探究高层建筑中的钢结构施工技术

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摘要：随着我国建筑行业的迅猛发展，钢结构在高层建筑中的运用越来越普遍。钢结构以其优良的特点，在建筑施工过程中得到了广泛的推广。因此，探究高层建筑中的钢结构施工技术具有重要的现实意义。本文首先介绍了钢结构的种类，其次介绍了钢结构安装方法、钢结构的连接技术、以及钢结构安装完成后的校正以及检验，最后介绍了钢结构在安装过程中需要注意的安全措施。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

1引言

随着我国建筑行业的快速发展，钢结构在建筑中的运用越来越普遍，虽然我国钢结构的运用起步比较晚，但是其发展迅速。近年来具有代表性的高层建筑不断显现，比如金茂大厦（上海）、世贸中心（大连）、赛格大厦（深圳）等，均是我国著名的钢结构高层建筑。随着高层建筑中钢结构的运用，其对我国建筑行业的发展起到巨大的推动作用。钢结构的优势有：自重较轻、施工周期较短、良好的减震性能、环境污染小等等，这些特点推动了钢结构的广泛运用。但是，钢结构也有缺点，比如较差的耐火性，其最大的缺点是较差的耐腐蚀性。

2 钢结构种类

高层建筑结构钢分为三大类，分别是：碳素钢、低合金钢以及热处理低合金钢。在广泛的运用中，碳素钢最受广泛运用。Q235钢在我国当今建筑结构钢中使用最普遍。

为了凸显高层钢结构的地位，提出检验钢材的五项技术性能，分别是：冷弯性能、韧性冲击、屈服点、强度拉伸以及伸长率。在钢材进入使用阶段前，上述五项指标必须符合相关规定。

不同用途的钢结构，其技术要求也不同。比如应用于抗震功能的钢结构，其屈强比要高于1.2；设防在8度以上的钢结构，其屈强比要高于1.5；如果钢结构上屈服台阶比较明显，其伸长率要高于20%，而且其延性和可焊性要比较高。对于钢柱中的磷、硫等的含量需要控制，这是防止厚板层撕裂的有效措施，其含量要控制早0.04%之内。

3钢结构的安装

3.1高空拼装法

高大是高层建筑的显著特点，因此，钢结构在高层建筑中的施工过程中，对其进行高空拼装是不可避免的技术。在高空拼装施工过程中，首先要在地面搭建拼装支架，然后运用起重机施工，其操作如下所示：

运用起重机将需要安装的钢结构悬吊到预先设计的位置，钢结构拼装在搭建的支架上施工。

网架拼装顺序要从楼房的一端开始向另一端推进，推进的形状是三角形，等到两个三角形的形状相交后，再以人字形徐徐安装，最后在末端闭合。

块体的钢结构安装顺序如下所示，网架安装的三角形部分之前，块状结构是以屋脊为开端，然后向两端进行安装，等到网架安装时三角形形状相交后，块状结构的安装是以交点开始向两边徐徐安装。

3.2整体安装法

3.2.1 多机抬吊法

多机抬吊施工过程，首先要将准备工作做好，此方法的特点是：不但准备工作简单，而且安装过程也迅速。中、小型网架屋盖（高度约25m，跨度约40m）就是采用多机抬吊方法。

3.2.2 提升机提升法

在地面上讲网架结构安装好，然后运用提升机直接将总结构提升到柱顶横梁上安装就位。提升机提升法的优点是：施工过程中，设备简单（不需大型吊装设备），提升过程平稳、劳动强度不高、施工效率高、施工过程安全性高，但是，施工前的准备工作比较复杂。如中型的周边支撑网架（高度为40m，跨度为50-70m之间）就是广泛的运用这种方法。

4 钢结构的连接技术

4.1 焊接连接方法

对高层钢结构进行焊接工作有如下特点：工期紧张、质量要求较高、施工量大、结构复杂等，钢结构的焊接工作非常重要，其焊接质量受到很多因素的影响，比如：焊接顺序、工艺参数的选择以及施焊水平等。

4.1.1 手工电弧焊

手工电弧焊的特点：操作方便且灵活，便于不同位置的焊接工作，工作效率低，施工质量差。此方法多用于焊缝打底，在现场焊接工程中广泛的运用这种焊接技术。

在确保焊接质量的条件下，选择焊条参数时，焊条选择大直径焊条，并使用大电流进行焊接。

焊缝的成型外观和质量直接受焊缝接头的影响。对于接头部位必须要准确的掌握，如果推后，会导致焊肉高起重叠等现象的出现；如果推前，会导致脱节凹陷现象。

4.1.2 自动埋弧焊

自动埋弧焊焊剂和焊丝的选择如表1所示。

4.2 高强度螺栓连接

当今，我国比较流行的钢结构连接形式就是刚强度螺栓连接，这种连接方法在钢结构的连接中与焊接的地位相当。运用高强度螺栓连接施工过程中，其以施工简单、耐疲劳、抗震性能好、刚度强等优点，正是由于上述特点推动了此技术的广泛运用。

5 高层钢结构测量与校正

5.1 校正、验收

在高层钢结构安装过程中，如果一个安装流水段安装完成后，需要及时校正。流水段是根据柱子的分段来划分，高层钢结构建筑按一下标准进行划分，三层为一节柱。当一流水段安装完成并校正后，经相关专业部门进行监理复测后，然后才能安装下一流水段，按此顺序继续安装，直至安装完成，当某一施工阶段结束后，需要进行阶段性验收，总安装完成后进行施工总验收。

5.2 校正方法

在对高层钢结构建筑进行校正前，首先要确定标准柱，这样可以降低安装误差。标准柱的确定如下所述：正方形框架以四根转角柱为标准柱；长方形框架时，长、宽之比大于2时，选取6根标准柱；多边形框架以转角柱为标准柱。标准柱的基准点确定就是基中心线。在观测标准柱的垂直度时，首先要在柱顶固定测量目标，以激光经纬仪为测量工具，基准点为固定点。在钢结构的安装施工中，钢结构很容易出现震动，会产生机械误差，因此，导致运用仪器安装也会出现不同程度的误差。在进行完一次测量后，需要对对误差进行校正。

6 安全施工

6.1 节点处理

对钢结构架进行调整后，还需要对其进行矫正，结构件的连接一般采用高强度螺栓，这种连接方式有利于发生变形、错位的结合件进行矫正工作。在安装施工中，为了保证板束摩擦面的贴紧需要利用高强度螺栓连接。高强度螺栓安装需要手动扳手和变通螺栓进行安装，并且保证摩擦面能够紧固、贴紧。

在施工过程中，确定临时螺栓的标准一般是：临时螺栓个数是高强度螺栓总数的三分之一为最佳，临时螺栓的个数不能小于2个。冲打穿入螺栓的个数也是有所限制，但是要低于临时螺栓的百分之三。螺栓的安装不当很容易造成安全事故，在安装过程中必须注意的是，临时螺栓不能代替高强度螺栓，如果混合使用，临时螺栓的螺纹会出现损伤，如果出现上述情况，会导致螺栓的扭矩系数的改变，潜在的增加了钢结构的施工危险。

6.2 螺栓安装

在安装过程汇总，节点位置经过计算而确定，并进行良好的处理，因此，在高强度螺栓安装过程中，特别需要注意的安全措施就是螺栓的穿入方向必须与方向一致，施工注意事项如下所述：

（1）螺栓在箱型截面部件中的安装过程中，在其结合处螺栓由内向外插入，并且在外侧紧固。这样操作的缺点是：操作不便。

（2）杜宇大六角的螺栓安装，特别需要注意安装方向，倒角的垫圈位于螺栓头朝向的一侧。在对螺母垫圈的安装过程中，其安装方向应该与母垫圈、高强度栓的安装方向一致。

7 结束语

综上所述，随着我国建筑行业的快速发展，高层建筑钢结构在建筑行业的地位越来越重要，成为我国主要的建筑形式。当然钢结构建筑需要运用高空、悬空作业，增加的施工的难度。因此，在钢结构施工中，必须对施工技术进行合理的选择，根据工程特点，选择机械设备，控制好施工现场。在施工过程中，必须做好施工的安全工作，安全防护工作必须及时跟进，防护措施必须严密。施工完成后，要及时做好检测、校正工作，确保工程的施工质量。

参考文献

[1]张吉纯.天津地铁大厦工程型钢砼结构施工技术[J].经营管理者，2011：07-11.

[2]罗永峰，王春江，等.建筑钢结构施工力学原理[M].中国建筑工业出版社，2009.

[3] 王来，邓芃，卢玉华.钢结构工程施工验收质量问题与防治措施[M].中国建材工业出版社，2006.

作者简介

罗必江（1967.10.17—）男；汉族；大专；工程师；项目经理；现主要从事建筑施工技术与管理。