建筑钢结构设计与安装简述

孙兆东 程玉新

山东省泰安市新泰市华新建工集团有限责任公司 山东泰安 271219

1 工程概况

某建筑项目位于A市中心地区，广场项目集住宅、商业、办公等功能于一体，项目占地面积为35337.0m²，总建筑面积为280640.0m²。地上部分有1栋写字楼建筑，层数为42层（包括2栋双塔超高层塔楼建筑以及5层商业裙房建筑），地上部分总建筑面积为222623.0m²，地下部分层数为2层，作为地下停车库以及设备房使用，地下部分总建筑面积为58017.0m²。建筑项目中，两栋塔楼结构形势均为钢框架-支撑结构，塔楼中间第5层裙房结构形式为钢框架，其他裙房结构形式为钢筋混凝土框架结构。广场项目6层以上为小钢筋桁架楼板，核心筒为钢结构柱加支撑形式[1]。

2 钢结构设计加工

钢构件是钢结构建筑最基础与核心的构成部分，其设计加工质量将直接对钢结构性能以及工程成本、进度目标的实现产生影响。对钢结构进行深化设计与加工是钢结构工程中非常重要的一项内容。结合本工程项目实际情况，在钢结构优化设计过程当中以对桁架节点以及核心筒结构支撑节点的设计为重点。考虑到本工程中分段点设置在桁架结构受力较小部位，桁架腹杆与弦杆件连接节点存在大量的汇交杆件，且焊接接缝较多。因此，在钢结构设计过程中应当对翼缘板与节点边缘进行间隔处理，两者距离应当保持在150.0mm以上，以免本区域出现焊接接缝重叠的问题。通过优化钢结构件设计的方式，提高桁架结构受力稳定性，且兼具节点构造简单的特点在，在工程现场施工中有更好的影响。同时，确定分段构件还必须充分考虑施工现场的基础条件因素，确保钢结构分段构件方案与工程现场吊装设备、安装方案以及运输条件相契合[2]。

3 钢结构安装方法

3.1 预埋件安装

本工程项目中，2栋塔楼建筑均的设置有预埋件，组合形式为预埋锚栓＋钢板＋矩形短柱。预埋件呈矩形分布，最大矩形参数为1100.0P P h1100.0P P h50.0mm。本工程中根据标高设置钢结构预埋件，现场标高取值分别为-16.20m、-14.05m、以及-11..90m。需要注意的是，在预埋件结构进场施工前，以塔吊吊装的方式来实现预埋件的进场卸货。针对预埋件安装质量可采取的控制措施是：第一，及时矫正发生弯曲变形的地脚锚栓部件，清理螺纹杂物，及时修复存在损伤的区域；第二，以垫块组为例，对周边安装区域进行清洁，将标高垫宽布设于靠近地脚锚栓柱底板加筋肋下方，在砼结构浇注前通过焊接的方式对垫块进行固定处理；第三，以垫块组叠合的方式完成对标高的调整工作。具体操作方法是：选用四组垫块对钢柱底部进行妥善固定，在钢柱结构完全就位后根据实际需求进行适当调整，确认检测无误后继续增加其他垫款及组合；第四，混凝土浇筑振捣方法能够在较大程度上影响到锚栓水平方向的偏差。因此，为控制混凝土流动量，预防锚栓偏倚问题的产生，需采取分层振捣方法并注意对振捣情况的严密监测，尤其一定要禁止直接在钢筋上面卡着振捣器卡，以免发生锚栓跑位的问题。

3.2 钢柱结构安装

本工程项目中建筑主体由2个塔楼所构成，钢柱结构形式主要就是以焊接箱型截面。而塔楼结构的主体主要是全钢性构件，其核心筒能够与外围钢框架结构共同组成两个部分，分别为内框与外框，其在第六层第九层设置外框转换桁架，在转换桁架的过程中，塔楼外侧的钢柱则要由地下室，以及到第七层的48根一定要转变成第九层屋面层的36根。在钢柱结构安装过程中，重点注意以下几个方面的问题第一，遵循分区安装顺序对钢柱进行吊装处理，以尽快形成稳定的框架结构体系；第二，钢柱结构安装前必须完成对连接耳板的焊接作业，并及时绑扎固定爬梯，对钢柱内各类杂物进行清理；第三，利用钢柱结构临时连接耳板作为吊点设置的依据，确保吊点对称以及钢柱起吊状态下的垂直状态；第四，基于相对标高对钢柱结构楼层标高进行控制，标高自脊基准点引出，在钢柱结构整体吊装前进行妥善标识；第五，上下钢柱之间的连接板经校正完毕后，及时将连接板割掉，表面打磨光滑，并涂上防锈漆，割除时注意不要伤害到母材；第六，本层框架结构主梁以及钢柱结构完成吊装作业后经高强度螺栓妥善连接，并由土建单位及时完成钢柱结构内部混凝土灌注作业，以提高结构稳定性与可靠性。

3.3 转换桁架结构安装

本工程项目的转换桁架结构所遵循的施工原则为自下至上逐片吊装，最先安装完成的结构构件需要通过拉设缆风绳的方式临时固定，以确保其与周边结构的可靠连接。施工现场转换桁架结构与塔吊的相关位置。在塔吊有效吊装半径范围内要对转换桁架结构进行安装，办公楼的施工期间，其所配置的塔吊一定要使转换桁架结构在分块吊装施工方面的要求所满足，遵循转换桁架结构到场情况逐件进行吊装即可。考虑到本工程中转换桁架结构分块重量明显低于结构构件所处部位塔吊的最低吊装重要要求，在施工现场中，其所布置的塔吊一定要对外框转换桁架结构构件中的吊装要求所满足，就是弦杆以及水平在连系构件方面的吊装与钢梁的吊装有着基本相同的工艺，并且参考着钢梁的吊装工艺实施工程；腹杆分块在吊装方面要与钢柱的吊装工艺要基本一直，参考着钢柱吊装工艺进行施工。

4 结语

钢结构建筑在我国近年来建筑领域中得到了相当广泛的发展与应用。在建筑中，针对钢结构关键构建的设计与安装技术将直接决定整个钢结构工程施工质量与水平，必须引起工作人员的高度关注与重视。本文结合建筑项目钢结构工程特点，总结钢结构深化设计与加工的基本步骤，并就钢结构安装中的关键要点展开总结与分析，希望能够指导钢结构工程工程化加工制作、现场拼装以及安装施工的高效性、规范化发展。