超高層建筑鋼結構加工與安裝技術的探討

高國榮

摘要：伴隨著城市的發(fā)展進程，超高層建筑物隨之增多，人們對建筑質量加以關注。建設工程的質量關乎人們生產生活的各個方面，作為建設工程重要原材料的鋼結構，鋼結構的加工制造和安裝質量對建筑工程質量會產生關鍵性的影響，在鋼結構加工與安裝達到施工標準的基礎上，建筑工程施工質量和效率才能夠得到有力保障。本文介紹了鋼結構的特點，對超高層建筑鋼結構加工與安裝技術進行探討。

關鍵詞：超高層建筑;鋼結構加工;安裝技術

引言

鋼結構形式在超高層建筑中使用廣泛，是超高層建筑的主流形式。特別是高度超過200m的建筑，一般都需要使用鋼結構，利用其自身強度高、質量輕、抗震性能好等優(yōu)點，提高建筑使用安全性。因此，對超高層建筑鋼結構施工技術進行研究具有現(xiàn)實意義，有利于推廣鋼結構的應用。

1高層以及超高層建筑結構體系的定義

高層建筑，顧名思義，就是指的建筑高度比較高，并且樓層數(shù)目比較多的建筑，然而，具體要求多少高度或是多少階層才能被稱作是高層建筑，各個國家有各個國家各自的衡量標準，但通常情況下，對于高度超過90m以上，樓層超過三十層的建筑，就已經可以被稱作是超高層建筑。對于超高層建筑的建造，普通的石料以及石磚都很難達到建造的要求，因此，鋼結構便出現(xiàn)在了人們的視野當中。

2鋼結構的特點

鋼結構主要由鋼制的材料構成，其結構主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。它具備以下主要特點：（1）本身的構件較小，便于運輸、安裝、裝拆、擴建。（2）工業(yè)化程度高，加工精度高，制造周期短，生產效率高，建造速度快;適用于跨度大、高度高，承載重的結構。（3）耐火性差：由于鋼材的導熱系數(shù)比鋼筋混凝土的導熱系數(shù)要大，因此，鋼結構的耐火性能比較差，據相關實驗表明，在600℃的溫度環(huán)境下，鋼結構就會喪失其全部的強度和剛度，因此，在應用過程中要注意這個問題。（4）鋼材強度高、塑性和韌性好，抗沖擊和抗振動能力強，能有效地降低地震響應及災害的影響程度，利于抗震。（5）耐腐蝕性差：腐蝕性是受化學反應的影響，在空氣中鋼材表面的鐵原子被氧化生成氧化鐵銹，進而影響其內部的應力，從而影響鋼結構的使用安全，所以，在鋼結構工程中要重視鋼材的防腐措施。

3鋼結構施工前的準備工作

3.1技術與計劃準備

編制施工組織設置，確定建筑整體結構的建造思路，確定建筑物各項施工材料的選取，精密計算每一個所需數(shù)值，避免誤差。由于高層及超高層建筑對建造技術有很高的要求，首要要保證有一個完整的建筑思路和技術團隊，進行工藝測評和工藝試驗，確定及完善施工及建后驗收標準，保證每一步后續(xù)施工的順利進行。

3.2建筑材料的選擇

作為建筑材料而言，鋼結構具有很多的優(yōu)點，不僅具有優(yōu)秀的抗風以及抗震能力，還非常的耐用，使用壽命極長，而且價格較為低廉，是一種極其優(yōu)秀的建筑材料。但與此同時，鋼結構也有著許許多多的缺點，比如耐火性就非常的差，在遇火的情況下會發(fā)生形變，因此，在建筑材料的選擇上，建筑廠商應當做出適當?shù)倪x擇，根據建筑實際作用來選擇是使用普通的鋼材還是選用耐火性更強的耐火鋼或是其他，從而保證建筑在不同的環(huán)境下都能夠做到應當做到的。

3.3施工現(xiàn)場準備

首先對于吊裝準備，目前國內多選用自升式塔式起重機作為吊裝施工機械主機，首要考慮的是吊裝設備是否符合工程建設需要。另外施工安裝前現(xiàn)場準備及各項安全檢查也顯得尤為重要，比如鋼構件的驗收、測量儀器的準備、材料運輸及存放、設備工具、組織施工力量等等。

4超高層建筑鋼結構加工技術

設備的鋼結構的加工以及制作和精密鋼結構有著許多不同的地方，基本是處于普通結構與精密度機械加工之間的程度，通過電焊或是栓接的方法將之連接。在超高層建筑施工過程中，對于鋼結構的加工的技術要求比較高，對于結構內部的結構零件要求也比較高，對零件的材質以及零件表面的粗糙情況，還有關系到材料氣密性的部位，都要進行全面的檢查。由于超高層建筑的施工難度特別高，因此對于各個方面都有很嚴格的要求，在建筑材料以及零件加工方面都需要充分的注意。

5鋼結構的安裝施工

5.1預埋件安裝施工

在鋼結構預埋件的安裝施工過程中，該工程預埋件的最大截面尺寸為1100mm×1100mm×50mm，質量約為11t，是預埋錨栓、鋼板、矩形短柱組成的結構。在預埋件安裝施工中，需要控制好其標高，利用塔樓完成現(xiàn)場裝卸及定位調整工作。為了確保預埋件安裝施工技術質量，應確保地腳錨栓埋設精度，在吊裝前檢查預埋錨栓軸線和標高，并控制好錨栓伸出長度。對于出現(xiàn)彎曲變形的錨栓，應及時矯正，修復受損螺牙。在標高調整過程中，可采用墊塊組分2次完成標高調整工作。如果錨栓水平偏差較大，一般是受混凝土澆筑和振搗施工的影響，可采用分層澆筑措施，防止因混凝土流動性導致錨栓出現(xiàn)偏移。

5.2安裝鋼柱

鋼柱安裝的重點是控制每一節(jié)柱子的標高、垂直度等。在吊起第一節(jié)鋼柱后，在地腳螺栓和柱腳之間的距離為32-38cm時將柱角扶正，使螺栓可以和柱角的安裝孔對準。落位后，檢測垂直度偏差，當誤差在20mm以內時，將螺栓擰緊。螺母的精確度可以利用板下的地腳螺栓進行調整。使用經緯儀檢測鋼柱的垂直情況，如果有誤差立即使用千斤頂調整。校正標高時，先使用千斤頂把底座向上抬起一點距離，根據實際情況調整墊板的厚度，然后將地腳螺栓擰緊。核對正確后再用細石混凝土澆筑的柱腳底板下進行固定。然后使用定位鋼板根據地腳螺栓所在的方位來確定鋼柱的定位軸線。安裝第二節(jié)柱子所使用的方法和第一節(jié)的方法是一樣的。使用調節(jié)絲杠從連接耳板對上下柱進行連接。同時，還要使用調節(jié)絲杠調整鋼柱的垂直度和鋼柱的高度以及兩節(jié)鋼柱之間的焊縫大小，保證樓層標高的準確性。鋼柱出廠前廠家會在鋼柱的上端和下端將軸線標記出來，對接鋼柱時，使用經緯儀調節(jié)鋼柱的基準點和軸線的標記點至同軸，然后將上節(jié)鋼柱固定。注意凡是安裝好的鋼柱，都需要對軸線標記再次進行設定，將其看做鋼柱的基準點。鋼柱矯正并焊接后，去除耳板。

5.3鋼結構的安裝方法

超高層建筑結構中鋼結構的安裝方法總結起來有以下幾種方法：桁架式屋架，屋架結構直接擱在混凝土墻上;網架結構，比屋架結構更方便布置柱子;管桁架體系，是網架結構的簡化版，美觀好;張弦結構體系，適合體育場;空間網殼體系，更適合大跨度公共建筑，造價高;門式鋼結構，一般廠房比較常用，拼裝靈活，施工方便，實用。

在整個建筑結構中，鋼結構的安裝尤其是特殊型鋼結構的安裝十分重要，結構不同，安裝方法和工藝也會不同，應因地制宜，因時制宜。

結語

對超高層建筑來說，鋼結構施工是一種非常有效的施工方法，也是一種綜合性很高的方法，因此，在進行鋼結構施工之前，應當做好施工過程的規(guī)劃。鋼結構作為自重強、強度高的建筑，對于承受動力荷載的能力非常優(yōu)秀，可以有效的減短建筑的施工工期，具有其他的方法無法比擬的優(yōu)點，我國對于鋼結構的使用已經變得越來越優(yōu)異，但還是有著很大的進步空間的，因此，我們還應當積極的去學習其他鋼結構使用強國的鋼結構使用方法，并加以改進，從而突破創(chuàng)新，使我國的超高層建筑的建筑性能得到更大程度的提升。

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