高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施

徐亮

【摘要】高層建筑作為目前城市建筑過程中的主要形式受到了社會各界人士的廣泛關注，早在2018年年底，我國住建部開展了全國建筑行業的會議[1]，在該會議中，住房和城鄉建設部明確指出要在未來的裝配式建筑建造過程中發展鋼結構設計，并且進一步地完善裝配式建筑的行業標準體系。在這樣的背景下，鋼結構技術的發展已經成了當前建筑行業的主要發展方向，因此，研究高層建筑中鋼結構的關鍵性施工技術對于高層建筑行業的發展有著非常積極的意義。

【關鍵詞】高層建筑;鋼結構施工;關鍵技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

鋼結構具有輕質高強、工業化、裝配化、綠色環保的特點，使鋼結構在建筑和橋梁領域具有更為廣闊的應用前景。（1）鋼結構建筑自身重量較輕，強度高。在高層建筑施工中應用鋼結構，對下部結構不會產生較大壓力，可確保施工質量，降低建筑地基建設成本。在相同跨度及載荷狀況下，鋼結構重量與混凝土結構重量之比為1：3。（2）施工周期短。與混凝土結構相比，鋼結構的施工時間大幅度縮短。首先，工廠化制作，工業化生產可顯著提高生產效率;其次，構件加工精度和質量有保障;最后，鋼結構施工便捷，現場均為干作業。（3）環保節能。鋼結構施工在高層建筑中應用時，將綠色環保理念凸顯，傳統混凝土建筑施工中，粉塵、噪聲十分常見且較為嚴重，給周圍居民生活造成影響，對環境污染較為嚴重。

1、高層建筑鋼結構發展概述

基于土地資源利用率要求，高層建筑建設規模持續增大。鋼結構已經成為高層建筑結構的首選，構件強度高、單位承載力大，可滿足建筑高度不斷增加的需求，也有利于確保底部穩定。相關研究顯示，鋼結構具有自重輕、施工迅速、質量可靠等優勢，與傳統建筑結構相比，高層建筑鋼結構施工可有效減少施工中的資金消耗，保證項目按期保質完成，最終獲得應有的經濟效益，促進我國建筑行業的穩定、健康發展。

2、鋼結構建筑的優點

（1）鋼結構的自重輕。鋼結構相比傳統的鋼筋混凝土結構等體系而言，其自重比較輕，能有效解決傳統結構自重大，支撐體系要求強度高等特點，對其施工而言帶來不小的便捷性，同時材料也都為輕型的鋼材和型鋼，在安裝過程中有效避免了大型構件或者重型構件難以控制精度的問題。（2）鋼結構強度比較高。對于鋼材而言盡管其自重比較低，卻不影響本身的強度，尤其是抗拉強度，混凝土構件最大的問題是其本身的抗拉性能比較差，由此必須在混凝土中配置相當數量的鋼筋，而鋼結構則直接解決了這個問題，尤其鋼梁在抗彎和抗剪方面性能尤為突出，很好地完成了梁、板抗彎方面的要求。（3）鋼結構制造和安裝機械化程度比較高。相比較混凝土而言，鋼結構的安裝施工中大量采用的機械操作，能夠較好地解決人工不足的問題，提高安裝的效率，改善施工速度，縮短工期。（4）鋼結構密封性好。整個結構的安裝可以利用焊接的方式很好地進行密封施工，對于密封要求高的建筑，有很好的適用性。由此，可以看出鋼結構相對于混凝土而言帶來了不可替代的優勢。多種復雜環境下都可以采用鋼結構以滿足使用環境，降低造價，提高速度。然而，鋼結構的施工也面臨著很多問題，如鋼材易被腐蝕，耐火性和耐熱性比較一般，這些問題也一直困擾著行業的發展。

3、高層建筑鋼結構施工關鍵技術

3.1配件的分段吊裝

裝配式建筑的現場施工是整個建筑過程中的關鍵性內容，也是鋼結構施工中需要重點把握的技術內容。首先，在現場施工開始之前，應當嚴格地按照圖紙的要求對起重工作進行優化設計，保證吊裝的過程中起重的極限能夠維持在最佳的范圍之內，接著應當對實際工程的運輸條件進行全面地分析，當配件的長度大于12m，寬度大于2.8m，高度大于4.5m的時候可以采用分段技術來對鋼預制構建進行處理。在分段吊裝的過程中，一定要嚴格地按照行業內的標準流程進行操作，做好吊裝方案的設計，全面地提高吊裝工作的安全性，在對于大中型吊裝機械設備的調配過程中，應當依據施工現場的實際情況進行設備的合理分配[5]，同時保證吊裝機的工作范圍能夠覆蓋整個施工現場，而且還應當對吊裝機的各項參數指標仔細分析，從而保證起重吊裝機的各項性能以及型號等能夠符合該工程實際中的吊裝需求，在全面保證安全性施工的前提下同時為后續的順利施工打下良好的基礎。

3.2鋼柱吊裝技術

高層建筑工程作業中，鋼柱整體規模相對較大，應分成多個部分吊裝，保證鋼柱結構施工的質量與安全。鋼柱吊裝施工要點如下：（1）首節柱安裝時，鋼柱需定位精確，鋼柱結構中心線與高層建筑中心線吻合、螺母和下墊板標高與設計要求相符，將螺母、下墊板擰緊，以此固定好首節柱。（2）完成首節柱吊裝后，繼續安裝上節柱，做好定位軸線及標高的控制工作，必要時可根據鋼柱標高優化鋼柱安裝模式，保證鋼柱結構安全可靠。

3.3焊接鋼結構

高層建筑結構中選取鋼材厚度較厚，在設計中使用大量斜柱，此類設計增加了焊接工作量，需實施大量斜焊作業，增加了施工安全風險，且難以確保施工質量。因此，為解決上述問題，焊接中使用二氧化碳氣體保護半自動化焊接，根據項目實際情況進行斜焊，確保焊接質量，且提升焊接速率。確定焊接技術后，需抽調專業人員組成焊接工藝評定小組，將焊接參數進行編制。在焊接過程中，焊接節點繁多，加之鋼結構安全性較低、結構高，給鋼結構焊接工作提出新的挑戰，為提升焊接技術質量，明確焊接順序，根據鋼材類別選取合適的焊接技術。加強培訓焊接專業人員，確保人員持證上崗，對焊接后產品審核，特別為缺陷及內部損傷檢測，進而控制焊接質量。

3.4外圍集成與綠色建筑技術

裝配式鋼結構施工在高層建筑中的應用十分復雜，且受建筑高度的影響，為順利開展安裝工作和保證施工安全，就需要認真做好相關工作。外圍集成技術是一種重要技術，為更好地融入技術，需要科學、安全地處理墻體連接點。同時，低碳經濟時代的到來為綠色建筑建設與發展中的技術應用創造了有利的條件，加上人們對居住環境質量狀況改善也提出了更高的要求，而裝配式建筑能夠避免對生態環境產生不利影響，拓寬建筑領域的發展思路，可實現建設事業的可持續發展。

結語：

在近些年的發展過程中，我國的經濟社會發展速度越來越快，城市化的進程也日趨加速，在這樣的城市結構發展背景下，大量的城鎮化人口開始涌入到城市中生活，城市人口的數量連年激增，在這樣背景下，城市的土地資源也越來越緊張，為了更好地緩解人口增長數量與緊缺的土地資源之間的矛盾，高層建筑、超高層建筑開始走入到城市生活之中。在當前的高層建筑設計中，鋼結構設計是其中最為核心的結構設計內容，但是從目前的施工與設計情況來看，鋼結構設計具有很強的技術性特征，施工人員在設計施工的過程中應當從細節處出發，結合當前行業內的先進技術進行施工與操作，從而保證鋼結構設計更加具有安全性和穩定性的特點，從而為建筑行業的高質量發展提供良好的基礎。

參考文獻：

[1]王杰生.高層建筑鋼結構安裝施工技術[J].住宅與房地產，2019（09）：218-219.

[2]游仕忠.高層建筑主體結構施工技術探討[J].工程建設與設計，2019（04）：189-190.

[3]郭東明.高層建筑鋼結構安裝施工技術研究[J].綠色環保建材，2019（01）：131+134.

[4]郭鑫.高層建筑鋼結構施工技術現狀與對策分析[J].山西建筑，2019，45（03）：103-104.

[5]揭振華.高層建筑鋼結構施工研究[J].住宅與房地產，2018（31）：128.