高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的應用

摘 要：在高層建筑中使用的鋼結(jié)構(gòu)有鋼-混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土復合結(jié)構(gòu)、全鋼結(jié)構(gòu)，而且高層建筑結(jié)構(gòu)多樣性較強，而且系統(tǒng)工程十分復雜，在施工前期與中期必須注意安全方面的問題，使施工更加謹慎。在制定施工前組織計劃時，必須調(diào)控不同施工項目的關(guān)系，并且對工程可能造成的影響進行分析，施工前必須制定詳細的施工方案，并且嚴格遵守安全施工標準，提出了鋼結(jié)構(gòu)的安裝方案。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；安裝方案

我國高層建筑使用鋼結(jié)構(gòu)的時間較晚，但是隨著城市規(guī)模不斷擴大，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展較為迅速。目前國內(nèi)較為知名的鋼結(jié)構(gòu)工程有香格里拉飯店、金茂大廈、中國銀行等建筑，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了廣泛的應用。在高層建筑應用鋼結(jié)構(gòu)，可以使建筑行業(yè)更加快速的發(fā)展，尤其是鋼結(jié)構(gòu)良好的抗震性能、較輕的材料自重、較短的施工周期、不會產(chǎn)生過多環(huán)境污染等優(yōu)勢，已經(jīng)是高層建筑中主要應用的技術(shù)，但是鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性較低，而且抗火性較差，需要進行后期養(yǎng)護。

1 鋼結(jié)構(gòu)應用發(fā)展現(xiàn)狀

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國起步較晚，在1980年后才開始逐漸應用，而1986年竣工的香格里拉飯店就是標準的砼核心筒-型鋼砼混合框架結(jié)構(gòu)。在1983年設(shè)計的長富宮工程是我國第一幢26層的鋼結(jié)構(gòu)建筑，1987年竣工的深圳發(fā)展中心是第一幢高度達到165m的超高型鋼結(jié)構(gòu)建筑，該工程使用了箱型柱，柱體截面達到1050mm×1050mm，壁厚可達140mm，在完成工地焊接后，為高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了參考。在20世紀后期，上海、北京、深圳共興建了11幢鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑，其中最高建筑高度可達210m，是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的高潮期。在1996年深圳建設(shè)的地王大廈，建筑高度達到了325m，地上共81層，地下室共3層，主要為型鋼砼結(jié)構(gòu)搭配外鋼框架，是我國首次建成高度大于300m的超高層建筑。

近年來鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)不斷成熟，我國已經(jīng)有多幢建筑高度超過300m的超高層建筑。1999年竣工的金茂大廈建筑高度達到了420m，地上建筑共有88層，是鋼——混凝土混合結(jié)構(gòu)的代表作，也是當時國內(nèi)建筑高度最高的建筑。上海金融中心總高度為492m，是近年來非常具有代表性的建筑。作為世界十大高樓之一的廣州塔，是我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的極致體現(xiàn)，廣州塔主塔高度為450m，天線塔高度為150m，是世界第二大高樓，用鋼量位居全國最高，是我國近年來最具代表性的超高層建筑之一。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝應用

2.1 立面流水施工

在進行高層建筑施工時，需要負責的工程層數(shù)較多，具有工作面小、施工周期強等特點，所以需要進行流水作業(yè)。將整體建筑從高度進行劃分，方向以分段的鋼柱作為目標，劃分多個不同區(qū)域的建筑施工范圍。這種分段方法，可以使每節(jié)的單體特征更加明顯，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計也符合建筑設(shè)計要求。在安裝分段鋼柱的吊裝工程中，必須保證單節(jié)框架剛度滿足施工操作要求，而且在內(nèi)爬式起重器施工過程中，會出現(xiàn)爬升操作，必須保證內(nèi)爬式起重機框架的平衡和牢固。劃分立面流水施工需要滿足：塔式起重機起重半徑、重量、高度符合吊裝要求，最大起重量必須超過最大吊裝物體重量；在進行吊裝工作時，必須明確劃分工作區(qū)域，嚴格按照劃分區(qū)域同時進行吊裝作業(yè)，在施工塔式起重機時，必須保證高度不會影響流水作業(yè)工作流程；鋼柱決定了建筑總高度與層高，是非常重要的豎向構(gòu)件，所以在制造階段必須滿足使用規(guī)范，內(nèi)柱長度滿足制造廠規(guī)定的構(gòu)件制作要求，內(nèi)柱在堆放和運輸時必須安排專人管理。

2.2 標準框架與特殊框架

（1）標準框架 使用標準框架可以將高層建筑劃分為以3-4層為一節(jié)的鋼結(jié)構(gòu)框架，在框架中，大多數(shù)框架結(jié)構(gòu)基本相同，這些相同的框架稱為標準框架。為了提高高層建筑框架施工精準度，需要保證標準框架施工質(zhì)量不出現(xiàn)問題。

（2）特殊框架 特殊框架主要由屋頂花園、加強衍架結(jié)構(gòu)、裙房網(wǎng)架等建筑結(jié)構(gòu)組成，并且與標準節(jié)框架有很大差別。為了使高層建筑框架施工順利完成，需要重點關(guān)注裙房網(wǎng)架施工過程。裙房網(wǎng)架會發(fā)生較大跨度的結(jié)構(gòu)變化，而且一般都在建筑附近或內(nèi)部進行。受到施工條件約束，一般都會使用地面拼裝的整體施工法，或者使用搭建平臺的散裝施工法。衍架層屬于總量結(jié)構(gòu)，在進行加強施工的時候無法使用整體塔吊法，所以需要進行分段施工，將整體提升與散裝施工法相互結(jié)合，該方法也適用于如屋頂花園等輕型結(jié)構(gòu)施工。

2.3 鋼柱安裝方法

在進行加工的過程中，鋼柱需要豎向安放，也是決定建筑總高度的主要構(gòu)件，在施工時必須滿足相關(guān)要求。在鋼柱進行翻樣下料時，必須注意焊縫產(chǎn)生的收縮變形現(xiàn)象，并且注意荷載壓縮導致的下料變形問題。在選擇鋼柱翻樣下料的長度時，不能選擇兩條相等的鋼柱，其中必須留下幾毫米差距。注意上下兩節(jié)鋼柱位置必須固定，及時截面相同，也不能調(diào)換位置，確保安裝準確性，可以在未安裝鋼柱上填寫編號，確保鋼柱安裝準確無誤。不同區(qū)域的施工需要同時進行，保證鋼柱吊裝平行，并且在添加地腳螺栓保護套，確保第一節(jié)鋼管不會破壞螺旋絲牙，從根本上避免工程留下安全隱患。在進行鋼柱吊裝時，必須將操作掛籃、爬梯固定在柱子上，將吊耳作為掉點，充分考慮到鋼柱與起重機的自重。

3 結(jié)語

為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標，使用鋼材作為環(huán)保材料是非常關(guān)鍵的戰(zhàn)略措施。鋼結(jié)構(gòu)建筑的環(huán)保性能較強，已經(jīng)受到了我國建筑業(yè)的廣泛關(guān)注。可以看出，在建筑技術(shù)不斷進步的今天，鋼結(jié)構(gòu)高層建筑數(shù)量將不斷增加。為了加強高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟效益與安全性，科研、材料、設(shè)計、施工單位必須共同努力，使我國高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展更加迅速。

參考文獻

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作者簡介：李劍（1990- ），男，江蘇宿遷人，南通大學建筑工程學院學生，主要從事工業(yè)與民用建筑研究。