超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施

【摘要】技术的发展和应用极大地提高了人民的生活水平，超高层建筑业越来越多地融入了科技元素。由于复杂的建筑外形和施工环境使得超高层建筑结构在施工方面存在着不小的考验，其施工标准高，施工场地小，施工存在立体交叉等情况要求建筑结构的施工技术能够支撑和全面衡量结构安全和施工风险。钢结构施工的运用加速了超高层建筑业的发展

【关键字】超高层建筑；施工技术；钢结构施工

1 引言

随着城市的快速发展，城市土地资源压缩，城市对住房面积和办公空间的需求使得超高层建筑业迅猛发展。由于钢结构具有强度大和质量轻的使得钢结构满足超高层建筑的高要求和施工成本。其施工流程涵盖了结构钢的设计，结构钢的生产，吊装和焊接。钢结构在施工中情况多变，因此施工技术也存在着相当大的考验。

2 超高层建筑钢结构施工的关键问题

2.1 影响超高层建筑施工的因素

超高层建筑一般出现在大中城市，人口密集，交通结构复杂，土地资源紧缺，建筑密度大，这些因素导致超高层建筑的材料运输和材料运用都受到限制，高强度的材料很大程度上会影响地基和周边建筑的稳定性，因此施工过程中必须考虑到钢结构的质素，因该选择耐受性好，自重轻的钢材料。另一个影响比较大的因素是超高层建筑的刚需面积比较小，通常是进行立体交叉施工，这种施工方式使得工序的管控和协调成为一大难题，故施工工程中受限较大，严重降低施工的进度。值得注意的是天气情况也是影响超高层建筑钢结构顺利施工的不可逆转的客观原因。

2.2 钢结构的施工流程

作为超高层建筑，其施工流程的每一个部分都有可能影响工程的进度和建筑质量，这是由施工中不可逆转因素造成的，例如底层混凝土的凝结时间和凝结度。钢结构的施工是一个系统性的工程，主要分为五个部分：第一部分是钢结构的验收，这是建筑钢结构稳定性和安全性的首要保障；第二部分是施工现场的吊装；第三部分是吻合度的调整，避免钢结构出现受力不均的情况；第四部分是钢结构的焊接工作，这是非常重要的环节；第五部分就是最后的加固操作。超高层建筑钢结构施工的特殊性要求关键技术的支撑和施工资源的整合最优化利用。

3 钢结构施工的技术和措施

超高层建筑中钢结构施工的关键技术以及措施的分类不尽相同，基本上分为施工技术准备、施工测量技术、施工焊接技术和形变监控技术。

3.1 超高层建筑的钢结构施工准备

在超高层建筑中采用钢结构施工的过程中，需要明确两条基本的主线，即钢柱的吊装和混凝土的施工，其中混凝土核心筒在工程中垂直作用毋庸置疑。相关监管部门务必做好各个工种和各个工序的协调，保证作业的穿插和交替有序进行。在准备阶段，监理部门还应与设计单位及时沟通，及时反馈，对设计图纸的审核，便于工程的深度优化和完善设计。由于混凝土和钢结构两者间的交叉施工的相互影响，需要施工时合理地对钢结构和混凝土进行最优化的衔接，这也是钢结构施工中的关键点。超高层建筑施工主体上与一般的钢混结构建筑一样，从最底层的地基施工，到地面标准层的搭建，再到高层的钢混支撑。

3.2 钢构件的吊装

钢结构件的吊装一般有两种方法，针对中低层，对外围可用起重机进行起重吊装，对建筑结构内部的钢构可以用内部塔吊装置进行起吊。另外一种方式是将钢构进行拆分，随着楼层的增高，将钢构单元不断地搭建，层层递进。

在超高楼层的施工当中会使用到两个到三个塔吊起重机，有利于施工的协调和楼层的增高对塔吊高度的要求，拿上海中心为例，其建筑面积达57万平方米，总高度632米，建筑方式就是核心筒加外围钢框架结构，采用两台平行塔吊机进行主体高度增加的钢构起吊。倘若进行完工后的塔吊拆除，可以借鉴上海中心工程，在封顶内搭建一个塔吊对外围塔吊进行拆卸。

3.3 钢框架预算和施工控制

还是以上海中心为例，建筑高度为632米。超高层的施工受到风向、风力、雷电的严重影响，因此施工时务必考虑到客观因素的存在。另外应当严谨地制定预算和应急预案。这是由超高层施工的局限性和特殊性决定的。在施工时应该周期性地进行相关参数的测量，及时地更新数据，楼层越高，周期间隔时间应该越短。钢框架的预算包含了钢材的投入，施工状态以及塔吊的载荷条件等，只有做出科学的预算才能保证整个工程的质量和进度，才能最大化地提高效益。

钢结构的施工控制应该包含钢结构自身外形、质量、耐受力的控制，还包含施工安全性的控制。超高层钢框架的焊接也是施工控制的一部分，施工控制务必控制焊接的消耗和保证焊接质量，施工控制还应监控焊接完成后钢结构的受力形变，因此结构形变控制技术必须监控整个工程的设计，施工，验收和修缮。

4 结束语

技术的发展给我国建筑行业的发展注入了强大的动力，无论是信息化的监控技术还是现代机械的运用，无论是新型钢材的诞生还是特殊建筑结构的论证技术，以及先进的施工技术和创新型的施工难题解决措施，更加科学合理的监理机制和应急措施都在现代化的建筑行业展现了强大的生命力和广阔的应用市场前景。

在未来的超高层建筑行业中，建筑的科技元素将成为建筑本身的支撑，技术的创新和实际运用将会在工程的效率发挥得天独厚的优势。笔者相信未来超高层建筑的关键技术将会更加的实用，伴随着钢材的创新，钢结构施工技术会越来越造福于城市的发展。

参考文献：

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[4]程贵清.超高层建筑的倒塌与结构的强化[J].消防技术与产品信息，2003（09）.

作者简介：张斌（1992--），男，新疆库尔勒人，武昌理工学院城市建设学院1108班土木工程专业。