高层建筑钢结构施工技术探讨-

论文导读：
摘要：钢结构施工过程中只有严格按施工图纸及现行规范施工，才能保证施工质量，达到预期控制目标。本文探讨了高层建筑的钢结构施工技术。
关键词：高层建筑；钢结构；施工；技术
随着城市建筑业的迅速发展，高层钢结构工程应用越来越多，合理确定钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。

一、钢结构的施工优缺点

1、 优点
（1） 空间感强
由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大,是混凝土强度的1.5倍,因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土所占用的空间,这样就增大了使用空间。
（2）施工速度快
钢结构的构件都是经过工厂精密制作后才能在现场进行安装。与普通混凝土建筑相比, 在施工中避免了脚手架的大量搭设,同时利用压型钢板代替混凝土楼板,还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行,这样就提高了工程进度。
（3）低成本、较环保
钢铁具有重复利用的特性, 因此钢结构同样可回收再生利用, 比其他建筑材料的成本较低, 而且不会产生大量的建筑垃圾, 对环境更环保。
2、 缺点
（1）耐高温性差
如果在发生火灾的情况下, 钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多,其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多,随温度持续升高, 钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃～500℃的环境中时,其强度下降40%至50%。若温度超过550℃,钢结构就会完全丧失刚度和强度,变形快速增大,拉力与承载能力完全丢失, 导致钢结构倒塌。因此, 在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。
（2）耐腐性差
由于钢材本身具有易氧化的特性, 这样就决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈,且锈蚀会引起应力集中,影响钢结构的安全, 导致钢结构提前受损, 因此,做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。

二、高层建筑的钢结构施工技术

1、地脚螺栓的埋设

底板在土建施工的同时要穿插地脚螺栓的埋设或插入钢柱的安装,钢柱埋设或地脚螺栓就位后土建单位才进行相关施工。地上部分全钢结构施工,钢结构先行,土建、安装等单位随后。但是钢结构的施工必须与土建单位密切配合,砼楼板浇注的楼层与钢结构施工楼层不宜相差太多,这样既有利于整体结构的稳定性,也有利于整体施工的流水作业。
钢柱生根在埋设的地脚螺栓或直接安装在钢梁上。每一根钢柱一般由6根或8根螺栓组成。安装时需要每组螺栓组合在一起,整体进行埋设。埋设步骤如下:测量放线:首先根据原始轴线及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的延引,然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点;每一根钢柱预埋螺栓的框架全部预先进行加工制作,采用角钢将预埋螺栓固定为一个整体。预埋螺栓的制作精度要求预埋螺栓中到中的间距≯ 2mm,预埋螺栓顶端的相对高差≯ 2mm;埋螺栓在底板钢筋绑扎过程中,根据测放出的轴线,将预埋螺栓整体就位。首先找准埋件上边四根固定角钢的纵横向中心线,使其与测量定位的基准线吻合,然后用水准仪测出埋件四个角上螺栓顶面的标高,高度不够时在埋件下四个角用钢筋或者角钢抄平。
预埋螺栓埋设质量不仅要保证埋件埋设位置准确,更重要的是固定支架牢固,为了防止在浇灌砼时埋件产生位移和源于：毕业设计论文致谢www.7ctime.com
变形,除了保证埋件整体框架有一定的强度以外,还必须采取相应的加固措施,先把支架底部与底板钢筋绑扎固定,四边加设刚性支撑,一端连接整体框架,另一端绑扎在底板的钢筋上;待底板钢筋绑扎完毕,再把预埋件与底板构造钢筋焊接为一个整体,在螺栓固定后对埋件的位置及标高进行复测。
地脚螺栓在砼浇灌前应再次复核,确认其位置及标高准确、固定牢靠后方可进入;螺纹上涂黄油并包上塑料纸,浇灌过程中,要派专人对其进行监控,对浇注过程中出现位移和偏差的埋件,用倒链或千斤顶在砼初凝前及时纠正;地脚螺栓的埋设精度,直接影响到结构的安装质量,所以埋设前后必须对预埋螺栓的轴线、标高及螺栓的伸出长度进行认真的核查、验收。标高以及水平度的调整一定要精益求精。对已安装就位的地脚螺栓,严禁碰撞和损坏,钢柱安装前要将螺纹清理干净,对已损伤的螺牙要进行修复。土建施工时一定要注意成品保护,避免使安装好的地脚螺丝松动,移位。

2、钢柱吊装

钢柱竖直于地面，钢柱影响了建筑高度和层数。对其生产加工需考虑目前行业标准。钢柱在用料制作时要注意焊接过程会导致材料收缩，并且将其竖直放置后受力改变后也有可能受向下的压力扭曲，因此翻样、下料时选择材料要比完成长度略长些，大概几毫米的差距。且钢柱上相两截的尺寸即使一样也不能互换。每节钢柱用编号加以区分。准确安装。
高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域，吊装按划分的区域，平行顺序同时进行。为了避免钢柱安装的时候撞坏螺栓丝牙部位，要在地脚处安装保护保护装置。钢柱被吊起来等待安全前需做好前期设置工作，在预定位置按好应用于上下的梯子，挂蓝等。起重时用双机还是单机设备的选择根据高柱的轻重和起重机的载重能力来判定。双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直。单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊，严禁柱根拖地。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱。正方形框架取4 根转角柱，长方形框架当长边与短边之比大于2 时取6 柱，多边形框架则取转角柱为标准柱。钢柱轴线位移校正，以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转，钢柱扭转对杠架安装很不利。

3、钢梁吊装

主梁起吊前期要调查好各项安全设施，梁上安装好辅助工具：扶手干，绳。起吊安装到位后把扶手绳和柱子紧紧挤在一起，确定稳固。这是施工安全的重要组成部分。通常情况下选择梁上边界处打孔使之成为吊点。它的大小和方位反映的是钢梁论文导读：
跨度的大小。如果小梁数量很多，也可以用一次多吊的方法节省时间。此外还有一种方法增加施工安全和效率是将梁、柱在地面组合成一个大的整体一次性起吊，但需要保证整体性不会因为高空重力而散架。

4、钢结构高强螺栓连接

（1）节点处理
高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔、板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧，结合良好，先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量不宜多于临时螺栓总数的3%。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓，以防止损伤螺纹，引起扭矩系数的变化。
（2）螺栓安装
高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行，螺栓穿入方向要一致。一般应以施工便利为宜，对于箱形截面部件的接合部，全部从内向外插入螺栓，在外侧进行紧固。如操作不便，可将螺栓从反方向插入。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时，根部的垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头，安装尾部的螺母垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。严禁强行穿入螺栓，如不能穿入时，螺孔应用绞刀进行修整，用绞孔修整前应对其四周的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。修整时应防止铁屑落入叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周围的毛刺，同时扫清铁屑。
（3） 螺栓紧固
高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧是为了尽量缩小螺栓在紧固过程中由于钢板变形等的影响，采取缩小互相影响的措施。复拧即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的基础上，再重复紧固一次，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。终拧是对高强度螺栓作最后的紧固。终拧的轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。
5、焊接
钢结构焊接前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝。多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
总之，高层钢结构建筑施工技术难度大,施工工艺比较复杂。由于我国对于高层钢结构建筑这一领域的起点是比较低的,相应的各个方面的施工技术还不是很成熟,需要一步一个脚印,积极对待,积累经验。因此认真做好高层建筑施工管理,积极做好高层建筑施工监督工作,这样才能做到安全可靠地完成高层建筑的建造,更好促进社会经济进步和发展。
参考文献：
邱文雄. 钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J]. 科技资讯, 2009,(19)
吴晓斌. 高层建筑钢结构施工及建议[J]. 中国新技术新产品, 2010,(19)
[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)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。