高層建筑鋼結構在土建工程中的應用研究

史永力

（陜西建工第五建設集團有限公司 陜西西安 710032）

近年來，隨著我國建筑行業的快速發展，各種新技術、新材料被應用到建筑施工領域，對提高工程施工效率和施工質量起到了較好的積極作用。而高層建筑鋼結構就是當前土建工程中較為常用的一種技術，能夠充分滿足我國人民對工程質量和安全等各方面的要求，且可以進一步降低工程資金的浪費，使土建工程的整體效益得以提升。但是在應用高層建筑鋼結構技術的時候，也要充分認識到這一技術的缺點，以便能夠對其進行靈活運用，促進工程施工技術水平的提升，為高層建筑施工技術的發展提供有利支持。

1 高層建筑鋼結構的優勢和劣勢分析

1.1 高層建筑鋼結構的優勢

（1）鋼結構的強度較高。與混凝土圖結構相比，鋼結構具有更高的密度，且抗震性能、吸收能力和延伸性等等都更勝一籌，能夠充分滿足工程施工的需求。同時，由于鋼材的強度較高，能夠實現最小截面的構件，使構件的承載能力更加穩定，再加上鋼材本身就是一個內部組織比較均勻的材料，能夠保證工程施工的實際效果達到預期的目標[1]。

（2）鋼結構的施工周期短。與其他工程相比，鋼結構不僅能夠滿足工程施工的需求，還能夠降低施工成本，使工程的施工周期得以縮短。具體來講，由于鋼結構是一種成品材料，可以減少施工人員的工作量，且可以保證材料的質量，使施工人員能夠直接進行鋼結構的安裝、加固等工序，從而實現縮短施工周期的效果。

（3）鋼結構的質地較低。在科學技術的快速發展背景下，鋼結構的質地越來越輕，能夠在與混凝土結構重量相同的情況下，體現出更高的承重能力。由于鋼結構的質地較輕，可以有效降低材料運輸產生的成本。

（4）較高的韌性和塑性。與其他材料相比，鋼結構體現出更高的韌性和塑性，使得鋼結構能夠更好地適應各種環境，降低荷載對鋼結構的影響，避免出現鋼結構工程的變形、斷裂等問題。同時，鋼結構具有可回收利用的特點，不僅能夠降低材料的浪費，還可以降低工程施工中的環境污染，充分滿足我國社會可持續發展的要求。

1.2 高層建筑鋼結構的劣勢

（1）施工技術的要求較高。在進行高層建筑鋼結構的施工時，既要充分考慮到鋼結構的功能，也要重視在荷載作用下鋼結構的變形，對鋼結構的焊接及螺栓安裝可能出現的縫隙進行計算。與混凝土結構相比，鋼結構對工程施工技術的要求更高，否則將直接影響到鋼結構施工的效率及質量。

（2）施工材料的成本較高。隨著高層建筑鋼結構在土建工程中的廣泛應用，鋼結構的材料價格不斷提高。雖然鋼結構的產量越來越大，但是大量的原材料是進口的，這就使得鋼結構的市場價格存在較大的變化，很容易出現鋼結構的價格過高等情況。

（3）鋼材的耐溫性能不足。通過對鋼材進行檢測可知，鋼材本身就具有較好的導熱性能，使得鋼材很容易受到高溫的影響，既無法保證鋼材的使用壽命，也容易出現因鋼材質量缺陷產生的建筑坍塌等安全事故。由于鋼結構的耐火性能無法達到要求，需要將防火材料涂抹到鋼材的表面，以此確保鋼結構的整體性能[2]。

2 高層建筑鋼結構在土建工程中的具體應用分析

2.1 吊裝施工技術

在進行高層建筑鋼結構施工的時候，需要借助各種設備設施對鋼梁、鋼柱等等進行吊裝，確保整個吊裝施工過程的安全性及有效性。在進行吊裝施工的時候，施工人員必須要充分考慮到豎向荷載對鋼柱產生的負面影響，避免因豎向荷載過大造成鋼柱變形等不良狀況，從而保證吊裝施工的整體質量[3]。同時，施工人員需要充分掌握鋼柱的設計長度，對鋼柱的實際長度進行檢查，使其能夠達到工程施工的要求。在鋼柱的實際長度與設計長度相符的情況下，不能對其進行隨意更換，以此保證工程施工的科學性和嚴謹性。其次，在進行施工操作前，需要做好施工人員的安全防護，通過繩索和欄桿對其進行保護，并利用鋼梁的跨度對打孔位置進行確定，之后做好吊耳的焊接工作，使其能夠成為滿足工程施工需求的吊裝點。

2.2 地腳螺栓預埋技術

地腳螺栓預埋技術是高層建筑鋼結構施工中一種常用的基礎性技術，需要先確定好螺栓的安裝位置，之后對其進行安裝和控制，為鋼柱安裝的順利進行奠定良好基礎。具體來講，施工人員需要做好施工現場的勘察工作，在充分了解工程現場情況的基礎上，根據相關規定標準對螺栓的垂直標高和預埋水平進行確定，并做好螺栓安裝中的控制和管理，將螺栓預埋施工的誤差控制在最小范圍。同時，施工人員需要在完成螺栓預埋之后，對螺栓預埋的位置進行準確的測量，之后按照要求進行混凝土施工。在混凝土凝固之后，還要對其進行二次測量，使測量所得的數據信息能夠達到實際需求[4]。

2.3 螺栓連接技術

在進行土建工程的施工過程中，鋼結構的螺栓連接是否緊密直接影響著工程的穩固性，是保證工程使用壽命及使用安全的重要因素。因此，需要確保施工人員能夠熟悉運用螺栓連接技術，其中包括了螺栓的安裝、螺栓的緊固等等，只有保證螺栓連接的質量達到要求，才能夠開展下一道工序的施工。在完成螺栓結構的架設之后，需要根據工程構件的情況進行合理的矯正，防止出現螺栓錯位、螺栓變形等不良狀況。同時，在進行螺栓的施工過程中，需要從同一個方向進行螺栓的穿入，對每一個細節進行有效管控，以此確保螺栓安裝的整體質量，為工程施工的開展提供有利環境。若是在螺栓的安裝中出現無法穿入螺孔的情況，需要利用鉸刀對其進行調整，使螺栓能夠順如穿過螺孔。

2.4 焊接技術

在進行高層建筑鋼結構施工的時候，需要控制好焊接的質量，對焊接產生的焊縫等問題進行仔細檢查，便于及時發現問題并解決問題，使焊接的質量得以有效提升。首先，需要對焊接的材料、電瓶、參數等等進行合理選擇，并確定好焊接的位置，借助各種施工工藝完成焊接施工。為實現對熔池、焊縫等問題的有效檢查，幫助施工人員對焊縫的成因進行有效判定，可以選擇左向焊法來進行操作。右向焊法比較適用于需要橫焊的時候，需要根據不同情況對不同的焊接方法進行合理運用。若是在施工需要的情況下，可以利用電渣焊的方法來進行焊接，對焊接的電壓、電流和熔縫等等進行控制，使焊接施工的各項參數達到要求，從而保證焊接施工的整體質量[5]。

3 結語

綜上所述，高層建筑鋼結構是土建工程中不可或缺的重要部分，但是鋼結構本身不僅具有較高的優勢，也存在著一些劣勢，這就需要加強技術研究，以便能夠在改進技術的同時，幫助施工人員更好地應用高層建筑鋼結構，從而滿足土建工程各方面的要求，促進土建工程施工技術水平的提高。