關于高層建筑鋼結構技術的探析

魏林強　李連江

（河南省豫興建筑安裝有限公司）

關于高層建筑鋼結構技術的探析

魏林強李連江

（河南省豫興建筑安裝有限公司）

隨著我國經濟的發展和城市化進程的加快，我國城鎮住宅建設也快速發展起來。人們在滿足居住要求后，開始對居住質量提出了更高的要求。鋼結構住宅具有節約能源、施工迅速、抗震性能好等等優點，且又符合環保及適應產業化生產等優勢，高層住宅建筑的鋼結構體系是一種綠色環保的新型結構體，高層鋼結構住宅的應用對社會效益和經濟效益有著明顯的貢獻。本文結合實際，探討了多高層鋼結構工程建設的有關技術。

高層住宅；鋼結構技術

1　引言

鋼結構建造運用于高層建筑的施工技術是率先在美國實施的。從1960年以來，高層鋼結構工程迅速發展，鋼結構已成為高層建筑設計選型的主要對象。隨著我國經濟發展和人口城市化進程的加快，我國住宅建筑也發展迅速。人們的居住條件逐步提高，并對居住質量的要求也越來越高。中國是第一產鋼大國，鋼結構住宅適宜工廠大批量生產，可以將設計、生產、施工、安裝一體化，提高住宅產業化水平。

2　高層鋼結構的主要施工方法

2.1箱型柱的制作

鋼結構加工制作的箱型柱采用的原料主要是鋼板，一般在鋼構件加工車間完成對鋼板的加工、除銹和焊接。

（1）是鋼板的拼接，因為每段的鋼柱高是12m以下，為了保證下料后鋼板能保持直線度，必須先將兩塊鋼板進行拼接，鋼板兩頭要開坡口。

（2）劃線、下料、安排料圖，劃線寬度要留有余量3mm，長度要留有余量50mm，中間隔板劃線部分不留。長度方向要沿著劃線每5m鉆φ8mm孔。另外找兩臺半自動的切割機（或者雙頭）沿劃線中心一起進行切割，隔5m留100mm不切割，冷卻后繼續切割。

（3）開始組裝。組裝焊接用的H型鋼作臨時組裝平臺，組裝之前必須用水準儀把平臺找平，并將H型墊實固定結實。在兩腹的板上劃組裝線進行組裝焊接襯板，然后進行定位焊。襯板內側隔300mm焊10～20mm焊縫。再將一腹板和隔板組對進行定位焊。組對兩蓋板，定位焊。組裝腹板、定位焊時用三根同尺寸的箱體并排，兩點焊接，把兩邊的箱體作為自動焊機軌道使用。用兩臺埋弧自動焊沿著同一個方向焊接兩條焊縫，焊縫兩端要加100mm引弧板和熄弧焊。焊完一層后把箱體翻過來，繼續焊接另一兩條焊縫。焊接方法同上。等焊接結束后翻身焊接另一面兩條焊縫。結束后，將引熄弧板離母材5mm處切斷，修磨平整，這道工序要用砂輪機，絕對不能使用錘子敲打擊落；修磨后再對切割面進行全面檢查。檢查焊縫有無損傷，最好使用超聲波進行檢測。探傷長度一般為每條焊縫的20%，按JB11345的規定不低于Ⅱ級。

2.2連接板加工及組焊方式

下料型鋼主要采用的是根據型鋼切割機決定，鋼板采用下料方式是半自動切割機，注意下料后一定要進行清渣、修磨、編號、分類存放；鉆孔前一定要在構件面上劃針，用鋼尺劃出孔的中心點和直徑數，在孔周圍（90°位置）打上四只沖孔，鉆孔后必須檢查。

另外，注意對高強度螺栓摩擦面的處理，處理方式主要采用的有噴砂式摩擦面表面的粗糙度，噴砂壓力大約6kg/cm2，石英砂粒度為1.5～4mm，加工后鋼材表面呈灰白色。處理過程：先用電動砂輪機打磨其表面，打磨方向與受力方向垂直，打磨范圍大于倍螺栓直徑的4倍，打磨后鋼材表面不能有明顯凹坑。

3　鋼結構的安裝技術

3.1箱型柱的安裝

箱型柱鋼結構在實際的施工中都是按照材料的采購，加工，運輸，吊裝，連接加固的工藝完成的，安裝前要涂刷防銹油漆，刷漆前務必將所有構件表面上的毛刺、鐵銹、油污和附著物清理干凈。手工除銹一定要達到St2，機械除銹必須達到Sa2。并依照（實際工程情況）工程建筑面積為3.3萬m2，地下一層，地上26層（其中地下為立體式車庫，1～3層為公建，4層以上為住宅樓）。此工程四層以下是裙樓，立柱是48根，主樓立柱是37根，單根最短為4.5m，最長是12.5m，截面的形狀是箱形。每根立柱設計最大重量是3.5t，設計最小重量是1.88t。剪力墻框架立柱是150×150H型鋼。吊裝順序應采用沿中心向四周原則，這樣能保證框架的對稱性及穩定性。當單元框架穩定后，及時調整焊接并進行“UT檢測”。

3.2鋼梁安裝

鋼梁安裝分主梁，次梁和外挑梁。主梁材質是Q345B軋制的H型鋼材。立柱形成單元后對主梁采用捆綁串吊施工，要根據工程設計掌握吊裝數量的根數，一般為2～4根。安裝次梁和剪力墻框架梁時根據空間和接點的實際情況，或單根吊裝。

3.3高強螺栓安裝

高強螺栓在鋼結構安裝中是最先進的安裝連接方法之一，它主要的特點是方便、可拆換、傳力均勻。根據本工程設計方案需要，可以采用高強螺栓（摩擦型）來完成連接，采用專用的棘輪扳手、扭矩扳手，經過初擰、終擰來完成。

3.4栓釘的焊接

栓釘焊接是建筑工程很重要的環節。常見栓釘焊接一般都是直接焊接在鋼梁上，或者穿過壓型鋼板再焊接。文中工程采用的前者。

4　施工優勢

4.1箱型混凝土柱

箱型混凝土柱即在箱型柱內灌注高強度（C50）等級的混凝土，此目的是在箱型柱中間內加隔板支撐，以形成兩種材料相共同工作的結果。此方法解決了荷載作用下，在強度沒達到極限時率先發生變形過大的問題。箱型混凝土柱施工技術具有承載力高，抗震好，施工簡便的優點。每四層（每節長大概12m），每層作為一個單元。箱型混凝土柱具有整體一次性吊裝就位的優點，必須要注意的是混凝土柱包裝好防火板后，一定要按照建筑規范要求，即耐火極限大必須要于3h，只有這樣才能滿足高層建筑中鋼結構框架規定的防火要求。對H型梁的加工、栓釘焊接要采用合理工藝，盡可能的減少焊接殘余應力并及時查看校正細微誤差。對所使用的高強螺栓型號要了解清楚。高強螺栓接觸面在使用前必須用砂輪打磨，打磨時高強螺栓方向和構件受力方垂直。安裝施工中發現浮銹時要及時清除。施工前要做摩擦面抗滑移系數試驗，所得抗滑移系數不能小于0.35。

4.2H型梁

高層建筑中所使用的H型鋼梁都要采用軋制H型，因為它具有抗震性好、承載力高、變形能力強的優點。H型鋼梁解決了鋼結構中防腐、防火的問題。在施工時鋼梁具有較大的承載力，極大地節省了模板的工作量。所用的梁一般都是在工廠加工后運輸到工地，減少了現場工作量，縮短了工程工期。

4.3抗側力支撐及混凝土筒結構

在建筑工程中電梯樓梯的位置形成了鋼筋混凝土的核心筒。作為剪力墻抗側力的支撐，它提高了建筑整體結構的穩定性，對優化、抗側剛度、改善抗震有著積極作用。

4.4現澆鋼筋混凝土

利用鋼框架梁下翼緣作為支模板材撐，鋪裝竹膠板，按照設計鋪設的鋼筋澆筑C30混凝土，這樣也能起到節省模板材縮短工期的作用。

[1]邱國樺.合理用鋼、節約用鋼，促進鋼結構的發展[J].鋼結構，1988，01.

[2]潘成南.美、日、英火力發電廠的鋼結構體系布置與設計[J].工業建筑，1989，02.

[3]劉開國.高層建筑鋼結構選型與剛度選擇[J].華中建筑，1989，01.

[4]徐偉良，蔣菡，趙萍.多高層住宅的鋼結構體系及其工程應用[A].第十一屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ卷[C].2002.

TU974

A

1673-0038（2015）12-0081-02

2015-3-6