高层钢结构施工工艺及焊接技术的应用

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摘要：随着我国经济和科技的不断发展，为我国建筑行业的发展提供了经济和技术支持，这些都推动着我国建筑行业的发展。尤其是近年来我国城市化进程不断加快，城市高楼层层叠起，钢结构在高层建筑工程中得到广泛的应用，极大地增强了建筑物的艺术价值。下面本文将对高层钢结构施工工艺及焊接技术的应用进行简单的分析和探讨，了解其实际应用效果和推广的积极意义。

关键词：高层建筑 钢结构 施工工艺 焊接技术

目前随着城市高楼的不断兴起，钢结构已经成为高层建筑物中主要的施工板块，钢结构不仅具有很强的使用价值，还能提升建筑物的艺术价值，使建筑物既能满足人们生活需求，又能满足人们视觉审美感受。这种结构在实际运用中具有很大的优势和特点，在施工过程中要不断引进新的施工工艺和焊接技术，不断提高高层建筑物的质量和艺术水平。在钢结构施工过程中，要严格按照施工图纸，并且要根据建筑施工环境及时调整施工方案，最大限度的实现钢结构应用的实际价值。

一、高层钢结构施工工艺和焊接技术分析

（一）钢结构施工特点

随着国家经济的不断发展，建筑行业用钢量不断上升，钢结构也逐步在各个领域得到广泛的应用和推广，如桥梁、工业厂房和一些大型地上结构等方面的施工中都大量的使用了钢结构。钢结构施工具有一定的特点，它具有自重轻、建设工期短、适应性强、外形丰富多样、便于维护等优势，具有积极的推广意义。

（二）钢结构施工工艺

高层钢结构施工内容主要包括选材、箱型柱制作组装、钢结构制作安装、框架梁制作、梁及连接板加工以及组焊等方面的工作。在钢结构选材中要考虑钢的性能和特点，它的导热系数大、耐火性差，在选材时，要看清钢筋质量证明书和试验报告，在投入使用前时，还要查看其进场检验是否符合相关标准和设计要求。其连接套筒也应该有出厂合格证书，当施工所使用的材料为低合金钢、优质碳素钢时，应该充分考虑钢结构的抗拉承载能力，其标准值不能小于连接钢筋受拉承载力标准的1.2倍，且套筒的长度应该是钢直径的2倍。其主要工作包括下斜切割、放样号料、箱体组装以及箱体四条主焊缝的焊接。在放样时铣和刨加工的工件要结余5mm，放样时尽量节约材料，严格按照规格取样。在下斜切割时，要采用多头切割机下料，使用液剪倒角机进行机械破口，并且及时矫正样板，确保它的平整度。在进行箱体组装时，一般使用内隔板组装，在装备平台上将工艺隔板和加劲板装配在一个箱体上，保持两者间的距离，距离主板两端头200mm，工艺隔板之间相隔1000mm-1500mm。除此之外，钢结构施工中还有很多施工工艺，在施工过程中都需要高度重视，这样才能确保施工质量和建筑物的安全。

（三）焊接技术

在高层建筑物中厚钢板焊接质量直接关系着整个建筑物的安全性能，在焊接过程中，要根据施工需求随时调整焊接的顺序和速度，这种焊接技术的水平直接与技术人员的操作水平有关，在焊接时，应该选择具有丰富工作经验的技术人员来完成工作。高层焊接施工现场的环境差、焊接难度也比较大、焊接过程中的填充量也很大，在施工过程中，一般采用CO2气体半自动保护焊，这种焊接技术能满足高层厚钢板焊接要求。CO2气体半自动保护焊是一种新的技术，一般用于立焊和斜立焊，这种技术的发展和应用适应高层建筑物施工的特殊性，其施工环境差、施工难度大等，而这种焊接技术恰好能满足施工技术的要求，其工艺性能极好，并且施工效率高，能有效的提高单位的经济效益。

二、高层钢结构施工工艺及焊接技术的应用

（一）工程概况

某高层建筑，其中A塔楼高152.9m，地上3层，地上46层，其结构分为地下室和主体，地面1-4层采用劲性铨结构，其他部分使用全钢框架结构，平面结构呈回字形，分为内框架和外框架两个部分。内框筒为17・17m，外框同为40.2・40.2m.A塔结构所用的钢结构的总重量大约需要2.5万吨，其构建总数约为221300件，建筑平面内的钢柱为68根，其中有箱型柱17根，工字型柱61根。在施工过程中，梁柱结构采用刚性节点，次梁和主梁之间的节点采用交接点，钢柱与钢柱之间的连接采用的是全熔透坡口焊接处理方法。在高强螺栓使用方面，地下室使用了少量的大六角型，主体结构全部使用扭剪型。钢材材质主要为Q345B、C、D级，其耐火性为一级。

（二）施工难点

在高层施工中必然会使用塔吊，而塔吊设备位置的选择也很重要，为了加快施工进度，降低劳动力消耗，必须合理选择垂直运输设备。塔吊的选择关系到运行安全，不仅要考虑满足钢结构施工需要，还要考虑相关单位的吊装任务从而有效的共同完成施工任务，该工程选择两台M440D的塔吊。在施工现场平面布置工作中，该工程由于施工场地小，在市郊选择了一块中转场，设置了一条6M宽的通道，确保现场交通方便和安全。此外在大型构件安装上，工程选用了上部灯笼的大箱梁构件长度达40m，重量为30吨，在施工时采用分段施工，分段运往现场，然后再拼装和吊装。接下来就是结构测量，要确保测量的精度，对工程两部分结构和外框四根角柱的精度进行严格控制，这些工作都具有一定的施工难度，在施工过程中要根据实际情况，及时调整施工方案。

（三）注意问题

由于高层施工环境差，导致其施工难度大，因此在焊接过程中十分注意一些问题，尤其是在冬季施工中，其焊接难度就会更大，钢结构焊接很容易受到空气中湿度和温度的影响，而降低焊接质量和效率。在冬季进行焊接工作时，要做好充分的准备，如焊接材料的选择和使用、焊接材料的储存工作、焊接设备的检查工作以及焊接过程的有效控制。在焊接过程要控制好焊后加热，在填充缝或面层焊接后，先检查其外观是否符合要求，然后再进行焊后加热。还有焊后保温的控制，冬天温度低，焊后保温要围绕消除骤冷骤热现象，防止钢板胀缩不均。

结束语

综上所述，钢结构在高层建筑物中的应用具有很大的现实价值，它能满足现代高楼建筑行业发展需求，虽然其施工难度比较大，但是只要加紧技术研究，不断引进新的工艺和技术，相信在不久的将来，钢结构施工质量和水平会得到整体的提高，从而有效的确保整体建筑物的质量和安全。在钢结构施工中，尤其要注意钢的特性，其导热快、耐热性能差，施工时要严格控制承载能力和受拉力之间的比例，确保其结构的稳定性，建设高质优效的项目工程。

参考文献：

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