基于高层建筑钢结构施工研究

常立朋

【摘要】本文首先分析了高层钢结构应用的优缺点，然后分析了高层建筑的钢结构施工技术，分别从施工前的准备工作，测量工艺，吊装技术，地脚螺栓的预埋技术，钢柱的安置技术，焊接施工技术几个方面进行详细的研究，本文以下就此进行了深入论述。

【关键词】钢结构； 高层建筑； 施工技术

钢结构相比于传统的建筑结构，不管从经济上还是从工程质量上，均具有显著的优势，特别是对于一些大型的高层建筑项目，所以，相关人员应当强化钢结构的运用及安装从而实现建筑行业的蓬勃有序发展。

一、高层钢结构应用的优缺点

1、 优点

结构自重轻、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、较高的工业化程度，施工中所用的钢结构构件也可以在工厂生产，将其运用到现场后再进行安装，施工周期明显缩减。另一个优点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这一优势完全符合当前可持续发展及环保的时代主题。

2、 缺点

耐火性差，与钢筋混凝土相比，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，耐火性能要比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构的所有强度和刚度基本会丧失掉；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使用中会给钢结构带来危害，导致钢结构提前被破坏。因此，必须要做好防腐措施。

二、高层建筑的钢结构施工技术

1、 高层建筑钢结构施工前期准备工作

（1）对施工设计图纸进行严格的会审。作为高层建筑钢结构施工环节非常重要的依据，图纸会审显得十分关键。在正式施工之前，监理机构应安排监理人员递工程图纸进行严格审查，查看其是否符合建设规范标准，施工工艺技术是否合适、成熟，对图纸的设计意图进行深入了解。

（2）针对高层建筑钢结构施工所制定的组织计划进行审查。施工组织设计由施工单位制作，并为其指导工作提供理论性参考，因此施工组织设计是否完整，对于工程进度及其质量都起着直接影响。审阅和检查施工组织设计时，主要查看其内容中是否涉及技术管理体系、质量保证体系等项目。针对特殊工种施工环节上的施工人员，查看其是否具备上岗证与培训工作合格证。此外，还应查明施工计划中制定的工期时间安排。

（3）选择与布置适合该工程的塔吊。高层建筑钢结构施工离不开塔吊，在选择设备和布置塔吊时，应在高层建筑整体布局、钢结构实际重量以及施工条件符合主客观因素的前提下进行。布置塔吊时，还应考虑到其装拆，确保装拆环节的可操作性与安全性。目前，高层建筑钢结构施工普遍應用的塔吊为大型的内爬式塔吊，但其爬升与拆除都有较大的难度。结合施工条件与施工环境，当塔吊爬升的时候，可将封吊顶升作为主要的方式，与其顶升时进行科学组织，提高顶升效率与速度。

2、测量工艺

在高层建筑钢结构的安装施工过程中，工程项目测量工作是十分重要的环节，为了准确测量，保证施工过程的顺利进行，应合理地选用一系列如水平仪、经纬仪、全站仪等的施工测量仪器和设备。在测量之前要注意合理选择基准点、基准线，尤其对于多层建筑而言，应根据周边高层建筑物的屋面基准点，采取合理先进的测量方式对待测量目标进行有效的测量，对高层建筑水平标高不宜过高，否则会增加测量的难度以及不便。

3、 吊装技术

具体来讲，钢柱是决定建筑物层高和总高度的主要竖向构件。钢柱的吊装首先要划分吊装作业区域，其吊装顺序为从整体的框架梁柱结构到楼板结构，从主梁到次梁。吊装前，在在预埋的地脚螺栓上加上保护套防止丝牙被碰坏。在吊装第一节钢柱时，要注意吊点的选择。吊点的设置应该在柱连接耳板螺旋孔，并且将垫板以及钢楔校正好。当钢柱吊起后将M22 大六角高清螺栓拧紧，再调节标高，误差不能超过6mm，调整上下柱接头错边。在实行钢梁的吊装前，要先检查标高和柱子的间距。为保证施工人员的安全，须在吊装主梁之前，装好扶手杆和绳。并根据钢梁的跨度选择吊点。钢梁吊起后进行安装，焊缝收缩量在2-3mm 之间，并及时检查柱垂直度、倾斜度，保证构件位置准确。

4、地脚螺栓的预埋技术

地脚螺栓的预埋位置和预埋强度是钢结构工程整体质量的基本内容保证。一般常采用6 ～ 10cm厚的钢板作为定位钢板，再进行地脚螺栓的定位。还应注意定位钢板的尺寸与钢柱底垫板的尺寸要相互吻合，并在钢板底部螺栓上设置止退调节螺栓，与其对应的上部骆爽要能够固定调节螺母，并在钢板上预留150mm 直径的浇捣孔，以便其下部梁内钢筋的绑扎工作。为了使二者合为一体，可将地脚螺栓焊接在柱子的钢筋上，以确保整体刚度。在混凝土浇筑工程结束后，还应将地面裸露的地脚螺栓用塑料布等包裹起来，以避免生锈。

5、钢柱的安置技术

柱子的设置要点是对于每一节柱的标高、垂直度与定位轴线的偏差如何形成。对于不同位置的柱节其控制关键点也有所区别。如首节柱要控制的主要是标高和定位轴线，次节柱则要加上垂直度的测试。另外，不同柱节的调节方式也不尽相同，首节柱是通过定位钢板与螺母的调节来实现，次节柱则是通过调节丝杠来实现。通过焊缝的宽度来确保楼层的标高是较高的技术水平要求，是指通过四个方位的调节丝杠来实现对钢柱垂直度的调整。钢柱对接完成后，要进行严密的验收工作，合格后，可将耳板彻底拆除。另外，为了确保钢梁的安装以及二者的连接强度，应在安装钢梁前，在钢柱预埋连接件以及混凝土核心筒壁上的预埋件。

6、焊接施工技术

（1）CO2气体保护焊操作工艺

施工操作中要注意的有：焊接参数的选择，焊丝的选择和焊接电弧电压与电流的选择，电流要根据工件的厚度、施焊位置和焊丝直径和熔滴过渡形式来选择，电弧电压的选择要与电流恰好配合；不同位置选择不同的焊接方式，平焊多选择左向焊法，能清楚地看到焊缝和熔池，便于控制焊缝的成型，横焊大多采用右向焊法，立焊分为向上立焊和向下立焊，中厚板的丝焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊。

（2）电渣焊的操作工艺

电渣焊是一种自动焊，用户高强度结构钢在竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先要选择焊接的电流和电压，根据计算公式选择计算出的电流，电压与熔缝的熔宽成正比，起弧阶段电压会高一点，在焊透的请款下，电压尽可能低，焊接过程随时注意调整电压；其次要适当掌握好焊接的速度（1.5～3m/h 范围内），送丝速度在200～300m/h 的范围以内，造渣过程中最好选择200m/h；还有就是要随时检查焊件的炽热状态，适当调整焊接工艺参数，当翼缘板较薄时，相应的焊接部位要安装水冷却装置。

（3）自动埋弧焊操作工艺

在施工操作中要注意的有：首先是焊丝的选择，可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择；其次是焊丝的数目，可选择双丝焊，可一次得到大量的熔敷金属，焊接变形小同时也能提高焊接速度；其次对于无法使用衬热的焊缝，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，对于较厚钢板可采用多层焊，在塔接接头和T 形接头中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

三、结语

综合上述，高层建筑是在当代建筑行业中发展最为迅速的一种，其施工技术关系着建筑项目的质量和经济效益。在高层建筑钢结构的施工过程中，一定要严格把握好施工技术，管理好施工安全，才能使得施工更好地进行，得到高质量的建筑工程。

参考文献：

[1] 潘程瑜. 高层建筑钢结构安装关键技术研究[J]. 中国建筑金属结构. 2013（20）

[2] 王冬冬. 浅谈高层建筑钢结构安装[J]. 商品混凝土. 2013（07）

[3] 郭华健. 高层建筑钢结构安装关键技术分析[J]. 中华建设. 2012（09）