淺析高層住宅鋼結構的施工方法

摘 要：在建筑施工中進行結構設計時，柱子在其中所占的比例較大，對于建筑的面積以及結構設計非常不利，所以在高層建筑中，開始越來越多的使用鋼筋混凝土結構設計，高強度的鋼材在其中所占據的比例越來越大。在高層建筑施工中，鋼結構的使用還是會受到一定的質疑，所以對于這方面還需要進一步的研究，文章對此做出了論述。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工方法

隨著建筑業的不斷發展，對于建筑結構進行了改造，為了提高建筑的結構穩定性和強度，鋼結構被應用在建筑施工中。其主要形式就是利用型鋼和鋼板通過焊接或者是螺栓連接等方式固定在一起，這種結構形式與常規的鋼筋混凝土相比具有施工周期短，具有極高的抗震性能，并且回收率較高。在高層建筑中，結構的穩定性十分重要，直接關系到建筑的抗震性，從而影響到人們生命財產的安全。所以說在建筑結構設計中使用鋼結構，對于提高建筑的穩定性和強度有重要的作用，下面對此作出介紹。

1 材料的選用

鋼結構有很多優點，但其缺點是導熱系數大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產，為鋼結構的進一步發展創造了條件，目前投生產的B400RNQ和B490RNQ種型號的耐火鋼，在達到600℃時其屈服強度依舊有150～220MPa一般高層和超高層建筑當采用框-剪、框-筒結構體系時的經濟性統計為：鋼結構造價等于鋼材費用（約占40%）制作安裝費用（約占30%）防火涂料費用（約占30%）放火涂料所占總造價的比重較大，如果使用高強度耐火鋼雖價格有上升，但防火涂料價格有大幅度下降，可部分抵消由此帶來的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。

2 制作與安裝

2.1 在制作與安裝的過程中，會應用到大量的測量儀器以及量具，對于施工材料進行測量，保證施工的準確性與規范性。測量儀器以及量具的準備是前期工作，需要將這些工具準備齊全，保證工程能夠順利進行。其中對于測量儀器等的選擇要符合國家的相關規定，確保測量數據的準確性，并且還要對儀器進行定期的檢驗，確保各項指標符合國家的標準。

2.2 定位軸線、標高和地腳螺栓

在進行鋼柱定位時，要根據施工現場的具體情況具體分析，軸線應設置在建筑物的外部。在建筑物的高度超過100米的情況下，應該設置控制樁，對于后期使用經緯儀或者是激光儀提供基礎，控制樁的設置要滿足一定的規定，保證在視野上符合儀器功能的發揮。鋼柱設置的長度要能夠滿足起重和運輸的需求，在正常情況下，每兩到三層設置一節。在安裝的過程中，定位線要從地面引起，嚴禁使用下層柱的軸線，以保證安裝位置的準確性。在進行柱腳的施工中，一般都是采用埋入式進入混凝土的基礎部位，并且要安裝必要的控制螺栓。

2.3 鋼柱的制作與安裝

鋼柱在整個建筑中承載著全部的重量荷載，支撐起建筑結構，所以鋼柱所發揮的作用非常重要，對其制造標準要嚴格把握，一定要符合規范標準的準確參數設置。因為鋼柱所承擔的責任重大，所以必須嚴格規范，對于每一根鋼柱都要編號，在安裝時，按照編號逐一進行，在這個過程中，就算是兩個柱的尺寸完全一樣，也不能夠換著用，還要嚴格按照編號安裝。在高度超過100米的建筑中，就算是超高層建筑，對于這種建筑的鋼結構一般會將其分為八至十二節。在鋼柱制作的過程中，要充分的考慮到使用中的荷載受力情況，由于在使用的過程中，要承擔全部構件的荷載，所以會對鋼柱產生巨大的壓力，可能會引起局部變形，由此就需要考慮到壓縮變形的參數，在下料時的長度和設計時的長度會存在一定的不同，會有預留的比例。矩形或力形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊，不允許采用其他如在箱板上開孔焊等形式。鋼柱標高的控制一般有兩種方式：①按相對標高制作安裝。對于鋼柱的長度允許存在一定的誤差，但是一般要控制在三毫米以內，這個數值不包括在焊接時和受到荷載時的變形，但是這種方法一般適用于十二層以下標準要求不高的建筑物；②按設計標高制作安裝。在安裝中鋼柱所累加的標高在總的尺寸上應該符合規定的要求，鋼柱在節點上的變形以及豎向荷載引起的變形所產生的長度差，都應該在制作的過程中有所體現，在總的高度上要完全符合設計的要求。

2.4 框架梁的制作與安裝

高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用鋼性連接，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加筋肋，框架梁應按設計編號正確就位，為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的準確性，在工廠制造時，在框架梁所在位置設置懸臂梁，懸臂梁上下翼緣的連接采用襯板個熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求，當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時，腹板的連接可開橢圓孔，并應保證孔邊距的要求。框架梁的翻樣下料長度同樣小于等于設計長度，需考慮焊接收縮變形焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的準確長度。框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接，目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接施工時先焊下翼緣在焊上翼緣，先一端點焊定位，再焊另一端，腹板則采用高強度螺栓連接，要充分理解設計時采用摩擦型還是承托型高強螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系數應選用合理。

3 樓蓋的設計

高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側力構件，同時使鋼柱與各豎向構件起到變形協調作用，一般鋼結構建筑物的樓板和屋蓋，都采用軋制的托型鋼板加現澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋，厚度一般不小于150mm，目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用，主要是對于板底旱波形的計算原理不甚了解或認為記算繁瑣，就按平板計算，這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組合梁，只要計算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右，而且不需對鋼梁進行穩定驗算。

4 結束語

隨著建筑業的不斷發展，為了更好的適應時代的變化，建筑結構設計不斷的改造，發展到現在，鋼結構在高層建筑中的應用具有非常高的價值，不僅施工周期短，而且可以有效的提高建筑結構的穩定性，對于建筑的整體質量有很大的提升。隨著建筑工程的不斷發展，在建筑結構設計實踐中將會得到不斷的完善，為我國的建筑事業做出更大的貢獻。

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