基于高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析

刁维建 路征

【摘要】随着我国建筑行业的不断发展，高层建筑已逐渐发展成为各大城市的主要标志。钢结构因其具有自重轻、强度大、施工快及可大批量生产等优点，在高层建筑施工中得到广泛的应用。高层建筑钢结构建筑以公共建筑为主，包括设计、生产、施工及安装等工序。在高层建筑钢结构施工中，由于工程量较大，所需要的构件比较多，大大增加了施工过程中对施工质量的把握难度。因此，需要对钢结构施工中的关键技术进行分析，以提高高层建筑的施土质量。

【关键词】高层建筑；钢结构；施工技术

1施工前准备

由于钢结构施工是一项非常复杂的工程，其施工具有不可逆性。因此，在钢结构施工前，必须对做好各个施工环节的准备工作，主要包括吊装准备与施工现场技术准备两个方面。其中，吊装准备中最为关键的问题就是选择合理的吊装设备。

为了保证建筑施工的进度与质量，因此在施工前应编制科学、可行的施工设计方案，并绘制有效的施工图纸。尤其是在绘制施工图时，必须结合施工设备进行多次会审，以防在施工过程中因图纸问题导致停工。因此需要将质量保证体系与管理体系的权责明确出来，并加强对施工人员的培训，确保人员持证上岗，并要求施工部门采用新技术、设备，对工程的进步与质量必须要有有效的控制措施，并制定合理的工期，以保证施工的顺利进行。

2高层建筑钢结构的关键技术与措施

2.1侧量技术

首先要准备好可行的测量仪器，并合理设置基准点与基准网，其次采用可行的测校方法进行测量。由于高层建筑较高，往往会受到通视效果较差等原因的影响，大大增加了结构测量的难度。现阶段，在我国高层建筑中常采用建立双重控制网的方法，基于GPS定位系统，对基线网进行测量，同时通过高精度全站仪，对构件空中的三围坐标进行定位。

2.2地脚螺栓预埋技术

在钢结构建筑施工中，对地脚螺栓的有效预埋是确保施工质量的关键。通常情况下，先采用6～l0cm厚的钢板作为定位钢板，再根据定位钢板对地脚螺栓进行定位。但在定位时要保证定位钢板尺寸要和钢柱底垫板尺寸是完全相同的，还要设置止退调节螺栓在钢板底部螺栓在上，并在其上部设置可进行调节的螺母，且要在钢板中预留出浇捣孔，直径为150mm，使其下部的钢筋绑扎工作便于实施。另外，为了提高其整体刚度，还应在柱子钢筋上焊接地脚螺栓。在混凝土浇筑完成后，应把露出地面的地脚螺栓包裹起来，以防锈化。

2.3钢柱安装技术

对钢柱的设置，要掌握好每根节柱的标高、定位轴线及垂直度等方面的偏差，在不同位置上的控制也是不同的。如第一节柱主要是对标高与定位轴线的控制，而第二节柱还要配合垂直度的测试。而且不同的节柱之间的调节方法也是完全不同的，如第一节柱主要是通过调整螺母和定位钢板，而第二节柱则是通过调节丝杠。根据焊缝宽度保证建筑的标高，具有较高的技术水平，主要是通过对丝杠调整而实现的。在对接好钢柱后，要进行严格的验收，在确保合格后，才能拆除耳板。

2.4钢梁安装技术

钢梁安装技术的重点就在于采用限位钢板进行临时固定及校正，以实现钢梁和柱子之间连接的垂直度与轴线位置。在进行临时固定的过程中，可在钢梁上安装吊装耳板，并分别焊接限位钢板在耳板的两端，以实现对钢梁的临时固定对吊装耳板安装，应在与钢梁两端距离1/4处，通常情况下，吊装耳板厚度主要在10 ～16 mm之间。而限位钢板的厚度应与耳板厚度一致，且要安装在钢梁的上部，也可以将限位钢板安装在钢柱上。通过对限位钢板与耳板的安装，能有效提高钢梁的精度，且能加快工程进度。

2.5焊接与检接技术

在钢材连接中，主要包括焊接与螺栓连接两种连接方式。通常情况下，在临时固定中主要采取螺栓连接，即可有效保证安装过程中的强度与安全性，也便于在工程竣工后拆除临时固定。在选择焊接方式时，最关键的因素就是要确保焊接的质量。在高层建筑钢结构施工中.对焊接的选择主要是为了减少焊接应力及变形两个方面。因此在施工中，应根据现场施工条件及钢材特性选择焊接方式，在焊接时，要从中心框架逐渐向四边进行扩展。先焊接收缩较大的焊缝，通过对称焊接，以减少焊接应力及变形。

2.6仿真分析技术

在施工条件、建筑自重作用及现场施工环境条件等因素影响下，导致建筑钢结构容易出现变形，若不及时给予控制，就会增加设备安装的难度，并使安裝的精度难以控制，严重的还会引起安全隐患。因此，在施工前应对造成结构变形的因素进行分析，并计算其内力，且要结合施工现场的实测数据了解在不同施工过程中，结构的变形规律，以为建筑钢结构施工提供数据支持。以计算机技术对施工阶段的模拟为基础，对施工工艺进行设计及质量控制是重要的施工技术措施之一。因此可采用ANSYS、MIDAS等软件系统对整个施工环节的工况进行仿真分析，以掌握钢结构在重力影响下的变形规律，还能对温度、风荷载等因素对施工过程中的影响进行分析与评价，从而为制定关键的施工工艺与方案提供有效的依据，以保证在竣工时实现变形不超差的目的。

2.7实时监控技术

在高层建筑施工的过程中，由于施工情况在不断的变化中，有时会导致仿真结构与实际施工存在较大的差距，因此为了保证施工的安全性与可控性，在施工中运用实时监控技术非常关键。由于该技术主要是依靠先进的检测设备，能对机构施工中关键位置的位移与应力变化进行实时的监控，以获取施工中的实时情况，以对预期与实际的情况进行对比，以便进行调整，从而保证钢结构施工的安全性与准确性。

2.8临时措施

在高层钢结构建筑施工中，一般都会采用临时措施，作为施工通道或临时稳定结构。要全面考虑施工人员的安全与施工条件，并根据机构的施工情况制定科学的安全操作系统。另外还需要在楼层缺失处采用临时径向工字钢作为支撑，也就是能作为外筒钢柱安装与稳定结构的临时措施，也可以作为通往钢外筒进行施工的临时通道。

2.9气象保障措施

由于高层建筑钢结构的施工周期比较长，而雨、风、雷电等气候条件严重威胁着高层建筑的安全施工，因此必须要综合考虑气候因素对建筑施下的影响。因此，在施工过程中，应委托气象站负责对周围地区的气候情况进行监测，以对湿度、风力、温度等气候条件进行气象的准确预报，必要时还可以采用实时监测与即时报告。以根据气象的预报情况采取有效的防雨、防风、防雷措施，以确保钢结构建筑的安全。从而形成以气象预测为手段，以防雨、防风、防雷等为重点的应对保障系统。

2.10安全保障措施

在高层建筑施工中，还要有一些安全保障措施，主要包括水平通道与垂直运输设施的安全保障。其中，水平通道主要是一些工具式通道板、扶手绳及钢管脚手通道等。而竖立通道的实现主要通过临时固定和钢柱两旁的爬梯因此为了保证施工安全，应通过焊接，以起到紧固的作用，从而达到接柱操作平台和钢柱进行对接的效果。在工程施工完成后，才能彻底拆除安全保障设施。

3结束语

综上所述，作为高层建筑中常见的一种结构，钢结构施工不仅能满足高层建筑的要求，还能提供更多的使用面积，且能达到耐久、安全等方面的要求。高层建筑钢结构施工是一项复杂的工程，对施工现场、技术、设备及人员等方面具有较高的要求，因此掌握高层建筑钢结构施工技术是保证施工质量的重点。