高层钢结构住宅施工应用技术

【摘要】钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国，战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善，特别是1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。

【关键词】钢结构；施工；技术

随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国住宅建设持续空前发展，人们的居住条件逐步提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国已成为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平。通过百花小区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究，更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术，推动国内钢结构在房地产业中的采用，为钢结构体系的发展做出贡献

1、工程概况

百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的百花小区内，建筑面积为3.3万平方米，地下一层，地上26层（其中地下为立体式车库，1～3层为公建，4层以上为住宅楼）。承重框架为箱形截面柱及H型梁，柱采用马钢生产的Q345B型钢车间加工制作。内、外墙板采用南京产ALC（蒸压轻质加气混凝土板），外墙直接在ALC板刷涂料。公建部分外窗采用无框窗；住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗，中空玻璃。楼面为现浇混凝土现场浇筑，屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发泡保温屋面。

2、主要施工方法

2.1钢结构加工制作箱型柱采用钢板，在钢构件加工车间加工、钢结构构件的除锈、焊接完成

2.1.1箱型柱制作工艺

1）钢板拼接

由于每段柱高在12米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。

2）划线下料

按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm.中间隔板划线不留余量。

长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。

用两台半自动切割机（或双头）沿划线中心同时切割，每隔5米留100mm不切割，待冷却后再切割。

3）组装焊接

用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。

2.1.2梁及连接板加工及组焊

1）下料

型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料，下料后应进行清渣修磨，编号归类放置；

2）钻孔

先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周（90°位置）打四只冲孔，钻孔后检查；

3）高强度螺栓摩擦面处理

喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/c㎡，石英砂的粒度1.5∽4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色；

2.2钢结构安装

（1）箱型柱安装：箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接（加固）工艺完成。所有钢结构制品，在刷防锈油漆前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。

（2）钢梁安装钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装；主梁材质为Q345B轧制H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工，根据该工程的设计特点吊装数量2～4根；次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况，一般采用单根吊装。

（3）高强螺栓安装高强螺栓是目前建筑钢结构最先进的连接方法之一。它的特点是施工方便，可拆可换，传力均匀。根据本工程的设计方案高强螺栓采用摩擦型连接。紧固办法采用专用棘轮扳手和扭矩扳手经初拧和终拧完成。

（4）栓钉焊接栓钉焊接是高层钢结构施工中不可缺少的一个环节，常见的栓釘焊接分为直接焊接在钢梁上和穿过压型钢板后焊接在钢梁上两种方式。本工程采用直接焊接在钢梁上。

2.3混凝土施工

本工程中混凝土部分主要是核心筒筒壁和现浇混凝土楼面两个部分。混凝土的运输。混凝土竖向运输主要通过砼泵泵送。楼面模板支撑方案，根据本工程的结构特点，利用H型梁下翼缘支撑小规格H型钢，在H型钢上铺设竹胶板、钢筋。

2.4外墙板安装

外墙板采用南京旭建产175MM厚度ALC板。该板材全部采用工厂化加工，运输到现场吊装，吊装设备为塔吊。外墙墙板共计约9780块，其中TU平板4600多块，TU艺术板5180块。

3、主要的技术成果

3.1箱型砼柱

箱型柱-砼柱是在箱型柱内灌注高强度（C50）等级砼，在箱型柱中间内部加隔板支撑，形成两种材料相辅相成共同工作的机理，解决了在荷载作用下，强度尚未达到极限时率先发生变形过大的问题。

3.2 H型梁

H型钢梁均采用轧制H型钢，其变形能力强，抗震性能好，承载力高。H型钢梁外刷防腐漆、外包防火板，解决了钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁有较大的承载力，可大大节省模板工作量。

3.3抗侧力支撑砼筒结构

电梯、楼梯位置形成钢筋混凝土核心筒，作为剪力墙抗侧力支撑，提高了结构稳定性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极的作用。

3.4现浇钢筋混凝土楼盖

利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，上铺竹胶板，再按设计铺设钢筋，浇筑C30混凝土。节省模板材，缩短施工工期。

3.5节能型复合外墙板

墙板尤其是外墙板从某种意义上讲，它比结构体系更为重要。因为住宅建筑的主要功能是靠外墙板实现的。

1）轻质：比重为 0.5，为混凝土的 1/5，空心砖的 1/3.减轻建筑的自重，减少了经济投入，提高了施工质量。

2）隔热性：导热系数为：0.11W/m·k。

3）耐火性：耐火极限达到4小时。

4）隔音性：有隔音与吸音双重性能。

5）承载能力和抗震性能优越。

6）绿色环保，无放射性。

ALC 板的施工安装便捷，板材完全机械化生产，精度高，可按现场需要切割成任何形状，施工工艺简单，劳动强度低，解决了传统的砌块施工中的一系列施工质量问题，施工工期可缩短三分之一，大大提高了施工效率。

3.6高层住宅钢结构体系节能采暖方式的研究

节能住宅在大的方面上能够节约能源，保护环境；在小的方面上可以为业主节省生活成 本。

3.7钢结构主体升降车库的应用研究

根据城市对停车位数量的发展需求和本工程地下室层高较高的特点，地下室部分安装立体升降车库。立体多层停车设备具有节省空间，布局灵活，存取自动化、投资少的优点，是适合城市中心土地少而生的一种新型设备。

作者简介：

于辉，莱阳市综合行政执法大队。