳螺栓的定位。還應(yīng)注意定位鋼板的尺寸與鋼柱底墊板的尺寸要相互吻合，并在鋼板底部螺栓上設(shè)置止退調(diào)節(jié)螺栓，與其對應(yīng)的上部駱?biāo)軌蚬潭ㄕ{(diào)節(jié)螺母，并在鋼板上預(yù)留150mm 直徑的澆搗孔，以便其下部梁內(nèi)鋼筋的綁扎工作。為了使二者合為一體，可將地腳螺栓焊接在柱子的鋼筋上，以確保整體剛度。在混凝土澆筑工程結(jié)束后，還應(yīng)將地面裸露的地腳螺栓用塑料布等包裹起來，以避免生銹。

5、鋼柱的安置技術(shù)

柱子的設(shè)置要點(diǎn)是對于每一節(jié)柱的標(biāo)高、垂直度與定位軸線的偏差如何形成。對于不同位置的柱節(jié)其控制關(guān)鍵點(diǎn)也有所區(qū)別。如首節(jié)柱要控制的主要是標(biāo)高和定位軸線，次節(jié)柱則要加上垂直度的測試。另外，不同柱節(jié)的調(diào)節(jié)方式也不盡相同，首節(jié)柱是通過定位鋼板與螺母的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)，次節(jié)柱則是通過調(diào)節(jié)絲杠來實(shí)現(xiàn)。通過焊縫的寬度來確保樓層的標(biāo)高是較高的技術(shù)水平要求，是指通過四個(gè)方位的調(diào)節(jié)絲杠來實(shí)現(xiàn)對鋼柱垂直度的調(diào)整。鋼柱對接完成后，要進(jìn)行嚴(yán)密的驗(yàn)收工作，合格后，可將耳板徹底拆除。另外，為了確保鋼梁的安裝以及二者的連接強(qiáng)度，應(yīng)在安裝鋼梁前，在鋼柱預(yù)埋連接件以及混凝土核心筒壁上的預(yù)埋件。

6、焊接施工技術(shù)

（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渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置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)，在焊透的請款下，電壓盡可能低，焊接過程隨時(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；其次對于無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對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。

三、結(jié)語

綜合上述，高層建筑是在當(dāng)代建筑行業(yè)中發(fā)展最為迅速的一種，其施工技術(shù)關(guān)系著建筑項(xiàng)目的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，一定要嚴(yán)格把握好施工技術(shù)，管理好施工安全，才能使得施工更好地進(jìn)行，得到高質(zhì)量的建筑工程。

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