关于高层建筑钢结构施工技术的探讨

徐东辉

摘要：钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高等特点，在高层建筑工程中得到广泛应用。本文将对高层建筑钢结构的施工技术展开探讨。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

中图分类号：TU97 文献标识码：A

一、钢结构施工技术的特点

超高层建筑中大多数都采用钢结构体系。钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是都表现出很强的综合性，也是一个企业施工技术水平和管理水平的重要体现。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等优势特点，所以能在我国的建筑业中得到广泛的应用；但使同时具有耐火性差、耐腐蚀性差等致命缺点，只有对钢结构进行有效的防腐，才能延长其使用的时间。

二、高层建筑钢结构施工技术要点分析

1.螺栓预埋技术

预埋柱脚螺栓的位置要求比较严格，必须非常准确，否则不仅会增加钢柱安装的难度，也会对安装质量产生很大的影响。因此应该严格控制预埋螺栓位置，在施工的过程中，应该对基础轴线和标高基准点进行严格的控制，埋设后进行两次复测，第一次要在埋设定位后进行测量，第二次要在基础混凝土浇筑并等其变得坚固后进行相关的复测。如果在复测过程中，发现位移超出范围的问题，则必须进行重新埋设。其标高偏差应该尽量控制在±5mm 以内，定位轴线的偏差尽量控制在±2mm以内。

2.吊装技术

(1)钢柱吊装技术

钢柱是高层建筑层高和总高度的主要竖向构件的重要的决定因素，因此，在加工制造中，必须按照现行规范的标准来进行。钢柱在放样下料制作的过程中，应该充分考虑到焊缝的收缩变形以及竖向荷载作用下引起的压缩变形等各种因素，所以钢柱的放样下料长度要与设计长度区别开来，不能因为小差的少就不重视或者忽略不计。即使上下两节钢柱截面完全相等时也不能随便进行互换，同时要求对每节钢柱应编号做好记录加以区别，以保证正确的安装。

(2)钢梁吊装技术

钢梁在进行吊装前，应在柱子牛腿处检查标高和柱子之间的距离，主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位完成后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为了提高吊装的速度，对重量较小的次梁或者其他的小梁，尽量多利用多头吊索一次吊装数根。有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装，这样不仅有利于提高吊装的速度，还有利于减少高空作业，保证工程的质量。

3.钢结构高强螺栓连接技术

（1）采用高强螺栓连接方式时，应确保孔位的精确度。目前，制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，但后者的精度高于前者，在施工时应优先考虑采用后者。

（2）每个螺栓一端不得垫2个以上垫片。高强螺栓应自由穿人，不得敲打和强行穿入螺栓。当螺孔出现局部偏差时，只允许使用绞刀进行修整。严禁用气割扩孔，若使用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。

（3）绞孔修整前应保证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人叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周的毛刺，同时扫清铁屑。

（4）高强度螺栓的安装在节点全部处理好后进行，应按同一方向插入螺栓孔内。对于箱形截面部件的接合部，全部从内向外插人螺栓，在外侧进行紧固。如操作不便，可将螺栓从反方向插人。

（5） 钢梁安装过程中，板叠接触面间应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8 mm。高强螺栓不得作为临时安装螺栓。

（6）螺栓拧紧应按一个方向施拧，拧紧顺序应由中心按辐射方向逐层向外扩展。当天安装的应终拧完毕，且终拧完毕后应逐个检查。对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距。

（7）对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧时，轴力一般宜达到标准轴力的60%~80 %，最低不应小于标准轴力的30 %;复拧时，在初拧的基础上，扭矩值等于初拧扭矩值;终拧时，顺序是先拧上层梁，再拧下层梁，最后拧中层梁，对每个节点处的高强螺栓须按由中央向四周的顺序进行终拧。

4.焊接施工技术

焊接在钢结构高层建筑中的应用必不可少，一般钢结构高层建筑我们采用的焊接方法有CO2气体保护焊、电渣焊和自动埋弧焊等。下面就几种不同的焊接方法分别叙述其施工工艺的要点。

(1)CO2气体保护焊操作工艺

施工操作中要注意的有：焊接参数的选择，焊丝的选择和焊接电弧电压与电流的选择，电流要根据工件的厚度、施焊位置和焊丝直径和熔滴过渡形式来选择，电弧电压的选择要与电流恰好配合；不同位置的选择不同的焊接方式，平焊多选择左向焊法，能清楚地看到焊缝和熔池，便于控制焊缝的成型，横焊大多采用右向焊法，立焊分为向上立焊和向下立焊，中厚板的细丝焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊.

(2)电渣焊的操作工艺

电渣焊是一种自动焊，用户高强度结构钢在竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先要选择焊接的电流和电压，根据计算公式选择计算出的电流，电压与熔缝的熔宽成正比，起弧阶段电压会高一点，在焊透的情况下，电压尽可能底，焊接过程随时注意调整电压；其次要适当掌握好焊接的速度（1.5~3m/h范围内），送丝速度在200~300m/h的范围以内，造渣过程中最好选择200m/h；还有就是要随时检查焊件的炽热状态，适当调整焊接工艺参数，当翼缘板较薄时，相应的焊接部位要安装水冷却装置。

(3)自动埋弧焊操作工艺

在施工操作中要注意的有：首先是焊丝的选择，可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择；其次是焊丝的数目，可选择双丝焊，可一次得到大量的熔敷金属，焊接变形小同时也能提高焊接速度；其次对于无法使用衬热的焊缝，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，对于较厚钢板可采用多层焊，在塔接接头和T形接头中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。

高层建筑钢结构的特点用于建造高层建筑的钢结构有着许多的特点，其中优点有：结构自重轻.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工业化程度高，用于施工的钢结构构件可以采用在工厂生产，运至现场进行安装，因而可以大大缩短施工周期。另外还有一个特点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这个特点符合可持续发展及环保的时代主题。另外，主要缺点有：耐火性差，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，而且耐火性能比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构就基本上丧失了其所有的强度和刚度；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使钢结构的使用受到安全危害，提前破坏了钢结构，所以防腐措施是必不可少的。

三、结束语

随着钢结构的广泛应用，钢结构的技术难度会越来越大，随之而来安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。施工过程中，根据现场适用条件，严格吊装顺序，并在吊装后严格进行初校、复校，以保证吊装精度；探索焊接变形规律，优化焊接顺序，严格控制焊接质量，切实有效地进行施工管理。既要做好质量预控工作，也要重视过程控制和成果校核。

参考文献：

[1]何战宇.高层建筑钢结构施工技术[J].企业科技与发展,2010,(12).

[2]王培成.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].科技资讯,2011,(09).