鋼結構施工技術在高層建筑施工中的應用

張生輝

摘 要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，特別是高層、超高層建筑數(shù)量的不斷增多，鋼結構以其輕型、大跨、高聳、重載、結構性能好、抗震性佳、整體性強、造價低、施工速度快、環(huán)保等諸多優(yōu)點，在國內(nèi)外建筑業(yè)被越來越廣泛的重視和應用。但是鋼結構工程構件制作精度要求很高，而且安裝時易受自然條件影響，手工作業(yè)較多、允許偏差較小致使施工難度較大，稍有不慎，在施工中就很容易發(fā)生工程事故，不僅影響了工程進度，而且給施工企業(yè)造成較大的經(jīng)濟損失。因此，采取相應的措施對鋼結構工程的施工質(zhì)量進行嚴格的管理與控制，提高工程質(zhì)量，是十分必要的，更是非常重要的。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工技術

1 前言

鋼結構因具有整體性能優(yōu)越、抗震性強、整體造價低等特點，而在高層建筑中得到了廣泛的應用。但是在我國現(xiàn)階段的高層建筑施工中，普遍存在較多的技術問題，如果不能及時得到有效的解決，必然會影響高層建筑的整體使用性能和年限，本文僅就此作以分析。

2 高層建筑鋼結構的特點分析

2.1 鋼結構的優(yōu)點

2.1.1 施工周期相對較短

用于高層建筑施工的鋼結構構件在現(xiàn)場安裝時，不需搭設大量的腳手架，同時采用壓型鋼板可作為混凝土樓板的永久性模板，無需另行支設模板，而且混凝土的施工可與鋼結構安裝交叉進行，可以大大縮短施工周期。

2.1.2 整體空間大

由于鋼材的抗壓、抗側彎強度均為混凝土的1.5 倍，因此，在相同強度的條件下，鋼結構可以縮小截面從而增大了有效空間。

2.1.3 可循環(huán)利用

鋼結構高層建筑物的施工材料可以實現(xiàn)鋼材再生利用，同其它結構建筑物相比減少了大量的建筑垃圾。

2.2 鋼結構的缺點

2.2.1 整體耐火性差

鋼結構在火災的情況下，鋼材的導熱系數(shù)遠大于鋼筋混凝土的導熱系數(shù)，其耐火性能遠差于混凝土結構，鋼材的屈服強度和彈性模量隨溫度上升而急劇下降。當結構溫度達到350℃及500℃時，其強度可分別下降30%-50%。當溫度達到600℃時，鋼結構基本喪失了其全部的剛度和強度，以致結構完全喪失承載能力，變形急劇增大，導致結構倒塌。

2.2.2 耐腐蝕性較差

由于鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹，銹蝕能夠引起應力集中，危害鋼結構的使用安全，使鋼結構提前破壞，因此，對鋼結構進行有效的防腐才能確保其使用年限。

3 加強高層建筑鋼結構施工技術管理的途徑與方法

3.1 塔吊的科學選擇與布置

塔吊是高層建筑鋼結構工程施工的核心設備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因為鋼結構建筑采用內(nèi)爬式塔吊不需要對樓層進行加固，并且在起重機布設位置上有較大的自由度。此外，采用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。從經(jīng)濟上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進行鋼結構超高層建筑的施工。

3.2 原材料質(zhì)量的嚴格控制

鋼結構有很多優(yōu)點，但其缺點是導熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結構的進一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。在選擇中，首先鋼筋的質(zhì)量證明文件應齊全有效，且進場檢驗應符合規(guī)范和設計要求。連接套筒應有出廠合格證，材料一般為低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，其設計抗拉承載力標準值應不小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2 倍，套筒長為鋼筋直徑的二倍。

3.3 鋼構件的管理與驗收

鋼構件住進入安裝現(xiàn)場后，由專業(yè)質(zhì)量檢測人員對構件的質(zhì)量進行檢杏。彈出鋼柱的安裝軸線，若發(fā)現(xiàn)在運輸過程中鋼構件發(fā)生變形缺陷后，馬上進行矯正和處理。同時還需要對構件縱橫兩個方向的安裝中心線進行驗收，對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

3.4 鋼柱安裝的技術措施

按結構平面形式分區(qū)段繪制吊裝圖，吊裝分區(qū)先后次序為：先安裝整體框架梁柱結構后樓板結構，平面從中央向四周擴展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個空問構架，以保證其剛度，提高抗風穩(wěn)定性和安全性。為了便于調(diào)整柱的垂商度，在預埋螺栓上先擰上數(shù)個螺母全部擰到接觸基礎面，并用水平儀找平后，開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時，為了防止意外事故出現(xiàn)，在柱的上端活系兩根纜風繩，可以從多個方向臨時固定，也可用來調(diào)整垂直度。測量校正，鋼柱吊裝就位后，用兩臺經(jīng)緯儀和水平儀對鋼柱進行測控，微調(diào)通過調(diào)整柱底腳板下的螺母來實現(xiàn)。

3.5 鋼結構的焊接

鋼結構使焊前，對焊條的合格證進行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進行無損檢測，在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結構對稱、節(jié)點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應及時清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫多層梁柱焊接時，應根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點，其次焊底部柱與梁節(jié)點，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點。在焊接頂層梓與梁節(jié)點時，應先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。

4 對高層建筑鋼結構施工的幾點建議

（1）充分理解節(jié)點深化圖，合理制定施工工藝。

（2）根據(jù)工程特點合理選用機械設備，特別是塔式起重機的選用，并要考慮其裝拆的可行性。

（3）根據(jù)不同的結構特點、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數(shù)，不能一概而論，盲目照搬。

（4）結構構件的加工順序及進場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設備的吊運能力。

5 結束語

在我國建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的時代背景下，國內(nèi)建筑用鋼材的產(chǎn)量大幅提高，其在高層建筑工程中的應用日漸廣泛。在國內(nèi)高層建筑鋼結構施工中，一定要適時加強對于相關技術的管理，進而才能實現(xiàn)施工進度和質(zhì)量的全面提升。

參考文獻：

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[2] 徐培福.復雜高層建筑結構設計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.