淺談高層建筑鋼結構施工技術

【摘 要】隨著我國土地資源的日益緊缺，建筑行業中的高屋建筑發展迅速，其中高層建筑鋼結構施工技術是其發展的重中之重。高層鋼結構施工具有標準高、場地狹小、立體交叉施工等影響施工因素多的特點，鋼結構的施工從設計、材料采購、構件加工、現場安裝、現場施工管理等是一項綜合性很強的工作，也是一個企業施工技術水平和管理水平的體現。同時，鋼結構同混凝土結構相比具有其優缺點，從鋼結構施工過程中主要施工環節為切入點對施工技術進行論述，得出只有嚴格按照施工工藝要求施工才能得到預期質量效果。

【關鍵詞】高層建筑；鋼結構；施工技術

近年來，我國建筑行業發展熱度居高不下，高層建筑更受到投資企業和群眾的青睞，成為當今社會的主要經濟支柱之一。在高層建筑中鋼是運用得最廣泛和普遍的，鋼結構的使用尤其是在高層建筑中的使用為推動我國建筑行業的向前發展起到了強有力的推動作用。鋼結構在我國雖然起步較晚，但發展迅猛，今年來出現了上海金茂大廈、深圳賽格大廈、大連世貿中心等有名的鋼結構工程，它具有其自身的優缺點和施工特點，其研究價值是非常大的，本文結合了高層建筑鋼結構自身的優點與缺點，分析其鋼結構施工的特點，提出切實可行施工技術及提高其科學安全管理的方法。

1.高層建筑的鋼結構具有的兩面性

鋼結構之所以在建筑中得到廣泛應用，主要是由于鋼結構具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環境污染少等綜合優勢；但同時具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點。它的優點和缺點均是影響建筑師或工程師在高層建筑施工過程中重點考慮的方向，因此可以說其鋼結構具有兩面性。

1.1高層建筑鋼結構具有的優勢

高層建筑由于需要承載較大的負荷，而且其跨度范圍較大，所以高層建筑鋼結構的材料與一般材料就有很多不同，其材料的強度、可塑性、韌性等物理性質要強于一般材料，用于施工的鋼結構構件可以是全工廠化生產、現場安裝，這樣的建筑材料就具有與普通材料不一樣的優勢，施工周期短、安裝靈活，可以大大縮短施工周期，所以在工廠中對其材料的物理性能要求也非常嚴格。為了保證高層建筑的質量，保證居民的人身安全，延長建筑的使用壽命、縮短施工周期，其鋼結構的材料的吸收能力及延展性都非常強，同時，鋼材的抗壓、抗側彎強度均為混凝土的1.5 倍，在相同強度的條件下可以縮小截面從而增大了有效空間，能有效的減少截面，增強抵抗暴雨、大風、地震等自然災害的能力。其次，高層建筑鋼結構材料的質地更勻稱，這樣才能保證鋼材的質量，避免出現局部不均勻導致的彎曲或變形，避免影響建筑施工的質量及安全。鋼結構的質地均勻能夠保證各部分的性質相同，受到同等力作用的時候能處于完全彈性狀態，在施工過程中的力學計算中才能更準確，減少鋼材實際受力與理論計算受力出現偏差的現象，保證工程的順利進行。再然后是鋼結構的生產過程更加簡單。高層建筑鋼結構的原料是已經加工生產后的成材，再經過簡單加工就可進行使用。在大型的高層建筑鋼結構中可將加工過的鋼材直接進行拼裝，再按照設計圖紙所需要的進行焊接、吊裝使用，這樣不僅減少了工序，提高了工程進度，還提高了建筑的整體強度。最后，鋼結構建筑物的施工材料可以實現鋼材再生利用，同其它結構建筑物相比減少了大量的建筑垃圾。

1.2高層建筑鋼結構存在的缺陷

高層建筑鋼結構的一些物理性質較差，如耐火性、耐熱性較差。材料的導熱系數決定著材料的耐熱性和耐火性導熱系數越大，耐火性就越差，反之亦然。鋼結構的導熱系數比鋼筋混凝土材料的大得多，因此其耐熱性和鋼材的導熱系數遠大于鋼筋混凝土的導熱系數，其耐火性能遠差于混凝土結構，因此在鋼結構建筑設計中結構抗火被視為重要一環。鋼結構的耐火性較差，還表現在當溫度達到350度以上時，鋼材的屈服強度及彈性模量等會隨著溫度的上升而急速降低，當溫度達到600度時，鋼結構基本喪失了其全部的剛度和強度，這就增加火災的危險性，因此，在高層建筑中防火設計非常重要。還要重要的一點是鋼結構的耐腐蝕性較差，鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹，銹蝕能夠引起應力集中，破壞鋼材結構，危害鋼結構的使用安全，使鋼結構提前破壞，因此對鋼結構進行有效的防腐才能確保其使用年限。

2.高層建筑的鋼結構施工技術的分析

鋼結構在施工過程中，存在很多自身的特點，使得其施工技術也有其內在的特色，包括有：工程量大、構件多用于施工和堆放構件的場地小；立體交叉施工；自然條件、沉降、材料壓縮變形、混凝土的收縮變形、焊接變形等影響施工的因素多；塔式起重機的安裝、爬升、拆除技術要求高等等以下特色，所以為了應對這些特點給高層建筑施工過程帶來的不一樣的挑戰和新的要求。

2.1高層建筑鋼結構的技術準備

在對高層建筑進行施工前，首要的是做好施工過程中的技術準備工作，要編制施工組織設計，將設計的思想融匯貫通到施工中，還要不斷確定、完善施工及驗收標準，規范市場、規范各方行為，更重要的是要對工藝進行試驗，還要對其進行評定，為后續施工提供技術保障。“良好的準備是成功的一半”，所以施工前的技術準備是必不可少的。

2.2高層建筑鋼結構的施工現場準備

高層建筑鋼結構工程在施工安裝前還要許多現場準備工作，例如：鋼構件的驗收，包括其零部件、連接件等，測量儀器及丈量器具的準備、基礎復測、構件運輸、構件堆放、構件堆場以及安排設備工具材料和組織施工力量等各個方面的現場準備工作。

2.3特色準備工作

高層建筑鋼結構的主要施工技術分為螺栓預埋技術、吊裝技術、螺栓連接技術以及焊接技術等。其中螺栓預埋技術是整體鋼結構施工中的最基礎的技術，預埋柱腳螺栓的位置必須非常準確，否則會導致鋼柱安裝上的困難，且對安裝質量有較大的影響。因此預埋螺栓位置應給予嚴格控制，施工中應嚴格控制基礎軸線和標高基準點，埋設后進行兩次復測，第一次在埋設定位后測量，第二次在基礎混凝土澆筑并待其堅固后進行復測，這項技術需要注意的是避免產生較大誤差，要確保預埋柱腳螺栓定位的準確無誤，測試安裝的整個過程，才能確保螺栓的位置精準，從而進行準確的計算，保證后續工程的施工及質量；高層建筑鋼結構的吊裝技術一般包括鋼柱吊裝技術和鋼梁吊裝技術，吊裝技術是整體工程的關鍵環節，它決定高層建筑層高和總高度的主要豎向構件，在加工制造中必須滿足現行規范的標準，大量的高空作業對其技術要求也是非常嚴格，它不僅影響工程的整體質量，更關系著高層建筑的施工安全。

3.結語

當前高層建筑行業發展迅速，其質量與安全也成為人們關注的焦點，這就對其施工技術提出較高的要求。本文從鋼結構施工過程中的主要施工工藝為切入點介紹了在實際施工過程中的施工技術及工藝。

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