淺談高層建筑工程中鋼結構的應用

郭萬標 （安徽四方建設集團有限公司，安徽 合肥 230001）

隨著城市建設的發展，鋼結構在建筑領域的運用越來越頻繁。不僅廣泛運用于工業廠房的建設，而且逐步向民用建筑尤其是高層建筑（如：住宅、商業綜合體、寫字樓等）延伸。鋼結構在高層建筑中的運用有著自己獨特的優勢。

1 鋼結構的特點

①鋼結構強度高、剛度好、自重輕，空間布局靈活。鋼結構雖然容量大，但是它自身的強度確實很高的，并且它可以跨越更大的跨度（這在商業綜合體的建設中，構建更大的空間時獨具優勢）。

②鋼結構塑性和韌性好，所以不會因為偶然的超負荷而產生突然的斷裂破壞，也使其對動荷載有較強的適應性，這些特性為鋼結構的安全、可靠性提供了充分的保證。

③裝、拆方便，施工周期短。鋼結構由各種鋼型材組合而成，現場拼裝時，通過焊接、錨接、栓接等形式，能很方便地形成剛性節點和鉸接（柔性）節點，滿足不同的受力狀態。而且裝、拆都很方便，大大減少了施工周期。這對于在狹小的區域內，進行高層建筑的施工時，優勢十分明顯。

2 最大程度地滿足環保施工的需求

鋼結構的結構件加工均在加工廠進行，運輸到施工現場后進行拼裝作業，不會產生揚塵、廢水排放等污染。而且，拼裝過程中的焊接、錨接等工藝噪聲小，不會像混凝土澆筑過程中那樣產生較大的振搗噪聲，能最大程度地滿足環保施工的需求。

3 符合建筑產業化的發展趨勢

隨著中國人口結構的變化，傳統的建筑業作為勞動密集型產業，用工需求將越來越難以得到滿足，這就要求建筑業必須向產業化方向發展。而鋼結構的廣泛運用恰恰符合建筑產業化發展的趨勢：①鋼結構結構件的加工均在加工廠房內進行，無論是型材調直、切割、焊接，還是除銹、刷防腐涂料（油漆）等，均可以在流水線上完成，并且工廠化管理能很好地保證結構件的加工精度、質量；②構件運輸到施工現場進行拼裝時，能充分利用機械進行垂直運輸、平移就位等操作，最大程度地進行機械化施工，減少對人工的依賴；③鋼材因其自身的有點，不僅能獨立組裝成構件。而且能作為主骨架，與鋼筋混凝土（或混凝土）結合在一起制作成各種構件，在加工廠進行制作，現場進行組裝，施工高效。

4 高層建筑中鋼結構施工控制要點

高層建筑中鋼結構的施工主要是控制好兩個環節：結構件加工環節、現場吊裝拼接環節。

4.1 結構件加工

結構件加工盡可能地在加工廠進行，這樣可以充分利用加工廠的機械設備優勢，對調直、切割、焊接、除銹等工序進行工廠化管理，確保構件的加工精度和質量。

①加強對鋼結構加工企業的資質管理：對于大多數建筑工程總包企業而言，鋼結構結構件的加工一般都采取專業分包的形式對外委托加工。因此，根據工程體量，選擇具備相應資質的鋼結構加工企業就顯得尤為重要。加工企業只有具備相應的技術力量、機械設備、完善的管理制度，才能保證結構件的加工質量，保證供應進度，滿足總承包企業對工程質量和工期進度的要求。

②根據工程需要，在滿足運輸、吊裝負荷的前提下，合理地劃分結構件的形式、批次進行加工。除了主要的承重構件（如：主框架柱、梁等單件重量較大的構件），次要構件在保證尺寸精度的前提下，在工廠內盡可能地采取組合的形式進行加工（如：樓梯、欄桿、隔墻鋼骨架等），這樣能盡量地減少現場的拼接工作量。

③加強工序質量檢查：按照檢驗批的要求，對結構件的加工質量進行檢查。檢查構件用鋼的合格證明文件，檢查結構件焊接焊縫的高度、密實性，檢查防腐、防火涂層的厚度等，確保滿足設計的要求。

4.2 現場吊裝、拼接環節

結構件的現場安裝，主要是做好垂直（及水平）運輸機械的組織、工序流程的管控工作。

①根據施工現場的平面布置條件，以及結構件的重量。在保證安全的前提下，合理地選擇塔吊等垂直運輸機械。盡可能地使其旋轉半徑覆蓋整個工作面，進行機械化施工，提高工效，這一點非常重要。在城市區域內狹小的地塊上進行高層建筑的施工，如何縮短工期是每個施工組織者重點考慮的問題。鋼結構應用于高層建筑，就是充分地發揮了鋼結構的優勢，最大限度地利用機械化施工效能，減短施工周期。

②加強對主控軸線的復核，確保鋼構件的就位精度。鋼結構安裝前，主控軸線主要復核縱向承重構件（主框架柱）的安裝軸線。如有偏差，應采取補救措施。因為構件加工時，都是以設計圖的軸線距離，減去鋼型材腹板或翼緣厚度，再考慮加工時產生的合理誤差，確定的下料尺寸。如果主控軸線出現較大偏差，就會影響其他鋼構件的安裝精度，從而影響安裝質量。

③保證主要節點的安裝質量：鋼結構的穩定性，除了取決于剛才自身的物理特性（屈服強度、強度、延伸率等）外。組成空間結構時，它的承載力和穩定性還取決于主要節點的安裝質量，主要是主框架柱和主框架梁之間的焊接質量。主框架柱、梁之間的連接一般是剛性連接，現場施工用電的電壓、電流不穩定，焊接方式選擇不當，焊接工人的技術水平不足等，都會影響焊接質量，進而影響整個鋼結構體系的安全。因此，鋼結構在現場拼裝的過程中，要檢查施工用電的穩定性。同時安排專門的質檢人員，對主要節點的安裝質量進行跟蹤檢查，通過采取尺量、超聲波探傷等手段，檢查焊縫高度、焊縫密實性等技術指標，保證主要節點的安裝質量。

④防腐、防火涂層處理：鋼構件防腐、防火性能較差，結構拼裝過程中，難免會對鋼構件已涂刷的防腐、防火涂料造成破壞。施工周期較長時，陰雨天的影響，也會造成防腐、防火涂層的損傷。因此，在鋼結構吊裝、拼接完成后，應對防腐、防火涂層的損傷部位重新進行除銹處理，并補刷涂料。對于高層建筑的一些重要部位結構件，采取鋼結構骨架，外包鋼筋混凝土（或混凝土）的形式，在充分發揮鋼結構抗拉（彎）性能和混凝土抗壓性能的同時，提高鋼結構防火、防腐性能，從而提高建筑結構的整體安全性，也是一種很好的選擇。

5 結束語

鋼結構對高層建筑有很好的適應性，力學性能優良。自重輕（高層鋼結構自重一般為高層鋼筋混凝土結構自重的1/2～3/5），利于構建較大的跨度空間。而且便于控制加工精度和質量，裝、拆方便，安全高效，必將越來越廣泛地運用在建筑工程當中。