高層建筑工程中鋼結構的應用研究

葛治宏

【摘 要】在中國城市建設不斷迅速發展的背景下，城市用地的減少、人口的不斷增加等因素，決定了高層建筑愈加重要，而強度高、自重輕、安裝便捷等是鋼結構的主要特點，所以在高層建筑工程中，鋼結構的應用越來越多，本文對高層建筑工程中，如何應用好鋼結構進行了分析，希望能夠為一些從事相關工作的人員提供一些理論上的幫助。

【關鍵詞】高層建筑;鋼結構;應用

國內市場經濟飛速發展，以及不斷進步的城內建設，建筑行業中鋼結構應用的越發廣泛。除了對工業廠房的應用，也逐漸推廣向民用建筑，尤其在高層建筑中展現出其獨特的優勢，但也增加了對施工質量的要求。施工期間，需嚴格按照其圖紙進行施工并且每道工序都需嚴格把關以及檢驗施工質量。只有在監理人員認真檢查仔細確認完全合格后才能年開展下道工序。本文對高層建筑工程中，如何應用好鋼結構進行了分析，希望能夠為一些從事相關工作的人員提供一些理論上的幫助。

一、高層建筑物的結構體系

因為建筑工程種類繁多，所以存在很多不同的結構體系。例如高層的建筑結構體系一般會采用鋼筋混凝土、鋼結構和混合型建筑體系。如果考慮到建筑的受力情況，剪力墻結構、框架結構、框架-剪力墻結構和束筒結構、筒中筒結構以及框-簡結構，是建筑的結構體系，由于這些結構體系的強度大，自重輕，從而在高層建筑中廣泛應用。但是因為鋼結構具有非常大的質量，所以在建造建筑物時常備用在基礎結構中。

二、鋼結構的特點

（一）材料強度高

在建筑行業領域中鋼結構的施工技術十分重要，尤其是高層建筑。鋼結構在材料選擇的角度上存在以下優勢：本身鋼材的強度就非常高，在負載或者跨度較大的施工場景中效果顯著。其次，鋼材本身的抗震性可以讓鋼結構材料有極好的延展性和吸能能特點。所以，高層建筑運用鋼結構技術相對其他抗震材料效果更為顯著。強度大的同時占用體積也非常少，穩定性也優于其他材料;鋼材均勻的內部組織可以在受到外力后處于一個穩定的彈性狀態，所以在施工中理論與其和實際效果不會有太大的偏差。

（二）施工周期短

由于鋼結構在建筑施工時是采用焊接等拼接方式，可以更方便的形成各種（剛性及柔性）節點，極大地滿足建筑施工中各種不同的受力情況。鋼結構工程在施工中大多使用成行材料進行拼接，極高的減少了材料加工等帶來的勞動強度及成本。并且由于鋼結構的這種施工形式也大大縮短了施工周期，可以在短時間內完成施工任務。這樣也可明顯降低施工成本。

（三）自重輕

相對于傳統的鋼筋混凝土結構來說，鋼結構建筑具有自重較輕的特點，因為桿結構比鋼筋混凝土，更具有優勢，如果處于相同條件下，鋼結構建筑的自重，還不到鋼筋混凝土的1/3，并且其輕量化的優勢可以減少材料在運輸過程中帶來的一些不必要的成本，以及保證施工的順利進行。

三、鋼結構的設計

（一）保證鋼結構水平力

在高層建筑上，鋼結構的設計尤為重要，嚴重影響著整個工期的順利進行，如果我們想對建筑物的質量提供一定的保障，調整建筑整體水平力，便是我們一開始就要考慮的，由于建筑物本身的自重，以及每層樓面的使用荷載情況，而產生的彎矩和軸向力，僅僅正比于建筑物高度的一次方，可是水平荷載的傾覆力矩和軸向力，卻正比于建筑物高度的二次方，所以在調整時，將重點放在于豎向荷載的重力方面，。

所以，在高層建筑的設計中，水平載荷相對于豎向載荷更加重要。并且，豎向載荷一般相對于建筑物高度都是固定的。但是水平載荷需要考慮強風、地震等不確定性因素。由于鋼結構材料本身的這些優點，所以成為了建設超高層建筑材料的首選，并且為了讓其力學特性在工程建設中充分發揮，使建筑物滿足其水平力載荷，對鋼材特性的深入了解、準確計算其力學特性、鋼材布局的合理分配等是設計高層建筑的重中之重。

（二）控制鋼結構設計指標

對于中低層建筑，鋼結構一般只應用于連接部件，可對于高層建筑，建筑物的安全程度極高的依賴于鋼結構材料。所以，鋼結構工程的各項設計指標的把控在高層建筑的施工中尤為重要。鋼結構設計在高層建筑的重要控制指標有很多。所以在設計以及施工中要著重考慮這些設計指標容易引發的相關問題和對應的方案。

四、鋼結構在高層建筑中的應用

（一）地腳螺栓預埋技術

地腳螺栓預埋的重點在于螺栓的位置，預先設計好螺栓的位置可以極大的減少安裝難度。在進行螺栓預埋工程之前，要嚴格確定螺栓預埋的水平軸線以及垂直高度等因素，并且需要將設計偏差嚴格把控在安全范圍。并且在預埋后要進行測量，以及在用混弄土澆筑固定后，還要二次測量對埋設位置，從而保證工程順利進行。

（二）吊裝技術

吊裝技術包括鋼梁吊裝及鋼柱吊裝技術，鋼柱是主要的豎向構件，能夠直接影響建筑物的高度，所以在鋼結構施工時，豎向載荷對鋼柱以及焊縫產生的壓縮和變形要著重考慮。一般來講，鋼柱在設計和實際情況長度存在偏差，在施工時必須充分考慮高柱的豎向變形，及時上下兩個鋼柱形狀相同也不能調換使用。確保施工的嚴謹性。在吊裝前，還需要反復確認鋼柱的尺寸型號，從而確保準確、順利的安裝鋼柱。

（三）連接技術

鋼結構主要有螺栓鏈接和焊接等連接技術，對連接螺栓的每一個環節都要嚴格把關，從而使工程質量得到保證，調整完高強度螺栓的結構架設還需要對其整體進行校對、矯正，從而避免鋼結構的錯位、變形等情況。而在進行焊接工作時，對在選擇和控制電流電壓和焊接參數以及級焊絲方面，要重點關注，不同的位置要使用合適的工藝進行焊接。從而滿足施工目的。

結束語

鋼結構的施工工藝及其復雜，所以在高層建筑工程施工及設計要嚴格把關。這需要不斷提高施工技術人員對鋼結構的理論知識以實踐技巧。還要加強學習國內外先進的建筑技術，從而彌補現有鋼結構施工技術的不足之處，最終提高整體高層建筑的施工效率。

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