高层建筑钢结构施工浅析

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摘要：随着我国城市化进程不断加快，大量人口涌入城市，用地紧张。随之大量高层建筑拔地而起。钢结构以其特有的结构特征及受力性能，使得其在建筑业应用的越来越广泛。本文介绍了高层建筑钢结构的组成，分析了高层建筑钢结构的施工技术，仅供参考。

关键词：高层；建筑；钢结构；施工技术

Abstract: along with our country city to speed up the process, an influx of immigrants into the city, land shortage. With the large number of high-rise buildings.Steel structure with its special characteristics andmechanical properties, so its application in the construction industry more and more widely. This paperintroduces the composition of high-rise steel structures,analysis of high-rise steel structure construction technology, for reference only.

Keywords: high; construction; steel structure; construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

一、钢结构的特点

钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构,因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点,通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大，有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。进而取代了传统的砖混结构、混凝土框架结构建筑。

二、钢结构主要构件

（一）梁、柱

钢结构住宅结构一般设计为强柱弱梁形式，梁柱均取等截面形式。梁主要选用高频焊接和热轧H钢，它是工字钢的升级换代产品，具有抗弯性能好，翼缘宽，侧向刚度大，翼缘表面相互平行，构造方便等优点。我国目前采用的H钢梁大多为Q235和Q345钢，翼缘宽度为60～180mm，截面高度为100～800mm。

钢结构住宅一般为大开间，框架柱在两个方向都承受较大的弯矩，同时应该考虑强柱弱梁的要求，目前广泛使用焊接H型钢或I字热轧钢截面。对于轴压比较大、双向弯矩接近、梁截面较高的框架柱，采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱。方钢管混凝土柱不仅截面受力合理，同时可以提高框架的侧向刚度，防火性能好，而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。

（二）楼板

楼板结构的选择至关重要，它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外，更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用。所以，楼板必须有足够的承载力、刚度，并且与钢框架实现可靠连接，确保结构体系的整体刚度和稳定性。另外从抗震角度来看，还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。同时楼板还要应该满足住宅功能的要求，如防颤动、隔音、隔热等。我国钢结构住宅的楼板，一般采用钢筋混凝土结构和钢结构体系的传统做法。常用的楼盖结构有:压型钢板-现浇混凝上组合楼板，现浇钢筋混凝土板以及钢-混凝土叠合板，而以第一种最为常用。

（三）支撑体系

支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种，前者耐震能力较差，后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且为门窗洞的布置提供了有利条件，目前国内用得还很少，建议在高烈度区首选偏交支撑。

三、高层建筑钢结构施工技术

（一）塔吊

塔吊的选择一定要符合施工要求以及布置的位置是否方便施工以及以后的拆卸等问题。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。若使用附着式塔吊时，如果工程设计师180m,那么就要采用210m的塔吊比较合适,这样,即从经济上考虑,又在施工成本上节约。

（二）吊装

吊装在钢结构施工中是一个关键重要的工序，吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。

吊装的总原则：

a.在一个平面内,要从中心位置,核心筒逐步向四周去展开吊装,从中间位置的单元,要先构件成一个稳定的单元刚度柱,要先吊装柱,再吊装梁,在一个柱网单元固定后,在依次在周围吊装两个单位,三个单元,直到最后全部吊装完成后进行全面的校对。

b.竖向吊装顺序(以一柱三层为例):先安4根钢柱下层框架梁测量校正螺栓初拧中层框架粱上层框架粱测量校正螺栓初拧测量校正终拧高强螺栓焊接焊缝检测散铺上层压型钢板与栓钉焊接下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接下、中、上层钢梯、平台吊装楼盖钢筋混凝土楼板施工。

（三）焊接

焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的重要工序,其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。焊前进行清理，使用电动钢丝砂轮对坡口内及两侧的浮锈打磨清理，并进行必要烘干处理。焊接顺序和焊接方向的合理性。先焊收缩量大的焊缝，以保证焊缝能够自由收缩；从部件相互之间相对固定的位置朝向彼此间有更多的相对运动自由的位置。拼板时，先焊错开的短焊缝，后焊通直的长焊缝。在焊接的过程中，注意保护气体对焊接点的保护，限制空气侵入。对于重要的焊接结构，若焊接接头的组织和性能不能满足要求时，可采取焊后热处理（退火、回火、淬火)以改善焊接接头的组织和性能，同时也可以消除或减少焊接应力。

四、高层建筑钢结构施工特点

钢结构的施工大体上可分为三大部分：钢构配件的制作、现场的拼接安装、防腐防火处理。

（1）钢结构施工对施工测量要求严格。钢结构在进行结构计算时，力学模型非常清晰，尺寸变化对模型影响明显。因此，在制作和安装阶段，施工测量是较为重要的问题。例如，下料不精确，会造成构件的变形；安装时不能就位，影响承荷效果钢结构施工现场焊接的环境特点。

（2）钢材具有热胀冷缩的特性，其在安装过程中对天气、温度等条件敏感。钢结构焊接有其专门的技术规程要求，实际工作中，自然条件不能满足工作要求时，往往要采取人工措施给施工创造条件，比如焊条的预热、钢板的预热加温等。如果钢结构在施工过程中尺寸变化较大，温度过高或过低都会对安装精度产生影响。

（3）钢结构易锈蚀，防火性能较差，需对其进行涂装保护。把钢结构防火涂料涂在钢结构件表面，以起到防火隔热保护作用，防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度，避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。

五、安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节,超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中,仅螺栓就有40万颗,这些零件虽小,但如果从l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点,采取事前与过程控制相结合的方法,即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等),并加强对施工人员的安全教育,坚持安全巡视制度。

工程在吊柱子时外墙设置网,吊框架梁时架设临时活动式走道,并随框架吊装逐层升高;拧螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台,另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。

尽管钢结构体系在我国还处在刚刚起步阶段，但该体系集众多优点于一身，一旦相关的配套技术及市场问题进一步解决之后，钢结构的发展将有着非常光明、广阔的前景。

参考文献

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[2]GB50205-2001,钢结构施工质量验收规范[S].

[3] 衣晓鹏. 高层建筑钢结构施工问题研究[J]. 科技致富向导, 2011,(02)