高层办公建筑钢结构施工关键环节与技术要点

柴吉元，凌礼贤，林志辉

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000）

0 引言

钢筋混凝土作为高层建筑结构的主要材料，随着不断扩大的建筑面积， 钢筋混凝土结构的稳定性也逐渐受到人们的怀疑。 高强度的钢材在建设当中的使用数量越来越多， 钢结构施工在高层建筑中得到了具体的体现。 国家工业化发展水平和科技发展水平体现在高层建筑的建设水平上，和其他建筑结构相比， 钢结构具有格外突出的优越性能， 并且已经在大多数的高层建筑使用上得到了肯定，已经成为了主流应用。

1 高层办公建筑钢结构具体情况分析

1.1 高层办公建筑钢结构主要类型

目前在高层建筑工程施工过程中， 主要应用的钢结构类型有低合金高强度钢结构以及碳素钢结构， 这两种钢结构以合金元素量的差异作为主要分类标准。 其一，前者的合金元素主要为碳素，但是却没有后者的碳素绒量高；其二，前者有较高的刚度和强度，适用于承载力较大的工程，而后者则由低碳钢作为主要成分， 承载力比前者要小，但是更加适合在复合小的建筑工程中应用[1]。

1.2 高层办公建筑钢结构主要特点

目前，钢结构已经成为我国大部分高层建筑的主体结构， 特别是在大型场馆建设中运用的较多。钢结构的施工工序包括脚螺栓预埋以及钢梁焊接等多个环节，脚螺栓预埋这一环节需要利用厚薄适中的钢板来进行脚螺栓的固定，而钢柱的长度也有一定的要求，钢梁的安装需要在钢梁和钢柱之间进行加强和巩固，并对轴线和垂直度进行掌控[2]。焊接钢结构需要遵循一定的方式和顺序，一般情况下都是从中心延伸到四周。

钢结构的突出优势表现在： ①抗震能力较强，同时不需要投入较多的成本；②钢结构本身的承压能力非常强，和其他结构的承压性质相比，在同样的强度中，钢结构由于截面比较小，可以使高层建筑拥有更多的利用空间； ③钢结构本身自重性不大，即便发生地震，也能够具备比较突出的抗震性能；④钢结构符合绿色环保的理念，可以进行反复使用，因此在施工过程中所生产的建筑垃圾较少。在进行钢结构施工过程中， 对于脚手架的需求较少， 而钢结构都是在工厂制作完成后再正式进入施工场地的，因此，就避免了在施工场地重复进行支设，有效减少了施工时间[3]。

2 高层建筑钢结构施工的主要优势分析

高层办公建筑的整体高度和楼层都给施工带来了较大的难度，而如何维护建筑主体的稳定性，成为了高层建筑施工的重点问题。 为了能够有效地维护建筑的稳定性，需要提前进行建筑测量，才能打好地基基础，并确定好其埋深度。 一般地基的埋深度需要根据建筑高度来确定， 需要控制在建筑高度的8%左右[4]。 高层办公建筑由于自身的高度，导致施工的周期较长，就算是比较简单的高层建筑物， 其施工周期也需要耗费约两年的时间才可以基本完成施工工序。 为了能够在不影响高层办公建筑稳定性的情况下， 尽可能地缩短施工周期，还需要提前做好施工规划工作，制定合理的管理措施，才可以提高施工效率[5]。

由于钢结构自重较轻，在应对地震等自然灾害时能够降低损失，达到更好的抗震的效果，也是维护人们生命财产安全的重要保障。 其次，由于钢结构有较好的抗压能力，并且自身有较大的空间，可以使高层建筑应用钢结构留下更多的使用空间，大大提高空间使用效率。

钢结构是在工厂完成了基本的加工工作后可以直接投入到施工中， 避免了二次加工的工序，因此施工效率比其他结构更加的高效[6]。 另外，钢结构还可以循环利用，在资源的利用效率上以及环境保护方面有着突出的贡献。 因此，钢结构以其独特的优势在高层建筑中有了非常好的应用效果，可以预见钢结构在未来将成为高层建筑的主要选择。

3 高层房屋建筑钢结构施工关键环节分析

3.1 钢构件运输

在钢构件运输的过程中，需要钢构件厂根据施工场地的通知进行实时运输， 因此钢结构是不能一次性运输完毕的，需采用分批运输，这样才能满足钢结构安装的基本要求。 为了能够提高运输过程的安全性， 减少钢结构在运输过程中受到的损伤，就需要加强运输的防护工作。 比如在钢结构中间使用特殊材料进行间隔，以达到防震的目的，并减少由于路途的颠簸而对钢结构的外观和性质产生影响。 在运输车装载钢结构时，要时刻注意加固工作，需要利用楔形的枋木进行多层间隔防护，然后多层捆绑，还要注意车厢的覆盖。

3.2 主构件制作

主构件制作也是钢结构施工的关键环节，钢材进入到施工场地后， 需要对钢材的标志进行二次核验，确保钢材和所需要的材料规格统一，不会出现错位的现象。 同时也需要对钢材进行外观上的检查，检查表面是否出现了裂痕，缝隙内部是否存在多余的物质[7]。 然后根据施工场地的需求情况合理安排建材进场， 在进行拼接工作的过程中一定要注意保持材质一致。 在主构件制作过程当中，可以采取先进的跟踪技术来控制误差， 确保误差值不超过1 mm，并且材料之间的缝隙要光滑，不能出现变形现象， 对于材料表面氧化层区域要进行打磨处理，之后再进行组装。

3.3 钢构件安装准备

钢构件的安装需要严格按照施工工序，因此在正式开展施工之前，就要做好交接交底工作。 首先对安装的位置定点进行尺寸的测量， 其次对安装的中线轴和标高进行数据测量， 同时按照有关的安装标准和详细规定进行重复测量， 以此来确保测量数据的精准程度。 需要测量的基本范围包括钢柱的间距、实际测量的标高等，在正式安装钢构件之前还需要做好清除准备工作， 混凝土上的灰尘和残渣需要及时清理，并且将定位线设定好，才能确保钢构件在安装之后， 能够吻合中轴线的位置，保证结构的稳定。

3.4 高强度螺栓安装

高强度螺栓安装的质量与安装之前准备工作息息相关，准备工作包括核查螺栓质量、检查螺栓的数量情况以及使用螺栓的主要规格检查。 如果发现不符合安装标准的螺栓， 就需要及时进行更换，并且要注意螺栓安装的定位孔一定要符合基本的安装设计需求，螺栓穿孔的方向需要保持一致。

4 高层房屋建筑钢结构施工技术要点分析

4.1 预制模板施工技术要点分析

高层办公建筑钢结构施工本身比较复杂，所需要应用的施工技术种类也较多， 所以会存在重复使用的施工技术。 但是需要根据实际的工程建设情况，才能提高施工技术的标准程度，也要综合考虑工程建设预期的施工进程。 而预制模板技术作为钢结构施工中应用的一项技术，其可以控制整个工程的施工进程，科学合理的安排施工，确保每一步都符合施工标准，使得施工环节之间也能得到良好的衔接。 在预制模板技术的应用下，不仅可以提高高层办公建筑的质量，也能降低工程总造价，最终提高建筑施工所获得的收益[8]。

4.2 逆作法施工技术要点分析

逆作法施工技术是高层建筑物中最先进的一项施工技术，这项技术包含诸多施工工序，但是由于自身的优势， 还是在建筑施工中得到了重点关注。 逆作法施工技术可以在高层办公建筑施工中，为地下室结构提供内部支撑，减少对高层办公建筑的地基的影响，减少变形。 在高层办公建筑钢结构施工中，需要合理的布置管线，不断地扩大高层办公建筑内部的面积，为办公提供更多的使用空间，进一步提高办公体验。 逆作法施工技术可以同时应用于地上和地下，这样可以缩短施工周期，提升效率，为钢结构施工带来有利的影响。

4.3 混凝土施工技术要点分析

高层建筑钢结构施工的重要技术之一就是混凝土施工技术，混凝土自身强度较高，是每个建筑物的主要组成部分，对建筑质量有着直接的影响。要想提高施工效率和质量，就需要对混凝土施工技术进行重点关注。 而泵送混凝土需要根据工程需求来进行，利用这项技术可以提高钢结构在高层办公建筑中的稳定性，也能为整个施工带来科学的保障， 同时也是高层办公建筑施工效率和质量的保障。

4.4 钢结构其他施工技术要点分析

在高层办公建筑施工过程中，需要不断地应用新型的施工技术，使得钢结构的应用更加的合理，也能满足社会复杂多样化的要求，符合经济发展的基本形式。 而施工技术在创新的道路上不断地前进，可以为高层办公建筑施工质量提供更加坚实的安全防护以及保障。

通常情况下，钢结构的施工周期较短，在施工过程中呈现出较高的工业化程度，特别是在重型钢结构和大跨度钢结构的组合建设中有着优良的应用体现。 钢材本身具有热的传导性质，能够进行热传递，这也导致钢结构在高层办公建筑中能够实现热传导的功能。 因此高层办公建筑在消防安全问题上会受到巨大的挑战。 钢结构虽然整体坚固并且稳定，但是由于其热传导的特性，如果在高层建筑内部发生了火灾，那么将会快速的破坏整体建筑。 因此，为了能够提前防御火灾危害，提高消防安全，在钢结构施工过程中， 就应该积极地做好防火措施，设置相关的防火设施，提高应对能力。

5 结语

高层办公建筑建设已经成为城市未来发展方向的重点，未来高层建筑的数量也将标志着城市化程度。 而高层办公建筑的质量安全，应该是所有工程承包单位需要重视的主要内容，需要对施工人员以及办公人员的安全提供基础保障。 因此，需要在施工过程中严格的按照标准进行，通过合理的施工技术来稳定钢结构应用，优化施工技术，推动钢结构在新时期的广泛应用，以此带来更加稳定的安全使用体验，促进高层办公建筑的快速发展。