高层建筑钢结构在土建工程中的应用研究

2020-02-20史永力

建材与装饰 2020年12期

史永力

（陕西建工第五建设集团有限公司陕西西安 710032）

近年来，随着我国建筑行业的快速发展，各种新技术、新材料被应用到建筑施工领域，对提高工程施工效率和施工质量起到了较好的积极作用。而高层建筑钢结构就是当前土建工程中较为常用的一种技术，能够充分满足我国人民对工程质量和安全等各方面的要求，且可以进一步降低工程资金的浪费，使土建工程的整体效益得以提升。但是在应用高层建筑钢结构技术的时候，也要充分认识到这一技术的缺点，以便能够对其进行灵活运用，促进工程施工技术水平的提升，为高层建筑施工技术的发展提供有利支持。

1 高层建筑钢结构的优势和劣势分析

1.1 高层建筑钢结构的优势

（1）钢结构的强度较高。与混凝土图结构相比，钢结构具有更高的密度，且抗震性能、吸收能力和延伸性等等都更胜一筹，能够充分满足工程施工的需求。同时，由于钢材的强度较高，能够实现最小截面的构件，使构件的承载能力更加稳定，再加上钢材本身就是一个内部组织比较均匀的材料，能够保证工程施工的实际效果达到预期的目标[1]。

（2）钢结构的施工周期短。与其他工程相比，钢结构不仅能够满足工程施工的需求，还能够降低施工成本，使工程的施工周期得以缩短。具体来讲，由于钢结构是一种成品材料，可以减少施工人员的工作量，且可以保证材料的质量，使施工人员能够直接进行钢结构的安装、加固等工序，从而实现缩短施工周期的效果。

（3）钢结构的质地较低。在科学技术的快速发展背景下，钢结构的质地越来越轻，能够在与混凝土结构重量相同的情况下，体现出更高的承重能力。由于钢结构的质地较轻，可以有效降低材料运输产生的成本。

（4）较高的韧性和塑性。与其他材料相比，钢结构体现出更高的韧性和塑性，使得钢结构能够更好地适应各种环境，降低荷载对钢结构的影响，避免出现钢结构工程的变形、断裂等问题。同时，钢结构具有可回收利用的特点，不仅能够降低材料的浪费，还可以降低工程施工中的环境污染，充分满足我国社会可持续发展的要求。

1.2 高层建筑钢结构的劣势

（1）施工技术的要求较高。在进行高层建筑钢结构的施工时，既要充分考虑到钢结构的功能，也要重视在荷载作用下钢结构的变形，对钢结构的焊接及螺栓安装可能出现的缝隙进行计算。与混凝土结构相比，钢结构对工程施工技术的要求更高，否则将直接影响到钢结构施工的效率及质量。

（2）施工材料的成本较高。随着高层建筑钢结构在土建工程中的广泛应用，钢结构的材料价格不断提高。虽然钢结构的产量越来越大，但是大量的原材料是进口的，这就使得钢结构的市场价格存在较大的变化，很容易出现钢结构的价格过高等情况。

（3）钢材的耐温性能不足。通过对钢材进行检测可知，钢材本身就具有较好的导热性能，使得钢材很容易受到高温的影响，既无法保证钢材的使用寿命，也容易出现因钢材质量缺陷产生的建筑坍塌等安全事故。由于钢结构的耐火性能无法达到要求，需要将防火材料涂抹到钢材的表面，以此确保钢结构的整体性能[2]。

2 高层建筑钢结构在土建工程中的具体应用分析

2.1 吊装施工技术

在进行高层建筑钢结构施工的时候，需要借助各种设备设施对钢梁、钢柱等等进行吊装，确保整个吊装施工过程的安全性及有效性。在进行吊装施工的时候，施工人员必须要充分考虑到竖向荷载对钢柱产生的负面影响，避免因竖向荷载过大造成钢柱变形等不良状况，从而保证吊装施工的整体质量[3]。同时，施工人员需要充分掌握钢柱的设计长度，对钢柱的实际长度进行检查，使其能够达到工程施工的要求。在钢柱的实际长度与设计长度相符的情况下，不能对其进行随意更换，以此保证工程施工的科学性和严谨性。其次，在进行施工操作前，需要做好施工人员的安全防护，通过绳索和栏杆对其进行保护，并利用钢梁的跨度对打孔位置进行确定，之后做好吊耳的焊接工作，使其能够成为满足工程施工需求的吊装点。

2.2 地脚螺栓预埋技术

地脚螺栓预埋技术是高层建筑钢结构施工中一种常用的基础性技术，需要先确定好螺栓的安装位置，之后对其进行安装和控制，为钢柱安装的顺利进行奠定良好基础。具体来讲，施工人员需要做好施工现场的勘察工作，在充分了解工程现场情况的基础上，根据相关规定标准对螺栓的垂直标高和预埋水平进行确定，并做好螺栓安装中的控制和管理，将螺栓预埋施工的误差控制在最小范围。同时，施工人员需要在完成螺栓预埋之后，对螺栓预埋的位置进行准确的测量，之后按照要求进行混凝土施工。在混凝土凝固之后，还要对其进行二次测量，使测量所得的数据信息能够达到实际需求[4]。

2.3 螺栓连接技术

在进行土建工程的施工过程中，钢结构的螺栓连接是否紧密直接影响着工程的稳固性，是保证工程使用寿命及使用安全的重要因素。因此，需要确保施工人员能够熟悉运用螺栓连接技术，其中包括了螺栓的安装、螺栓的紧固等等，只有保证螺栓连接的质量达到要求，才能够开展下一道工序的施工。在完成螺栓结构的架设之后，需要根据工程构件的情况进行合理的矫正，防止出现螺栓错位、螺栓变形等不良状况。同时，在进行螺栓的施工过程中，需要从同一个方向进行螺栓的穿入，对每一个细节进行有效管控，以此确保螺栓安装的整体质量，为工程施工的开展提供有利环境。若是在螺栓的安装中出现无法穿入螺孔的情况，需要利用铰刀对其进行调整，使螺栓能够顺如穿过螺孔。

2.4 焊接技术

在进行高层建筑钢结构施工的时候，需要控制好焊接的质量，对焊接产生的焊缝等问题进行仔细检查，便于及时发现问题并解决问题，使焊接的质量得以有效提升。首先，需要对焊接的材料、电瓶、参数等等进行合理选择，并确定好焊接的位置，借助各种施工工艺完成焊接施工。为实现对熔池、焊缝等问题的有效检查，帮助施工人员对焊缝的成因进行有效判定，可以选择左向焊法来进行操作。右向焊法比较适用于需要横焊的时候，需要根据不同情况对不同的焊接方法进行合理运用。若是在施工需要的情况下，可以利用电渣焊的方法来进行焊接，对焊接的电压、电流和熔缝等等进行控制，使焊接施工的各项参数达到要求，从而保证焊接施工的整体质量[5]。