浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用

张照日

【摘  要】为最大化地满足市场需求，提高建筑工程施工的工艺标准，钢结构技术在建筑工程施工中的应用及发展受到人们的强烈关注，钢结构技术作为成本低、抗压能力强、环保效果好的重要施工材料，对提高建筑工程施工质量，减少人们住房质量隐患等具有重要意义。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用提出了一些建议，仅供参考。

【关键词】高层建筑钢结构;土建工程;应用

中图分类号：TU973     文献标识码：A

引言

高层钢结构建筑不仅对土建工程的发展起到了一定的推动作用，同时也在土建中得到了广泛的应用，钢结构自身所具有的各种优势适用于不同类型的建筑工程中。为此，相关人员就需要对钢结构施工技术进行深入的研究，不断总结经验，学习新知识，只有这样，才能更好的为我国高层钢结构建筑提供有力的依据，促进土建工程走向可持续发展道路。

1、高层建筑钢结构运用的必要性

1.1钢结构性能较优越

（1）硬度较强的特性较为突出。该优势使钢结构在实际的高建施工中应用时，构架承载能力较强，从而更好地应对一定的自然地质性灾害。（2）钢结构的延展性及韧性较良好，优于其他普遍性的应用材料。伴随着科技的日益革新，我国的钢材生产能力也进一步提升，体现在可依据项目工程建设相关实况，适时制造出对应用途的钢材。譬如，专项研发出的耐热钢等。（3）钢结构实体质量较轻，组装较为便捷，易于实操，因而，可运用钢结构，来建构相对较大的建筑体积，此外，钢结构还可以被循环使用，这极大地提升了建筑工程施工过程中，对相应施工原材料的转化使用效率等。

1.2钢结构较节能环保

大力倡导全面化可持续性发展，对工程建筑项目，相继有了更高的限定准则，比如要求施工的项目工程，应当具备节能环保特性等。在该背景下，钢结构应运而生，其节能环保特性具体体现在以下几个方面。（1）钢结构可回收再利用，其高效与便捷化安装的特点，可以有效减低相应建筑工程的实际工程施工总量，此外，还可以进一步减少工程施工过程中，产生的一些粉尘、噪音污染等。（2）钢结构的投入成本相对较低，其可以被多次循环运用，这对于相应能源的消耗，有一定的缓解意义，在很大程度上，也提升了其市场竞争力。（3）钢结构的适时运用，在相应土木工程施工过程中，可以在一定程度上拓展相应建筑企业的后续利益发展，这对于我国可持续性发展的深化实现，有极大的助推作用。

2、高层建筑钢结构设计中的问题

2.1设计建筑结构的参数

钢结构存在的良好性能影响着建筑工程前期工艺设计的繁杂性，相关设计者要借助专业化的信息统计软件给予钢结构的诸多技术标准加以严格性的精密检测，需要真正掌握钢结构的质量检测，才可以科学的完成施工工作。具体的技术参数标准涉及水平荷载指数、结构的阻尼比例等。比如水平荷载量，建筑在理想环境中，竖向荷载形式的水平形式荷载指数为零。

2.2设计建筑物的抗震性能

在影响巨大的汶川地震背景下，我国给予地震的重视程度逐步加强，特别是建筑层面。并且我国存在于环太平洋地震带太平洋板块与亚洲板块的交接位置，地震事件的出现不可避免，因此在地震出现时降低人员和财产的损失，应该确保高层建筑存在较强的防震性，所以在实际的钢结构设计上要关注抗震效果的设计。

3、土建工程中高层钢结构施工技术的具体运用

3.1地脚螺栓预埋技术

在高层钢结构中，地脚螺栓预埋技术是最常用的，但在该技术运用过程中，一定要注意螺栓的位置，如果还未确定螺栓的位置，那么就会增加钢柱安装的难度。因此，施工人员一定要根据施工现场的具体情况，按照相关标准确定螺栓预埋水平和垂直标高，然后根据确定好的位置，把误差控制在有效范围内。在螺栓预埋完成后，还要测量预埋的具体位置，并在混凝土凝固后，再次展开测量工作，从而保证测量数据符合实际要求。

3.2螺栓连接技术

在连接螺栓的时候，施工人员要全面掌握螺栓安装、紧固工艺，让螺栓连接中的每个环节的质量都能得到相对的保障。在螺栓结构架设完成后，要结合构件展开矫正工作，避免螺栓出现任何的变形和错位现象。除此之外，在安装的时候，还要保证螺栓都是从同一个方向进行穿入，只有做好每一个细节，才能给施工创造更好的条件，如果螺栓无法穿过螺孔，不能强行进行穿入，而是运用铰刀进行螺孔修正，然后再次进行穿入。

3.3焊接的技术

除此之外，必要的时候还可以选择电渣焊，这是一种自动焊接方式，在焊接的时候只要选择正确的电流、电压，然后根据公式计算出电压、电流、熔缝的宽度，在焊接起弧阶段，电压需要高一点，在焊透之后，电压就要低一点，注意随时调整电压，在焊接结束之后，还要检查焊件的炽热状态，调整工艺参数。

3.4钢柱的吊装

钢柱吊装在具体施工过程中，其主要会涉及到节柱的吊装、上节柱的安装等。首先，在安装施工过程中，为了保证施工质量和施工的安全性、稳定性，在首节柱吊装之前，要对所有的螺栓孔进行检查，同时还要在其中拧进一个螺母、1块下垫板。与此同时，在具体施工过程中，还要将螺母的下垫板顶标高进行有效调节，一直调节到柱底板的设计标高要求范围之内。在钢柱吊装完成相对应的就位操作之后，要结合实际情况，将钢柱的中心线以及基础中心线进行对准操作，这样做的根本目的是为了促使后期的一系列施工操作环节可以顺利开展。同时，还要对地脚螺栓的螺母进行拧紧处理，紧接着要下钩解绳，同时还要对螺母进行适当的调整，对钢柱自身的垂直度也要进行有效的调整。在对钢柱的垂直度进行调整时，要将其直接校正到零后拧紧螺母，在这一基础上，要结合实际情况，直接对螺母垫板进行合理的焊接处理通常情况下，在首节柱吊装完成之后，要结合实际情况的要求，对剩余的其他部位的钢柱进行安装处理。在安装之前，为了保证安装的效果，一般都要对柱顶的标高、轴线等进行科学合理的检查和分析。

3.5节点施工技术

高層建筑的钢结构设计中要关注节点施工技术，结合传力的基本特征分类成铰接、半刚接和刚接类型，不同类型的连接手段给予结构存在不同的影响力，节点设计重点涉及几个层面，首先是焊接，焊接涉及焊缝的形式和尺寸存在严格化的设置，在焊接期间应该严格遵守，且焊条和金属连接的材料进行匹配。栓接技术，建筑钢结构的连接传力螺栓往往是高强度的螺栓，作用在10.9强度等级的钢结构中，螺栓的类型可以设置成连接型以及扭剪型;梁腹板，验算栓孔位置具备的腹板抗剪净截面，且在连接高强度承压型螺栓期间要盐酸局部孔壁存在的承压能力;最后是连接板，把梁腹板进行四毫米厚度的增加，稳定的对抗剪净截面进行计算，节点技术操作还要思考螺栓的安装以及现场施工焊接流程等等。

结束语

城市化进程的不断发展，需进一步提高建筑工程施工水平，而提高钢结构技术在建筑工程施工过程中应用可有效降低建筑施工成本，增强建筑设计安全性，提升建筑质量。但需对钢结构技术应用中存在的问题进行分析规避，通过加以有效地措施避免，降低意外事故发生率，保证建筑设计原材料质量，为钢结构技术在建筑工程施工中的应用提供更为广泛的发展渠道。

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（作者单位：西安建筑科技大学）