高层建筑钢结构施工探讨

王冬冬

（河北 石家庄 051400）

一、钢结构在房屋建筑中的优劣势分析

高层建筑多采用钢结构体系，钢结构的施工包括设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等，是一项综合性很强的工作，也是一个企业施工技术水平和管理水平的综合体现。概括起来有如下的特点：

（一）优势

1.空间大：目前，钢材的抗侧弯及抗压强度都能达到混凝土的1.5倍左右，也就是说在相同情形下，利用钢结构能有效减小构件截面，增大实际使用的有效空间。

2.施工周期短：在高层建筑中应用钢结构，其构件可以由厂家制作，钢结构在现场加以安装。在现场安装过程中，无需设置过多的脚手架，采用压型钢板作为混凝土楼板的永久性模板。此外，在高层建筑施工中混凝土施工可与钢结构安装交叉进行，最大限度缩短施工工期。

3.循环再利用：钢结构建筑物的施工建材可以实现钢材的再生利用，有效减少建筑垃圾，较其他结构形式有着明显优势。

4.自重轻，便于运输和安装，可实现大跨度。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1尼；抗展性好，钢材的塑性和韧性好，即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏，且对动力荷载具有较强适应性。

（二）劣势

1.耐腐蚀性不强：钢结构所有的钢材表面有大量的铁元素，其铁原子容易与空气发生氧化作用而产生氧化铁锈，这种锈蚀作用能引起应力的集中，从而对钢结构的使用造成威胁，导致钢结构提前破坏。

2.耐火性差：一旦发生火灾，钢结构建筑钢材导热系数大，耐火性能较差，使得钢材屈服强度及弹性模量等会随着温度的上升而急速降低。当温度分别为350℃与500℃时，钢材强度分别下降30%与50%；若温度达到了600℃，那么钢材结构的刚度与强度几乎全部丧失。

二、高层建筑钢结构施工技术

（一）施工前准备

开始施工之前，相关技术人员必须对工程图纸及相关工艺标准进行详细了解，熟悉技术条件与规范标准，充分领会设计图纸意图，加强重点与难点的理解；及时组织相关专业技术人员做好图纸会审工作，检查图纸中可能出现的漏、缺、错误等问题，力求将问题扼杀在施工前，从而减少因图纸问题带来的工程质量及进度问题；做好施工图纸交底，方案编制，并交予相关专家进行论证，待审核通过后方可进行施工。

（二）地脚螺栓预埋

通常采用两种螺栓，即普通螺栓和高强螺栓。在地脚螺栓预埋过程中，其预埋位置的准确与否对钢结构整体安装质量影响很大。因此，要严格控制基准点、标高和基础轴线，定位轴线的偏差应该控制在±2mm之内，标高偏差控制在±5mm以内。利用定位钢板进行地脚螺栓的定位固定，可以保证地脚螺栓的定位准确。在地脚螺栓预埋完成后，再一次进行复测，如果发现位置有偏差，就要进行重新布设。

（三）吊装

在高层建筑钢结构的施工过程中，吊装是极其重要的一道工序。吊装的速度和质量关系着整个工程的进展速度和质量。在钢结构吊装过程中，要考虑整个工程的构件现场布置和塔吊的位置以及塔吊数量，计划好吊装的时间和步骤，以保证整个吊装过程的顺利进行。

吊装分为以下两个方面

1.钢柱吊装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件。而吊装是高层钢结构工程施工的关键工序，吊装速度和质量对整个工程质量起着举足轻重的作用。钢柱的吊装一般先安装整体框架结构然后再安装楼板结构，由中间向四周扩展，先安装主梁后安装次梁。为了避免钢柱安装就位时损坏地脚螺栓的丝牙，在安装第一节钢柱的时候，要在预埋的地脚螺栓上加设保护套。

(l)钢柱吊装工作一般需划分吊装作业区域，吊装时，先安装整体框架梁柱结构后安装楼板结构，平面从中央向四周扩展，按先主梁后次梁顺序进行。

(2)吊装第一节钢柱时，应在预埋的地脚螺栓上加设保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓丝牙。钢柱吊装前，应预先在地面上将操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

(3)钢柱的吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置，采用专用吊索吊装；钢柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔，并将临时高强螺栓等临时固定在柱底连接耳板处。

(4)钢柱垂直起吊至安装位置后，拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓，达到0.6kN.m扭矩。对正时，先调标高，当标高误差超过6~时，需进行调整，如误差过大(大于20~)，不宜一次全部调整到位，可先调整一部分，待下一次再调整，否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面标高；然后调整上下柱接头错边(扭转)，当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整；最后由2台激光经纬仪以基准点为依据，从2个不同方向校正柱子垂直度，最终将偏差控制在土2mm内。

(5)柱一柱临时连接采用高强螺栓，在调整标高和垂直度后紧固，安装过程中，一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头支撑，不用缆风绳，不用支撑。

2.钢梁吊装

在钢梁吊装前，应在柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前，应在梁上安装扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全；吊点位置取决于钢梁的跨度，一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。

为提高塔吊的垂直运输效率，对于重量较小的次梁和其他小梁，可利用多头吊索一次吊装数根，也可将梁柱在地面组装成排架进行整体吊装，减少高空作业时间，在保证质量的同时，加快吊装速度。

钢梁起吊就位后，在对其进行安装的过程中，应预留经试验确定的焊缝收缩量(2一3mm)，并用经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度，然后调整至构件的准确位置，确保螺栓孔全部对正，并放人高强螺栓临时固定，待主梁全部吊装完毕后，进行高强螺栓的初拧、复拧和终拧。