高層建筑鋼結構在土建工程中的應用研究

胡會永

摘要：近年來，我國的社會經濟快速發展，改變了人們的生活方式以及生活水平，尤其是居住條件的改善，城市土地利用率越來越大，由于高質量的鋼結構技術能夠一定程度的提高建筑的穩定性和安全性，因此，高層建筑鋼結構的質量就尤為重要。本篇文章主要對高層建筑鋼結構技術本身獨特的結構體系和優勢進行一系列的分析，以及高層建筑鋼結構在建筑工程當中的應用展開討論。

關鍵詞：高層建筑;鋼結構;土建工程;應用研究

引言

伴隨著建筑工程技術的水平不斷提升，城市內出現越來越多的高層建筑物，與此同時，高層建筑物的規模也在逐漸地擴大。大部分的高層建筑在建設的過程中都引用鋼結構技術，這種施工技術與以往的鋼筋混凝土結構有所區別，所以，無論是施工工藝方面，還是施工質量方面都有著更高的要求。因此，要求實際的施工人員一定要嚴格遵循設計圖紙和施工制度的要求，從而進行鋼結構安裝的工作，另一方面，還需要相關的質檢人員對施工的每道工序都進行一系列的質量檢查，全部完工后再由專業的技術人員進行確認，之后才可以繼續施工。

一、簡要論述高層建筑鋼結構技術需要具備的特點

（一）需要的材料強度相對較高

現階段，大部分的高層建筑物在施工的過程中都運用了鋼結構技術，因此，鋼結構在高層建筑當中占據著重要的位置，發揮著不可替代的作用。針對施工材料的角度進行分析，鋼結構材料更適合應用在荷載或者跨度較大的工程當中，作為土建工程的主要構件，能夠更好的發揮出自身的優勢。鋼材本身具有很好的抗震性，與過去的鋼筋混凝土結構相比，鋼結構無論是在延展性還是應力吸收能力方面，都表現得更為出色，尤其是在提升高層建筑的抗震性方面，起到重要的作用。與過去傳統的土建結構相比較而言，鋼結構的強度也更大，在相同強度的情況下，鋼結構的需要的截面積相對較小，在條件允許的情況下，工藝達到更好的穩定性。鋼結構內部材料的分布更加的平均，如果有外力介入，則可以自動進入彈性狀態，所以建筑物的結構就不會受到損壞，從而出現嚴重的破損，很大程度上加強高層建筑物的穩定性和安全性。

（二）施工周期比較短

相關的施工人員為了有效提高鋼結構建筑構件的加工精度，進一步使鋼結構符合形狀以及尺寸等方面的要求，所以在鋼結構當中多數都采取工廠的預制方式，從而縮短建筑的工期，因此，作業人員的勞動強度就會隨之降低，在建筑物中只需要進行裝配作業，就可以適用于施工工期較高的土建項目工程。另一方面，工程的投入成本也會隨之降低，從而為施工單位創造出更大的經濟效益。建造完成的鋼結構零部件，在進行后續加固和改造的過程中就會比較順利和方便。

（三）結構重量相對較輕

與過去傳統的鋼筋混凝土結構相比，鋼結構材料的體積更小，重量也更輕，自身優勢比較明顯，所以鋼結構的應用更為廣泛。如果建筑物的跨度比較大，并且需要更強的承重力時，滿足這一要求的混凝土結構的重量是鋼筋結構重量的三倍之多。與此同時，由于鋼結構的重量更輕，所以在運輸的時候也更加的方面，有效的提升了施工效率，加快了施工的進程。

（四）成本過高，并且耐溫性能差，對施工技術的要求比較高

鋼結構建筑構件中要對螺栓和焊縫產生的結構裂縫進行分析，而且還需要采用合理的施工工藝，才可以最大限度的滿足鋼結構的設計要求。另一方面，與混凝土結構相比，鋼結構的建筑構件的價格也更高，而且還會受到進口材料、防火涂料等方面的影響，導致價格不能保持穩定。加之鋼材本身的導熱性能比較好，就會導致在高溫狀態下桿結構就會失去原來的承重力，從而引發建筑物坍塌等惡性事件，這幾點因素影響了鋼結構在土建工程當中的應用。

二、簡單分析鋼結構在土建工程當中的主要應用

（一）鋼結構的節點設計與施工方面

在設計高層建筑物的鋼結構節點的過程中，不僅需要考慮到應力傳遞的可靠性，而且還需要考慮施工的成本問題。這種情況下，就可以利用建模軟件對節點的手里情況進行全面的分析，進一步為鋼結構設計提供更為準確的信息和數據，從而科學的設計出鋼結構連接點的強度、剛度和抗震性能。與此同時，還要充分考慮到鋼結構節點的彈性要求、風力載荷等因素的影響。在進行高層建筑鋼結構節點連接工作時，就可以采取高強度螺栓連接或者焊接的施工方式，之后再由專業的質檢人員進行全方位的檢測即可。

（二）構件制作與安裝方面

（1）關于軸線和定位

在進行高層鋼結構建筑構件施工的過程當中，需要相關的工作人員建立一個平面控制網，之后確定好控制平面的軸線，軸線的設置可以是建筑物的內部，也可以是外部，在實際的施工開始之前在進行最后的復核，從而保證軸線符合精度的相關要求，最后再開始施工。在這一過程中可以采用經緯儀等精密的測量工具進行定位，再通過激光儀的指導，從而良好的完成鋼結構的安裝工作。需要注意的是，萬萬不能采用上節鋼結構的測量數據，需要根據建立起來的高程標準進行測量，有效避免在施工的過程中出現累積誤差的情況。

（2）關于鋼柱的施工和安裝

在高層建筑物的架構當中，鋼柱是承受豎向載荷的重要組成部分，由于鋼柱具有很強的承載能力，尤其是剛度和強度方面，在保證建筑物穩定性和安全性等方面發揮著非常重要的作用。在高層建筑物當中，鋼柱的制作和安裝是土建工程施工的關鍵性內容，需要工作人員嚴格遵循相關的規范和要求，對鋼柱的密度進行良好的控制。

三、結束語

總而言之，鋼結構在高層建筑，甚至是整個土建工程當中都發揮著非常重要的作用，為人們的居住提供了便利，從而進一步提高高層建筑物的安全性和穩定性。由于鋼結構本身具有強度相對較高、施工周期比較短、結構重量輕等特點，被廣泛的應用在土建施工當中。但是鋼結構也有耐溫性差、成本高等缺點，所以，在實際的施工過程當中，施工人員一定要牢牢掌握鋼結構的特性和缺陷，科學、合理的將鋼結構應用在建筑物當中，并且要注意結合高層建筑的實際情況，采用合理的施工技術，保障土建工程施工的質量。

參考文獻：

[1]史永力.高層建筑鋼結構在土建工程中的應用研究[J].建材與裝飾，2020（12）：18-19.

[2]沈強.淺析高層建筑鋼結構在土建工程中的應用[J].山西建筑，2019，45（14）：71-72.

[3]羅曉玲.鋼結構在高層建筑工程中的應用及對綠色建筑發展思考[J].中國住宅設施，2018（02）：37-38.

[4]張虹.鋼結構在高層建筑工程中的應用及對綠色建筑發展思考[J].住宅與房地產，2017（35）：103+119.

[5]李業華.淺談鋼結構在高層建筑工程中的應用[J].中國新技術新產品，2016（11）：101-102.

（作者單位：石家莊市住宅開發建設公司）