超高层建筑钢结构加工与安装技术的探讨

高国荣

摘要：伴随着城市的发展进程，超高层建筑物随之增多，人们对建筑质量加以关注。建设工程的质量关乎人们生产生活的各个方面，作为建设工程重要原材料的钢结构，钢结构的加工制造和安装质量对建筑工程质量会产生关键性的影响，在钢结构加工与安装达到施工标准的基础上，建筑工程施工质量和效率才能够得到有力保障。本文介绍了钢结构的特点，对超高层建筑钢结构加工与安装技术进行探讨。

关键词：超高层建筑;钢结构加工;安装技术

引言

钢结构形式在超高层建筑中使用广泛，是超高层建筑的主流形式。特别是高度超过200m的建筑，一般都需要使用钢结构，利用其自身强度高、质量轻、抗震性能好等优点，提高建筑使用安全性。因此，对超高层建筑钢结构施工技术进行研究具有现实意义，有利于推广钢结构的应用。

1高层以及超高层建筑结构体系的定义

高层建筑，顾名思义，就是指的建筑高度比较高，并且楼层数目比较多的建筑，然而，具体要求多少高度或是多少阶层才能被称作是高层建筑，各个国家有各个国家各自的衡量标准，但通常情况下，对于高度超过90m以上，楼层超过三十层的建筑，就已经可以被称作是超高层建筑。对于超高层建筑的建造，普通的石料以及石砖都很难达到建造的要求，因此，钢结构便出现在了人们的视野当中。

2钢结构的特点

钢结构主要由钢制的材料构成，其结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。它具备以下主要特点：（1）本身的构件较小，便于运输、安装、装拆、扩建。（2）工业化程度高，加工精度高，制造周期短，生产效率高，建造速度快;适用于跨度大、高度高，承载重的结构。（3）耐火性差：由于钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数要大，因此，钢结构的耐火性能比较差，据相关实验表明，在600℃的温度环境下，钢结构就会丧失其全部的强度和刚度，因此，在应用过程中要注意这个问题。（4）钢材强度高、塑性和韧性好，抗冲击和抗振动能力强，能有效地降低地震响应及灾害的影响程度，利于抗震。（5）耐腐蚀性差：腐蚀性是受化学反应的影响，在空气中钢材表面的铁原子被氧化生成氧化铁锈，进而影响其内部的应力，从而影响钢结构的使用安全，所以，在钢结构工程中要重视钢材的防腐措施。

3钢结构施工前的准备工作

3.1技术与计划准备

编制施工组织设置，确定建筑整体结构的建造思路，确定建筑物各项施工材料的選取，精密计算每一个所需数值，避免误差。由于高层及超高层建筑对建造技术有很高的要求，首要要保证有一个完整的建筑思路和技术团队，进行工艺测评和工艺试验，确定及完善施工及建后验收标准，保证每一步后续施工的顺利进行。

3.2建筑材料的选择

作为建筑材料而言，钢结构具有很多的优点，不仅具有优秀的抗风以及抗震能力，还非常的耐用，使用寿命极长，而且价格较为低廉，是一种极其优秀的建筑材料。但与此同时，钢结构也有着许许多多的缺点，比如耐火性就非常的差，在遇火的情况下会发生形变，因此，在建筑材料的选择上，建筑厂商应当做出适当的选择，根据建筑实际作用来选择是使用普通的钢材还是选用耐火性更强的耐火钢或是其他，从而保证建筑在不同的环境下都能够做到应当做到的。

3.3施工现场准备

首先对于吊装准备，目前国内多选用自升式塔式起重机作为吊装施工机械主机，首要考虑的是吊装设备是否符合工程建设需要。另外施工安装前现场准备及各项安全检查也显得尤为重要，比如钢构件的验收、测量仪器的准备、材料运输及存放、设备工具、组织施工力量等等。

4超高层建筑钢结构加工技术

设备的钢结构的加工以及制作和精密钢结构有着许多不同的地方，基本是处于普通结构与精密度机械加工之间的程度，通过电焊或是栓接的方法将之连接。在超高层建筑施工过程中，对于钢结构的加工的技术要求比较高，对于结构内部的结构零件要求也比较高，对零件的材质以及零件表面的粗糙情况，还有关系到材料气密性的部位，都要进行全面的检查。由于超高层建筑的施工难度特别高，因此对于各个方面都有很严格的要求，在建筑材料以及零件加工方面都需要充分的注意。

5钢结构的安装施工

5.1预埋件安装施工

在钢结构预埋件的安装施工过程中，该工程预埋件的最大截面尺寸为1100mm×1100mm×50mm，质量约为11t，是预埋锚栓、钢板、矩形短柱组成的结构。在预埋件安装施工中，需要控制好其标高，利用塔楼完成现场装卸及定位调整工作。为了确保预埋件安装施工技术质量，应确保地脚锚栓埋设精度，在吊装前检查预埋锚栓轴线和标高，并控制好锚栓伸出长度。对于出现弯曲变形的锚栓，应及时矫正，修复受损螺牙。在标高调整过程中，可采用垫块组分2次完成标高调整工作。如果锚栓水平偏差较大，一般是受混凝土浇筑和振捣施工的影响，可采用分层浇筑措施，防止因混凝土流动性导致锚栓出现偏移。

5.2安装钢柱

钢柱安装的重点是控制每一节柱子的标高、垂直度等。在吊起第一节钢柱后，在地脚螺栓和柱脚之间的距离为32-38cm时将柱角扶正，使螺栓可以和柱角的安装孔对准。落位后，检测垂直度偏差，当误差在20mm以内时，将螺栓拧紧。螺母的精确度可以利用板下的地脚螺栓进行调整。使用经纬仪检测钢柱的垂直情况，如果有误差立即使用千斤顶调整。校正标高时，先使用千斤顶把底座向上抬起一点距离，根据实际情况调整垫板的厚度，然后将地脚螺栓拧紧。核对正确后再用细石混凝土浇筑的柱脚底板下进行固定。然后使用定位钢板根据地脚螺栓所在的方位来确定钢柱的定位轴线。安装第二节柱子所使用的方法和第一节的方法是一样的。使用调节丝杠从连接耳板对上下柱进行连接。同时，还要使用调节丝杠调整钢柱的垂直度和钢柱的高度以及两节钢柱之间的焊缝大小，保证楼层标高的准确性。钢柱出厂前厂家会在钢柱的上端和下端将轴线标记出来，对接钢柱时，使用经纬仪调节钢柱的基准点和轴线的标记点至同轴，然后将上节钢柱固定。注意凡是安装好的钢柱，都需要对轴线标记再次进行设定，将其看做钢柱的基准点。钢柱矫正并焊接后，去除耳板。

5.3钢结构的安装方法

超高层建筑结构中钢结构的安装方法总结起来有以下几种方法：桁架式屋架，屋架结构直接搁在混凝土墙上;网架结构，比屋架结构更方便布置柱子;管桁架体系，是网架结构的简化版，美观好;张弦结构体系，适合体育场;空间网壳体系，更适合大跨度公共建筑，造价高;门式钢结构，一般厂房比较常用，拼装灵活，施工方便，实用。

在整个建筑结构中，钢结构的安装尤其是特殊型钢结构的安装十分重要，结构不同，安装方法和工艺也会不同，应因地制宜，因时制宜。

结语

对超高层建筑来说，钢结构施工是一种非常有效的施工方法，也是一种综合性很高的方法，因此，在进行钢结构施工之前，应当做好施工过程的规划。钢结构作为自重强、强度高的建筑，对于承受动力荷载的能力非常优秀，可以有效的减短建筑的施工工期，具有其他的方法无法比拟的优点，我国对于钢结构的使用已经变得越来越优异，但还是有着很大的进步空间的，因此，我们还应当积极的去学习其他钢结构使用强国的钢结构使用方法，并加以改进，从而突破创新，使我国的超高层建筑的建筑性能得到更大程度的提升。

参考文献：

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