浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用

闫家乐

杭州睿都置业有限公司 浙江杭州 311200

1 建筑钢结构工程的优势

1.1 材质更加均匀

在实际的应用过程中，钢材的性质波动范围比较小，可以保持比较强的应力，弹性相对稳定。在受到外力的破坏时，可以以其最大的性能保障建筑结构稳定性。另外，钢材在应用过程中可以实现多种结构的建设，满足了建筑工程中不同部位的施工需求[1]。

1.2 强度更高，质量更轻

钢材的强度非常高，与以往的钢筋混凝土结构相比，强度和施工性能方面都要具备很强的优越性。钢结构的竖向构件面积更小，提升了建筑的总体使用面积，而且钢材的质地比较轻，在同等高度的建筑工程施工中，建筑结构自重会减轻50%以上，在遇到地震时出现的结构破坏也相对较小，是保障工程结构稳定性的重要内容。

2 高层建筑钢结构设计

2.1 钢结构选型与布置

目前建筑材料市场上流转的钢结构选型种类非常多，在实际进行钢结构种类选择和布置时，应该提前考察和了解工程建设环境特点和业主需求，而且还需要充分考虑到建筑所要实现的施工功能特点、荷载性能、抗震需求、材料供应、人员组成等多方面影响因素，最终选择出最适合建筑施工需求，且经济环保的钢结构体系和结构形式[2]。

2.2 支撑设计

为了进一步增强现代钢结构的稳定性，此时便需要采取支撑设计。该设计过程可以实现对合理内力分配体系的建立，旨在对现代钢结构的刚度分布情况进行合理划分，使其内部结构对水平荷载的承载能力变得均匀，承受能力更强。钢结构的支撑设计有非常规范的操作原则，首先，需要实现纵向荷载的合理传递；其次，确保钢结构平面的稳定和光滑，能够为钢结构以及整体构件的稳定性提供安装支点；另外，确保钢结构安装快捷方便；最后，完成建筑施工对钢结构强度和刚度的标准需求，保证钢结构的充分稳固性能。

3 土建工程中高层钢结构施工技术的具体运用

3.1 螺栓预埋

预埋柱脚螺栓的位置要具有准确性，否则会造成钢柱安装的困难性，而且会影响到钢柱安装质量。所以在螺栓预埋的位置上应该有严格的控制，施工过程中要严格控制标高基准点和基础轴线，预埋后必须进行两次重复测量，埋设定位之后是第一次检测，第二次使用基础混凝土浇筑并且等到它坚固之后再进行重复测量，如果在重复测量的时候发现位移超过规定的范围，就必须要重新进行埋设。

3.2 钢结构吊装

第一步吊装将核心筒作为主要受力的主桁架，接着吊装位于核心筒与独立钢柱之间的主桁架，这样做最主要的目的在于使三者之间在最短时间内形成稳固的空间框架体系。第二步主要在于稳定局部整体区域，主要吊装次桁架和连接梁。最后一步设备向外伸展开始吊装其他桁架次结构件。通常在进行高层建筑的结构施工过程中，最常采用的吊装方法是“区域吊装”法，具体是采用多个吊装设备相互协调配合的合作模式，进行吊装作业以保证吊装保质保量地完成任务。尽量避免两个施工段对向而行的吊装方向，而优先采取同向流水安装施工方法。

3.3 螺栓连接技术

节点处理技术。按照相关操作标准对高强度螺栓连接结构的架设情况进行合理的调整，然后对结合件采取相应的矫正处理，这样做的目的在于从根源上规避结合件出现变形、错位、错孔等情况出现。接着对板束接合摩擦面进行贴紧处理，最后安装高强度螺栓。连接件摩擦面应无污染、无涂层且微锈，要做高强螺栓抗滑移系数检测并达到合格标准。高强螺栓连接螺栓孔不允许用气割扩孔，而应采用机械扩孔。

螺栓安装技术。高强度螺栓的安装工作进行之前，必须首先确保所有节点问题全部处理完全，其次再具体安装时需要确保穿入的方向统一。此外施工便利性也是必须考虑的问题之一，主要可以适用于箱型截面接合部位进行螺栓插入操作时。为更好地适用这一原则，可以采取多方向作业，有垫圈的，将有倒角的那一侧面插入螺栓，无法插入时，可以借助铰刀的力量对螺孔进行合理处理后再穿入。要注意处理后螺孔周围产生的毛刺应该用砂轮除去。螺栓紧固技术。在对高强度螺栓进行紧固处理时，一般需要采用初拧、复拧和终拧的顺序进行。初拧可以有效降低螺栓紧固时导致的钢板变形问题；复拧与初拧的扭矩值相同，该操作是在初拧的基础上进行的；终拧最终实现螺栓紧固的标准。高强螺栓扭紧应从中间向两边的顺序，以保证摩擦面紧密连接且不产生局部应力。高强螺栓的长度要计算确定，以扭紧后有外露三个螺牙为合格。

3.4 焊接技术

在钢结构焊接过程中，需要注意以下几点：首先，确保各个材料选择的合理性和规范性，对焊条、焊丝等质量进行检测，控制其强度，对工程现场应力情况进行综合分析，对焊接需求、构造以及性能等进行评估。对施工过程中电弧板进行检测和质量检查，明确连接中基本技术要求，保证焊接厚度和弧板充分结合[3]。必要的情况下，需要确保即便拆除弧板也应该超过弧板厚度0.6cm。其次，在焊接两种构件的过程中，应该从中间入手，确保焊接工作完成以后，两边处于对称状态。在钢梁屋顶焊接施工过程中，应该保证底板弧度和腹板之间闭口满足工程建设要求。并且，在此区域施工时，不用在中间位置进行焊接。

4 结语

在高层建筑施工过程中，对钢结构的安装和施工具有严格的施工标准和要求。基于此，相关技术人员应该根据设计要求和安装规范进行科学设计和安装。结合多方面要求标准，选择最合适的施工技术类型，以最大限度地保证建筑工程质量基础。