浅析高层建筑钢结构施工技术

胡安强

【摘要】新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。本文介绍了钢结构的优缺点，接着阐述了高层建筑钢结构施工技术并对高层建筑钢结构施工提出几点建议，最后展望了我国高层建筑钢结构发展前景。

【关键词】钢结构；材料；施工

引言：

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；能够在工厂进行批量生；建筑工期短等优点。施工过程中只有严格按施工图纸及现行规范施工，才能保证施工质量，达到预期控制目标。

一.钢结构的优缺点

由于具有很多优点，因此钢结构在建筑领域广泛使用。同时，它还具有一些缺点。所以，在钢结构的使用过程中，要充分发挥其优点，把缺点带来的不利影响降到最低。

（一）优点

自重轻，运输方便；由于质量轻，所以施工周期短；具有良好的防震性能；与混凝土相比，具有抗压、抗侧弯强度大，因此在相同的条件下，钢结构的开间比混凝土的开间大；钢结构产生的噪音小，基本上没有粉尘，而且废旧钢还可以回收利用，减少了建筑垃圾，因此对环境的污染小；便于机械制造，生产精度高，质量保证能力强。

（二）缺点

耐腐蚀性差：钢材表面的铁原子易发生氧化反应而生成铁锈，降低了钢结构的使用寿命；耐火性差：与混凝土结构相比，钢结构的导热系数大，因此耐火性能差，因此在钢结构的使用过程中要将抗火作为一个重要因素来考虑。

二.高层建筑钢结构施工技术

（一）地脚螺栓预埋

通常采用两种螺栓，即普通螺栓和高强螺栓。在地脚螺栓预埋的过程中，其位置的準确与否对钢结构整体的安装质量有很大的影响。因此，要严格控制标高基准点和基础轴线，定位轴线的偏差应该控制在±2mm 之内，而标高偏差应控制在±5mm 以内。利用定位钢板进行地脚螺栓的定位固定，可以保证地脚螺栓的定位准确性。在地脚螺栓预埋完成后，要对其进行复测，如果发现位置有偏差，就要对其进行重新布设。

（二）吊装

在高层建筑钢结构的施工过程中，吊装是极其重要的一道工序。吊装的速度和质量关系着整个工程的进展速度和质量。在钢结构的吊装过程中，要考虑整个工程的布置和塔吊的位置及数量，计划好吊装的时间和步骤，以保证整个吊装过程的顺利进行。吊装分为以下两个方面：

1. 钢柱吊装

钢柱的吊装一般先安装整体框架结构然后再楼板结构，由中间向四面进行扩展，先装主梁后装次梁。为了避免钢柱安装就位时损坏地脚螺栓的丝牙，在安装第一节钢柱的时候，要在预埋的地脚螺栓上加设保护套。

2.钢梁吊装

在钢梁的安装过程中，其重点是在于控制钢梁与钢柱连接形成的整体的垂直度和轴线位置，这要通过限位钢板的临时固定，并通过多次校正来完成。

3.焊接

在焊接的过程中，要以减少焊接变形和降低焊接应力的产生为原则，在平面内采取由中心向四周扩展的方式。在确定焊接工艺之后，再选择相关焊接参数。在钢梁、钢柱吊装及垂直高度确认完毕后，对其进行焊接，在焊接时要确保钢梁、钢柱安装的精度。焊接结束后，操作焊工要打上操作者钢印。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。在焊接完成24h 后对其进行超声波探伤检查，对不合格的焊缝要制定返修工艺，由焊接技术高的焊工按返修工艺返工。

三.对高层钢结构施工的建议

在高层钢结构施工前，首先要做好前期准备工作，明确整个施工区域的布置，根据每个工段的施工特点，制定合理的施工计划，做好各个工序之间的相互衔接，以保证整个工期的顺利；施工技术人员对施工图纸和相关施工资料要认真审阅；做好现场定位桩的测设工作，并完成定位防线工作。

其次，在施工的过程中，一定要保证施工的质量，严格按照施工工艺进行施工，及时做好每一工段的质量控制，避免由于工期的限制而积累质量隐患，牢固树立质量第一的方针。再次，要根据工程的特点选择合理的施工机械设备，特别是塔吊的选择，并且要考虑其安装和拆除的便捷性。

四.我国高层建筑钢结构施工技术的发展与展望

（一） 高层建筑钢结构科研支持

施工技术的产生与科研具有密不可分的关系，近年来，我国许多科研单位都开展了高层钢结构的研究，比如“高层钢结构体系与布置”、“高层钢结构的抗震设计”等研究。这些研究成果，已基本上形成了一套比较完善的钢结构研究理论，为我国的高层钢结构的进一步发展提供了理论上的支持。计算机技术与高层钢结构技术的结合，也为高层建筑钢结构的信息化发展开辟了道路。

（二）政策的支持

我国现阶段一方面面临着资源不足的困扰，另一方面也面临着资源浪费的挑战。因此，大力开发并推广节能材料成为我国摆脱以上两个难题的必经之路。由于钢结构对环境破坏小等诸多优点，使其成为国家重视的节能材料。建设部、国家冶金工业局等部门已成立专门的建筑钢材料研究组进行讨论相关政策的可行性。因此，这充分说明国家对钢材料发展的支持，钢材料的发展已经具备了良好的外界环境。这必将为我国钢材料的发展起到巨大的促进作用。

五.结论

随着高层建筑钢材料施工理论和技术的不断发展，以及国家政策的大力支持，高层建筑钢结构有了长足的发展。在钢结构施工的过程中，要严格把关各个工程的质量，控制整个工程的施工进度，加强现场管理，以此来保证高层钢结构的施工质量。

钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H 型钢和T 形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

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