基于高層建筑鋼結構施工研究

常立朋

【摘要】本文首先分析了高層鋼結構應用的優缺點，然后分析了高層建筑的鋼結構施工技術，分別從施工前的準備工作，測量工藝，吊裝技術，地腳螺栓的預埋技術，鋼柱的安置技術，焊接施工技術幾個方面進行詳細的研究，本文以下就此進行了深入論述。

【關鍵詞】鋼結構； 高層建筑； 施工技術

鋼結構相比于傳統的建筑結構，不管從經濟上還是從工程質量上，均具有顯著的優勢，特別是對于一些大型的高層建筑項目，所以，相關人員應當強化鋼結構的運用及安裝從而實現建筑行業的蓬勃有序發展。

一、高層鋼結構應用的優缺點

1、 優點

結構自重輕、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、較高的工業化程度，施工中所用的鋼結構構件也可以在工廠生產，將其運用到現場后再進行安裝，施工周期明顯縮減。另一個優點是鋼結構無粉塵的干施工工藝及可回收并重復利用，這一優勢完全符合當前可持續發展及環保的時代主題。

2、 缺點

耐火性差，與鋼筋混凝土相比，鋼材的導熱系數遠比鋼筋混凝土的導熱系數大的多，耐火性能要比混凝土結構差很多，當溫度達到600℃時，鋼結構的所有強度和剛度基本會喪失掉；耐腐蝕性差，鋼材表面的鐵原子在空氣中發生反應生成氧化鐵銹，銹蝕會使應力集中，使用中會給鋼結構帶來危害，導致鋼結構提前被破壞。因此，必須要做好防腐措施。

二、高層建筑的鋼結構施工技術

1、 高層建筑鋼結構施工前期準備工作

（1）對施工設計圖紙進行嚴格的會審。作為高層建筑鋼結構施工環節非常重要的依據，圖紙會審顯得十分關鍵。在正式施工之前，監理機構應安排監理人員遞工程圖紙進行嚴格審查，查看其是否符合建設規范標準，施工工藝技術是否合適、成熟，對圖紙的設計意圖進行深入了解。

（2）針對高層建筑鋼結構施工所制定的組織計劃進行審查。施工組織設計由施工單位制作，并為其指導工作提供理論性參考，因此施工組織設計是否完整，對于工程進度及其質量都起著直接影響。審閱和檢查施工組織設計時，主要查看其內容中是否涉及技術管理體系、質量保證體系等項目。針對特殊工種施工環節上的施工人員，查看其是否具備上崗證與培訓工作合格證。此外，還應查明施工計劃中制定的工期時間安排。

（3）選擇與布置適合該工程的塔吊。高層建筑鋼結構施工離不開塔吊，在選擇設備和布置塔吊時，應在高層建筑整體布局、鋼結構實際重量以及施工條件符合主客觀因素的前提下進行。布置塔吊時，還應考慮到其裝拆，確保裝拆環節的可操作性與安全性。目前，高層建筑鋼結構施工普遍應用的塔吊為大型的內爬式塔吊，但其爬升與拆除都有較大的難度。結合施工條件與施工環境，當塔吊爬升的時候，可將封吊頂升作為主要的方式，與其頂升時進行科學組織，提高頂升效率與速度。

2、測量工藝

在高層建筑鋼結構的安裝施工過程中，工程項目測量工作是十分重要的環節，為了準確測量，保證施工過程的順利進行，應合理地選用一系列如水平儀、經緯儀、全站儀等的施工測量儀器和設備。在測量之前要注意合理選擇基準點、基準線，尤其對于多層建筑而言，應根據周邊高層建筑物的屋面基準點，采取合理先進的測量方式對待測量目標進行有效的測量，對高層建筑水平標高不宜過高，否則會增加測量的難度以及不便。

3、 吊裝技術

具體來講，鋼柱是決定建筑物層高和總高度的主要豎向構件。鋼柱的吊裝首先要劃分吊裝作業區域，其吊裝順序為從整體的框架梁柱結構到樓板結構，從主梁到次梁。吊裝前，在在預埋的地腳螺栓上加上保護套防止絲牙被碰壞。在吊裝第一節鋼柱時，要注意吊點的選擇。吊點的設置應該在柱連接耳板螺旋孔，并且將墊板以及鋼楔校正好。當鋼柱吊起后將M22 大六角高清螺栓擰緊，再調節標高，誤差不能超過6mm，調整上下柱接頭錯邊。在實行鋼梁的吊裝前，要先檢查標高和柱子的間距。為保證施工人員的安全，須在吊裝主梁之前，裝好扶手桿和繩。并根據鋼梁的跨度選擇吊點。鋼梁吊起后進行安裝，焊縫收縮量在2-3mm 之間，并及時檢查柱垂直度、傾斜度，保證構件位置準確。

4、地腳螺栓的預埋技術

地腳螺栓的預埋位置和預埋強度是鋼結構工程整體質量的基本內容保證。一般常采用6 ～ 10cm厚的鋼板作為定位鋼板，再進行地腳螺栓的定位。還應注意定位鋼板的尺寸與鋼柱底墊板的尺寸要相互吻合，并在鋼板底部螺栓上設置止退調節螺栓，與其對應的上部駱爽要能夠固定調節螺母，并在鋼板上預留150mm 直徑的澆搗孔，以便其下部梁內鋼筋的綁扎工作。為了使二者合為一體，可將地腳螺栓焊接在柱子的鋼筋上，以確保整體剛度。在混凝土澆筑工程結束后，還應將地面裸露的地腳螺栓用塑料布等包裹起來，以避免生銹。

5、鋼柱的安置技術

柱子的設置要點是對于每一節柱的標高、垂直度與定位軸線的偏差如何形成。對于不同位置的柱節其控制關鍵點也有所區別。如首節柱要控制的主要是標高和定位軸線，次節柱則要加上垂直度的測試。另外，不同柱節的調節方式也不盡相同，首節柱是通過定位鋼板與螺母的調節來實現，次節柱則是通過調節絲杠來實現。通過焊縫的寬度來確保樓層的標高是較高的技術水平要求，是指通過四個方位的調節絲杠來實現對鋼柱垂直度的調整。鋼柱對接完成后，要進行嚴密的驗收工作，合格后，可將耳板徹底拆除。另外，為了確保鋼梁的安裝以及二者的連接強度，應在安裝鋼梁前，在鋼柱預埋連接件以及混凝土核心筒壁上的預埋件。

6、焊接施工技術

（1）CO2氣體保護焊操作工藝

施工操作中要注意的有：焊接參數的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合；不同位置選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便于控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊。

（2）電渣焊的操作工藝

電渣焊是一種自動焊，用戶高強度結構鋼在豎直位置上的對接焊接。在進行操作時首先要選擇焊接的電流和電壓，根據計算公式選擇計算出的電流，電壓與熔縫的熔寬成正比，起弧階段電壓會高一點，在焊透的請款下，電壓盡可能低，焊接過程隨時注意調整電壓；其次要適當掌握好焊接的速度（1.5～3m/h 范圍內），送絲速度在200～300m/h 的范圍以內，造渣過程中最好選擇200m/h；還有就是要隨時檢查焊件的熾熱狀態，適當調整焊接工藝參數，當翼緣板較薄時，相應的焊接部位要安裝水冷卻裝置。

（3）自動埋弧焊操作工藝

在施工操作中要注意的有：首先是焊絲的選擇，可參照《鋼結構高層建筑設計與施工規程》進行選擇；其次是焊絲的數目，可選擇雙絲焊，可一次得到大量的熔敷金屬，焊接變形小同時也能提高焊接速度；其次對于無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對于較厚鋼板可采用多層焊，在塔接接頭和T 形接頭中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

三、結語

綜合上述，高層建筑是在當代建筑行業中發展最為迅速的一種，其施工技術關系著建筑項目的質量和經濟效益。在高層建筑鋼結構的施工過程中，一定要嚴格把握好施工技術，管理好施工安全，才能使得施工更好地進行，得到高質量的建筑工程。

參考文獻：

[1] 潘程瑜. 高層建筑鋼結構安裝關鍵技術研究[J]. 中國建筑金屬結構. 2013（20）

[2] 王冬冬. 淺談高層建筑鋼結構安裝[J]. 商品混凝土. 2013（07）

[3] 郭華健. 高層建筑鋼結構安裝關鍵技術分析[J]. 中華建設. 2012（09）