高層鋼結構建筑施工技術研究

安振強

摘 要：鋼結構堅固耐用、質量輕、施工快，在高層建筑施工中應用具有十分明顯的環保優勢。明確鋼結構施工的應用特點，可以更好地為整個鋼結構施工管理提供保障，增強施工管理的控制效果，提升鋼結構施工安裝的整體水平。

關鍵詞：高層;鋼結構;建筑;施工技術

1鋼結構特點

1.1材質均勻

首先，從機械功能的角度出發，可發現鋼材內部結構具有極強的統一性與結合性，因此其材質波動幅度相較于其他材質明顯較小。其次，在滿足應力基本要求的情況下，鋼材將具有良好的彈性，并以此增加高層建筑穩定性。最后，將鋼材與工程力學計算結果進行對比，可發現其受力之間存在的差異性較低。由此可見，鋼結構質量明顯更強。

1.2穩定環保

鋼結構通過組裝可以成為立體式框架結構，整個結構的穩定性和安全性提升顯著。鋼結構施工的拼接速度更快、精度更高，對現場施工環境的要求相對較低。在鋼結構施工完畢后可以進行快速拆除，具有重復使用的特點，能夠顯著提高鋼結構施工的整體效果。鋼結構體系所有材料均為可再生材料，即使鋼結構廢棄后也能夠進行回收再利用，符合國家的環保要求，有效減少企業的成本費用，可以減少資源的消耗。

1.3塑性及韌性

從現實角度出發，可發現在普通壓力的影響下，鋼材因超載從而出現斷裂等現象的可能性極低，該點在建筑工程技術資料、研究報告及相關文獻中均存在詳細說明。此外，可對鋼材塑性及韌性進行證明的實際案例生活中存在許多，例如：針對以木結構為主體結構的房屋建筑而言，其承載力明顯低于鋼結構房屋建筑。

2高層建筑鋼結構施工技術應用措施

某高層建筑采用鋼結構形式，由地上31層與地下1層構成，高度為92.2m，標準層高為2.9m，采取鋼柱+剪力墻版的結構形式。框架柱共有36根，鋼柱截面尺寸為B300mm×300mm×12mm×12mm，B700mm×300mm×14mm×14mm，應用Q345B鋼材材質。

2.1深化構件設計

高層建筑鋼結構施工中，構件加工前需深化設計，綜合考慮施工方案、加工能力、設計圖紙及施工條件，對加工構件與現場施工具有重要影響。本工程主要從2方面出發：

1）節點設計。合理設計節點，使其傳力、構造簡單化，以減小施工難度、制作難度，組織多個部門共同確定節點形式，通過修改、驗算后，上報至管理部門審核方能確定節點設計。以X節點為例，原本設計為拼接2個V形構件，焊接難度高，制作復雜，建立三維模型后，按照施工工藝，改造組合結構為平面整體結構，簡化了加工過程，且添加耳板進行臨時連接，便于施工矯正。

2）分段設計。由于高層建筑現場無法進行大規模拼裝，因此，應盡量根據現場吊裝、運輸長度、焊接工藝等情況進行分段設計。以斜交網格結構為例，分段設計外框柱時，按照車輛拖掛車廂最大尺寸為17m的要求，分段在20m以內，梁與柱體的連接應用大面積焊縫連接至柱上，工廠完成梁、柱、節點的焊接，以保證焊接質量。

2.2安裝埋件

在吊裝施工中埋件作為基礎部門，其精度要求對于鋼結構整體的合理安裝和定位有著很大的影響，因此在實際的施工當中，需要從各個角度入手，最大化的保證其精度符合要求。在安裝當中，安裝埋件的每個細節都需要合理落實，確保不會產生相應的偏差。針對安裝前的保護工作，需要避免受到相應的破壞造成和計劃工作不相符合，針對建筑埋件允許偏差，人員也需要加強熟練掌握，在操作中不斷檢查，比如，混凝土在拆模之后，埋件軸線位置和原來相比較有相應的差異，按照相應的數據對其偏差范圍進行了解，如果大于計劃規劃要求，就需要對其及時處理和調整。為了保證偏差可以降低，對工作效率提升，在安裝前需要對施工方案進行明確，確保埋件偏差范圍符合要求，并且將其作為參考，在對埋件的中心線預設之后將安放位置合理選取，最后針對預埋件軸線和基面中心做好標注。以此來對埋件位置進行固定。施工人員需要按照施工不同階段要求對風險降低，不管是安裝過程中還是安裝完成后都需要將跟蹤和校正工作做好，按照埋件技術要求，對偏差位置合理調整。

2.3鋼結構焊接技術

從現實角度出發，可發現高層及超高層建筑屋頂等區域具有極強的平面側向力。因此在開展焊接施工時，工作人員應對水平焊接方式進行使用，并將附加襯管設置在對接區域，以此確保該區域焊接質量符合相關標準。在開展鋼管柱焊接環焊縫施工時，工作人員應對結合二氧化碳氣體保護焊及分段分向的焊接方法進行使用，并嚴格把控焊接速度，確保其處于1.5～3m/h的范圍內;針對送攤速度而言，工作人員應將其控制在200～300m/h的范圍內，并正確應用對稱焊接方式，以此避免焊接發生變形，從而對工程質量產生直接影響。此外，若鋼梁實際寬度≤1200mm，工作人員應對腹板及上下翼緣板采取全熔透坡口焊接方式，并在連接時對摩擦型高強螺栓進行使用。該種焊接方式不僅能夠顯著提升焊接效率，而且還能避免焊接出現變形。

2.4施工流程的控制

在鋼結構施工過程中，首先要檢查施工圖紙是否達到預期要求，施工圖紙對整個工程項目施工影響非常的關鍵，在施工期間要嚴格檢查施工圖紙，確保施工圖紙的效果符合預期。要積極加強施工圖設計的科學性與合理性，進行全面分析與評估，為了保證施工質量，施工人員在施工前需要對施工圖紙進行系統的優化設計以確保圖紙的科學性與合理性。在施工過程中，無論是設計使用還是生產與維護，都需要有統一的標準，在工程施工中，對于施工材料的使用標準、存放管理標準，施工工藝標準要進行嚴格的控制。在標準化數據管理中，還需要選拔優秀的管理人才，提高工人的積極性和主動性，最后要針對鋼結構焊縫質量進行施工工藝有效性評價，這樣才能夠確保施工規范，形成完善的評價標準和體系。在施工工藝評價中，一方面要保證施工安全高效，另一方面要提高施工整體質量，或對所使用的鋼材以及施工處理方式進行準確的評估，方便構建完善的評價標準體系，為后續的施工質量提供重要依據。

2.5螺栓連接

高層鋼結構螺栓連接主要用于梁柱與主次梁，其材料強度高，可施加螺栓較大預應力，高強螺栓能承受更大的荷載。連接施工前，要處理摩擦面，保證摩擦面清潔干燥，無其他雜質，有鐵銹則用鋼絲除去，打磨范圍不超過4倍螺栓孔徑面積，確保摩擦系數滿足設計要求。并且檢查螺栓孔徑，應比螺栓直徑大2.5mm。吊裝鋼結構就位后，用普通螺栓固定，矯正后用高強螺栓固定，分2次完成擰緊操作，初擰緊為70%預拉力，終擰緊為100%預拉力，大六角螺栓以最終控制扭矩合格為主，扭剪型螺栓以擰斷梅花頭為主。按照中間至兩邊螺栓群擰，對稱擰住兩側梁的順序擰，完成螺栓連接后，檢查螺栓是否全部擰好，避免漏擰，以保證連接質量。

結論

綜上所述，高層建筑的鋼結構施工中，應從構件設計、構件安裝、構件測量矯正、構件連接這幾方面出發，把控整體鋼結構施工質量，合理應用鋼結構技術。此外，還應結合工程實際情況，做好事前、事中、事后把控與安全管理工作，從而提高整體工程質量。

參考文獻：

[1]郭建莉，尚朝對.BIM技術在高層建筑結構施工中的應用分析[J].中國設備工程，2021（1）：258-259.

[2]趙立菊，王善庫.芻議高層建筑結構施工特點及施工技術應用[J].散裝水泥，2020（2）：19-20.

[3]宋玉華.高層建筑鋼結構梁柱節點的沖擊荷載性能研究[J].兵器材料科學與工程，2020（3）：43-46.

[4]孫朋，陳振明，戎澤振，等.復雜超高層建筑鋼結構建造關鍵技術創新與應用[J].施工技術，2019（20）：30-34.