钢结构施工技术在高层建筑中的应用

马守华

【摘要】钢结构的施工技术在高层建筑中得到了广泛的应用，本文就钢结构在高层建筑应用过程中需要做的准备工作以及具体的施工工艺做了详细的分析，能够在一定程度上对今后工程的施工起到一定的指导作用。

【关键词】钢结构施工技术层建筑应用

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

钢结构的使用虽然在我国起步晚，但发展迅速。近些年，涌现出上海的金茂大厦、大连世贸中心、深圳的赛格大厦等均是著名的钢结构工程。钢结构的应用，尤其是在高层建筑中的应用，推动了我国的建筑行业的发展速度。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等综合优势，所以，钢结构在建筑中被加以广泛应用。

一、施工前的准备工作

1、技术准备

编制施工组织设计，将设计的思想融汇贯通到施工中；确定或完善施工及验收标准，规范市场、规范各方行为；进行工艺试验与工艺评定，为后续施工提供技术保障。

2、吊装准备

目前国内超高层建筑钢结构施工在选用吊装施工机械主机时，几乎全部采用自升式塔式起重机，自升式塔式起重机可分为内爬式和外附式两种。塔式起重机臂又可分为平衡式与起重臂可起伏(以下简称动臂式)两种。塔式起重机的起重性能要满足工程要求，其中包括吊机最大起重量、最大起重力矩、最大半径与最小半径。特别要注意随着起重高度的增大，吊机的实际起重量会减小，因为要扣除不断增多的起重钢丝绳自重；受卷扬机容绳量的限制，到一定高度时经过吊钩滑轮的钢丝绳走数要减少。对内爬式塔式起重机要注意起重卷扬机滚筒内的钢丝绳的容绳量，它将决定起重的极限高度。对外附着式塔式起重机要了解其标准塔身的高度，以判断是否适用工程需要。

3、现场准备

超高层建筑钢结构工程在施工安装前现场的准备工作有:钢构件(包括零部件、连接件等)的验收、测量仪器及丈量器具的准备、基础复测、构件运输、构件堆放、构件堆场以及安排设备工具材料和组织施工力量等。

二、高层建筑钢架构的施工工艺分析

1、焊接工艺

由于型材的种类以及型材材质的多样性，焊接时存在一定的特殊性，所以要从焊前预处理、焊接工艺以及焊后处理等几个方面加以保证。

1）焊前预处理①应认真做好焊前的各项准备工作；②根据焊缝接头的不同形式，选择适当的焊接方法；③根据焊缝接头的坡形以及焊接的技术要求，正确安装引弧板、引出板以及背面衬板等辅助焊接工具；④根据具体的焊接环境选择合理的预热处理工艺。

2）施焊工艺除了选择合适的焊接电流及焊条直径外，还必须注意焊接中的相关工艺。例如，应该在起焊点前面的15～20mm处的焊缝隙内的焊接母材上引燃电弧，之后将电弧拉长并回到起焊点，预热片刻之后再压短电弧，将熔池熔透并填满到一定的厚度，然后将焊条向前移动，直到形成一个完整的焊缝；若接头有全熔透要求，尤其是在V形、X形、K形坡口间的对接或者是T形接头时，背面第一层焊缝往往容易出现不能焊透、夹渣或者是裂缝等焊接缺陷，这时要进行彻底的清根之后再进行焊接。

3）焊后处理焊后处理主要是为了保证焊缝不出现凹陷、超高、气孔、咬边、未熔合以及裂纹等现象。同时，还应该采用超声波无损探伤，尤其是要对受力点进行充分检查。

2、组装工艺

1）结构相对简单、批量较小零部件的组装可按照图纸在平台上划出各组装零件的装配定位线，实现各组装构件间的装配。

2）H型钢结构的组装首先要按照图纸制作出组装胎模，通常用一块翼缘板作为定位的基准面，然后利用腹板从另一个侧向增加水平推力，这样就能够依靠翼缘板及腹板的自重，使其固定于工作位置上。

3）箱形结构组装首先应根据图纸的要求，在箱形结构的盖板、腹板以及隔板的组装面上用粉线弹出组装线。然后以下盖板以及某一侧腹板作为基准面，按照粉线安装好腹板、隔板。在安装的过程中，通常采用从一个方向进行安装，在定位中部的隔板后再对腹板进行定位，然后采用对称的顺序进行定位点焊。

3、安装与检测

1）钢结构成品的检验钢结构成品的检验主要包括构件的成品检验以及针对工厂预组装的检验。在对各个项目进行检验的过程中，应该按照相关的国家和行业标准、设计的要求以及钢结构的使用状态来进行检验。检验的主要内容包括构件的外形尺寸、构件间连接的位置与变形量以及构件部位连接的细节等。尤其是对于大型的钢结构件，为了保证其总体的安装精度，在工厂的组装完成后要按照《钢结构工程施工质量验收规范》及相关的技术文件进行检验，并组织验收。

2）构件的运输是钢结构构件施工中的一个重要环节，要根据构件的形状、重量和运输条件、安装现场的条件，合理选择总体制造+拆成单元运输、总体制造+总体运输、分段制造+分段运输的形式。在运输过程中，要避免装卸车、运输及起吊过程中造成的变形问题，因此要采取必要的临时加固支撑措施。在运输前要了解沿线公路、桥梁、电力设施以及地下管线等的具体情况，确保运输过程中没有障碍。

3）施工测量，钢结构安装之前要对施工对象进行测量，其工作的好坏直接关系到整个钢结构安装质量的好坏以及安装进程的顺利与否。测量过程中要做好下面几项工作：对设计图纸进行进一步的确认与审核；对测量定位所依据的测点进行再次校测；对测量器具进行调校；确定科学的测量方案，并做好数据准备；高层建筑钢结构的测量验线以及在安装阶段的测量放线。

4）钢结构拼装工作主要是由于现场起吊设备以及运输中的条件限制使构件在长度及重量上发生一些改变，在施工现场必须要对之进行二次拼装。

三、高层建筑钢结构构造的几个技术要求

1、抗震构造对施工技术的要求

1）对于柱脚的构造措施：①埋入式柱脚，即将钢柱埋于混凝土基础梁中，从钢结构上部传递来的轴向力通过柱脚底板和锚栓传递给柱脚基础

（主要通过保证柱脚的抗弯强度及抗剪强度满足弹性设计的要求)；②外包式柱脚（在钢柱的外面包上钢筋混凝土)，从钢结构上部传递来的轴向力也是通过柱脚底板和锚栓传递给柱脚基础（抗弯强度及抗剪强度都要满足设计的理论值)。

2）对于梁柱连接节点的施工要求：①梁和柱的连接通常采用柱贯通形式；②当柱的两个相互垂直的方向都需要和梁进行刚性连接时，应采用箱型截面；当只在一个方向和梁刚性连接时，一般采用工字型截面；③ 当钢结构的框架梁是通过采用悬臂梁段和柱进行刚性连接时，悬臂梁段和柱都应该采用全焊接连接的方式。

2、防火防腐对施工的技术要求

由于钢结构的抗腐蚀及防火性能相对较差，为了减少或者避免腐蚀以及在火灾时造成结构的整体性垮塌，在施工的过程中要进行一定的技术处理。通常，可以在结构的表面涂上一层绝热或者吸热材料，在一定的时间内可以有效地将火与钢材隔离开来，提高钢材的耐火极限，有效地保证钢结构在火灾时的支撑时间。

结束语

高层钢结构的施工过程是一项错综复杂的系统工程，必须慎之又慎，在施工前必须制定周密、详细的施工组织方案和施工计划。在制定方案时既要考虑现场施工条件、各专业间的施工协调和影响；同时必须结合本工程的特点深入细致地研究各状态下的施工工况的分析，提前做好预案。通过周密的计划、系统的安排、灵活的协调，并在施工过程中不断调整和完善施工方案，确保高质、高效、安全进行施工。

参考文献

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[2] 罗涛. 浅谈高层建筑钢结构施工技术[J]. 科技资讯. 2010(21)

[3] 吴晓斌. 高层建筑钢结构施工及建议[J]. 中国新技术新产品. 2010(19)