探究高層建筑中的鋼結構施工技術

摘要：隨著我國建筑行業的迅猛發展，鋼結構在高層建筑中的運用越來越普遍。鋼結構以其優良的特點，在建筑施工過程中得到了廣泛的推廣。因此，探究高層建筑中的鋼結構施工技術具有重要的現實意義。本文首先介紹了鋼結構的種類，其次介紹了鋼結構安裝方法、鋼結構的連接技術、以及鋼結構安裝完成后的校正以及檢驗，最后介紹了鋼結構在安裝過程中需要注意的安全措施。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工技術

1引言

隨著我國建筑行業的快速發展，鋼結構在建筑中的運用越來越普遍，雖然我國鋼結構的運用起步比較晚，但是其發展迅速。近年來具有代表性的高層建筑不斷顯現，比如金茂大廈（上海）、世貿中心（大連）、賽格大廈（深圳）等，均是我國著名的鋼結構高層建筑。隨著高層建筑中鋼結構的運用，其對我國建筑行業的發展起到巨大的推動作用。鋼結構的優勢有：自重較輕、施工周期較短、良好的減震性能、環境污染小等等，這些特點推動了鋼結構的廣泛運用。但是，鋼結構也有缺點，比如較差的耐火性，其最大的缺點是較差的耐腐蝕性。

2 鋼結構種類

高層建筑結構鋼分為三大類，分別是：碳素鋼、低合金鋼以及熱處理低合金鋼。在廣泛的運用中，碳素鋼最受廣泛運用。Q235鋼在我國當今建筑結構鋼中使用最普遍。

為了凸顯高層鋼結構的地位，提出檢驗鋼材的五項技術性能，分別是：冷彎性能、韌性沖擊、屈服點、強度拉伸以及伸長率。在鋼材進入使用階段前，上述五項指標必須符合相關規定。

不同用途的鋼結構，其技術要求也不同。比如應用于抗震功能的鋼結構，其屈強比要高于1.2；設防在8度以上的鋼結構，其屈強比要高于1.5；如果鋼結構上屈服臺階比較明顯，其伸長率要高于20%，而且其延性和可焊性要比較高。對于鋼柱中的磷、硫等的含量需要控制，這是防止厚板層撕裂的有效措施，其含量要控制早0.04%之內。

3鋼結構的安裝

3.1高空拼裝法

高大是高層建筑的顯著特點，因此，鋼結構在高層建筑中的施工過程中，對其進行高空拼裝是不可避免的技術。在高空拼裝施工過程中，首先要在地面搭建拼裝支架，然后運用起重機施工，其操作如下所示：

運用起重機將需要安裝的鋼結構懸吊到預先設計的位置，鋼結構拼裝在搭建的支架上施工。

網架拼裝順序要從樓房的一端開始向另一端推進，推進的形狀是三角形，等到兩個三角形的形狀相交后，再以人字形徐徐安裝，最后在末端閉合。

塊體的鋼結構安裝順序如下所示，網架安裝的三角形部分之前，塊狀結構是以屋脊為開端，然后向兩端進行安裝，等到網架安裝時三角形形狀相交后，塊狀結構的安裝是以交點開始向兩邊徐徐安裝。

3.2整體安裝法

3.2.1 多機抬吊法

多機抬吊施工過程，首先要將準備工作做好，此方法的特點是：不但準備工作簡單，而且安裝過程也迅速。中、小型網架屋蓋（高度約25m，跨度約40m）就是采用多機抬吊方法。

3.2.2 提升機提升法

在地面上講網架結構安裝好，然后運用提升機直接將總結構提升到柱頂橫梁上安裝就位。提升機提升法的優點是：施工過程中，設備簡單（不需大型吊裝設備），提升過程平穩、勞動強度不高、施工效率高、施工過程安全性高，但是，施工前的準備工作比較復雜。如中型的周邊支撐網架（高度為40m，跨度為50-70m之間）就是廣泛的運用這種方法。

4 鋼結構的連接技術

4.1 焊接連接方法

對高層鋼結構進行焊接工作有如下特點：工期緊張、質量要求較高、施工量大、結構復雜等，鋼結構的焊接工作非常重要，其焊接質量受到很多因素的影響，比如：焊接順序、工藝參數的選擇以及施焊水平等。

4.1.1 手工電弧焊

手工電弧焊的特點：操作方便且靈活，便于不同位置的焊接工作，工作效率低，施工質量差。此方法多用于焊縫打底，在現場焊接工程中廣泛的運用這種焊接技術。

在確保焊接質量的條件下，選擇焊條參數時，焊條選擇大直徑焊條，并使用大電流進行焊接。

焊縫的成型外觀和質量直接受焊縫接頭的影響。對于接頭部位必須要準確的掌握，如果推后，會導致焊肉高起重疊等現象的出現；如果推前，會導致脫節凹陷現象。

4.1.2 自動埋弧焊

自動埋弧焊焊劑和焊絲的選擇如表1所示。

4.2 高強度螺栓連接

當今，我國比較流行的鋼結構連接形式就是剛強度螺栓連接，這種連接方法在鋼結構的連接中與焊接的地位相當。運用高強度螺栓連接施工過程中，其以施工簡單、耐疲勞、抗震性能好、剛度強等優點，正是由于上述特點推動了此技術的廣泛運用。

5 高層鋼結構測量與校正

5.1 校正、驗收

在高層鋼結構安裝過程中，如果一個安裝流水段安裝完成后，需要及時校正。流水段是根據柱子的分段來劃分，高層鋼結構建筑按一下標準進行劃分，三層為一節柱。當一流水段安裝完成并校正后，經相關專業部門進行監理復測后，然后才能安裝下一流水段，按此順序繼續安裝，直至安裝完成，當某一施工階段結束后，需要進行階段性驗收，總安裝完成后進行施工總驗收。

5.2 校正方法

在對高層鋼結構建筑進行校正前，首先要確定標準柱，這樣可以降低安裝誤差。標準柱的確定如下所述：正方形框架以四根轉角柱為標準柱；長方形框架時，長、寬之比大于2時，選取6根標準柱；多邊形框架以轉角柱為標準柱。標準柱的基準點確定就是基中心線。在觀測標準柱的垂直度時，首先要在柱頂固定測量目標，以激光經緯儀為測量工具，基準點為固定點。在鋼結構的安裝施工中，鋼結構很容易出現震動，會產生機械誤差，因此，導致運用儀器安裝也會出現不同程度的誤差。在進行完一次測量后，需要對對誤差進行校正。

6 安全施工

6.1 節點處理

對鋼結構架進行調整后，還需要對其進行矯正，結構件的連接一般采用高強度螺栓，這種連接方式有利于發生變形、錯位的結合件進行矯正工作。在安裝施工中，為了保證板束摩擦面的貼緊需要利用高強度螺栓連接。高強度螺栓安裝需要手動扳手和變通螺栓進行安裝，并且保證摩擦面能夠緊固、貼緊。

在施工過程中，確定臨時螺栓的標準一般是：臨時螺栓個數是高強度螺栓總數的三分之一為最佳，臨時螺栓的個數不能小于2個。沖打穿入螺栓的個數也是有所限制，但是要低于臨時螺栓的百分之三。螺栓的安裝不當很容易造成安全事故，在安裝過程中必須注意的是，臨時螺栓不能代替高強度螺栓，如果混合使用，臨時螺栓的螺紋會出現損傷，如果出現上述情況，會導致螺栓的扭矩系數的改變，潛在的增加了鋼結構的施工危險。

6.2 螺栓安裝

在安裝過程匯總，節點位置經過計算而確定，并進行良好的處理，因此，在高強度螺栓安裝過程中，特別需要注意的安全措施就是螺栓的穿入方向必須與方向一致，施工注意事項如下所述：

（1）螺栓在箱型截面部件中的安裝過程中，在其結合處螺栓由內向外插入，并且在外側緊固。這樣操作的缺點是：操作不便。

（2）杜宇大六角的螺栓安裝，特別需要注意安裝方向，倒角的墊圈位于螺栓頭朝向的一側。在對螺母墊圈的安裝過程中，其安裝方向應該與母墊圈、高強度栓的安裝方向一致。

7 結束語

綜上所述，隨著我國建筑行業的快速發展，高層建筑鋼結構在建筑行業的地位越來越重要，成為我國主要的建筑形式。當然鋼結構建筑需要運用高空、懸空作業，增加的施工的難度。因此，在鋼結構施工中，必須對施工技術進行合理的選擇，根據工程特點，選擇機械設備，控制好施工現場。在施工過程中，必須做好施工的安全工作，安全防護工作必須及時跟進，防護措施必須嚴密。施工完成后，要及時做好檢測、校正工作，確保工程的施工質量。

參考文獻

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作者簡介

羅必江（1967.10.17—）男；漢族；大專；工程師；項目經理；現主要從事建筑施工技術與管理。