高层建筑钢结构施工技术探讨

李灵

（湖南省建筑工程集团总公司湖南长沙　410004）

高层建筑钢结构施工技术探讨

李灵

（湖南省建筑工程集团总公司湖南长沙410004）

随着建筑工程的不断发展，施工方式也在发生变化，钢结构以其操作更加简便、稳定性更高的独特优势，得到了广泛的应用。在实际工程施工中，还需要在施工技术方面不断完善，切实提升钢结构施工技术水平。本文对于高层建筑中钢结构施工的要点以及安装技术进行了具体分析。

建筑结构；钢结构安装；施工技术

引言

在市场经济快速发展的形势下，建筑工程在规模以及数量上不断的扩展，城市土地资源越来越紧缺，在这种背景下，高层建筑应运而生，其在单位面积土地上的楼内总面积有了大幅度的提升，既节约了土地资源，同时也降低了施工企业的成本。而钢结构施工优化了操作流程，由于自重轻强度高的特点有效的提高了建筑的整体结构强度，更适用于高层建筑施工中。在钢结构施工中，安装是整个工程中的重点，所以要确保安装的规范性和连续性，严格按照施工规范执行，以确保钢结构施工的顺利进行。

1　高层钢结构建筑的相关优点

1.1材质比较均匀

钢材是钢结构施工中的主要材料，这种材料具有较好的力学性能，其在强度和韧性方面的稳定性为建筑工程的质量提供了良好的基础，能够最大程度地确保工程结构强度。因为钢材质地的均匀性，导致各个部位的受力点都是均匀的，所以在进行力学计算时，能够将计算结果的误差控制在最小范围内，对于提高钢结构的设计水平以及施工技术水平都具有重要意义。

1.2塑性和韧性好

因为高层建筑的垂直高度较大，所以作用在单位面积上的重力负荷加重，需要地基承受较大的荷载。如果地基出现沉降不均现象，就会对整体建筑结构产生拉应力，威胁到高层建筑的安全。而由于钢材的质地比较均匀，所以拥有良好的塑性和韧性，能够承受较强的拉应力，避免混凝土裂缝的发生。在高层建筑整体处于强震的状态下时，钢材能够将受力均匀的分布在整体结构上，避免因为局部受力过大而发生断裂等现象。良好的塑性和韧性，提高了钢材的塑造性能，并且能够保持极佳的稳定性，提高建筑的抗震性，最大程度的确保高层建筑的安全性。

1.3强度高，自重轻

钢材不仅具有较好的韧性和塑性，并且强度较高，在受到应力作用时，能够有效分散应力，实现整体承重，最大程度的减少应力荷载。与混凝土结构施工相比，钢材在竖向截面的面积要远远小于混凝土结构，所以钢材的用量较少，一方面降低了施工的成本，另一方面还扩大了建筑的使用面积。因为钢结构的整体重量要比混凝土小一半左右，所以在承受应力时的荷载也相对降低，能够更好的应对地震以及各种应力造成的拉伸、挤压等现象，有效的保证了高层建筑的稳定性和安全性。

2　高层钢结构安装施工技术

2.1构件的验收，进场与堆放

在施工现场要妥善处理钢结构施工中的各项构件，很多建筑工程因为建设工期短、任务重等原因，对于施工现场的材料管理极为混乱，严重影响到钢结构施工的质量和进度。所以为了保证工程的顺利开展，需要加强对施工现场的管理。因为钢材构件是钢结构施工的主要原料，所以构件的质量直接影响到钢结构施工的质量，一定要做好进场验收工作，在钢材构件进场时，按照规格和型号的不同，采用不同的验收标准，质量不合格一律不得进场。因为钢材构件的数量较大，所以在进场后，需要开辟专门的场地进行保存，做好构件的防雨保护措施，加强场地周边的排水工程。按照不同的规格和型号分类存放，按照使用时间的长短合理安排顺序。做好钢材构件的现场管理共组，能够为钢结构的顺利施工奠定坚实的基础。

2.2钢结构的吊装施工与安装

2.2.1固定钢柱

将钢柱吊装到指定的位置时，要先经过临时设计好的耳板和连接板后，再将其用特定的螺丝固定好。在这之前，要将钢柱的高度、垂直度、偏移和扭转一些参数调整好。安装钢结构时，一般会使用大六角强度较高的螺栓，大六角头高强螺栓一般用两种方法拧紧即：扭矩法和转角法。具体见图1。由于此种结构较为稳定，因而被广泛运用。除此之外，在钢柱还没被吊起来后，要先在钢柱上固定好临时的钢爬梯，而后再安装悬挑梁。

图1　扭矩法和转角法

2.2.2吊装钢柱

安装钢柱前，要做好钢构造中钢构件的检查工作，以及检查好定位轴线、标高和地脚螺栓。安排好安装的工人以及现场堆放的钢材。而后就是吊装钢柱，通常使用综合吊装法，从水平方向的中间或某一对称节间，一个节间的柱网为一个单元，按顺序安装好钢柱、钢梁，并扩散至四周；在垂直方向上，钢结构的稳定性一般由下至上，不断加强。在安装横向构件时，要注意是在同节柱的范围内，并按照由上至下的顺序，逐步安装。在吊装过程中要将相应的区域按顺序划分，并做到平等、同时施工。完成某一区域的安装工作后，要对该区域进行测量、校对，待所有区域全部安装好后，再对其进行整体的检查、校对，而后再以同样的方式依次来吊装钢柱，见图2。

图2　吊装钢柱

2.2.3吊装钢梁

吊装钢梁时通常使用专用扁担，采用二点吊的方式来进行钢梁的吊装。吊点要距离梁端有一定的距离，一般为梁长的1/4。进行钢梁吊装施工时，可直接在钢梁上用千斤绳，固定锁好绳头，再将其与扁担相连。安装钢梁要按照下层梁→中层梁→上层梁的顺序进行安装。安装钢梁前，最重要的一步就是对钢柱进行校正，倘若这一环节出现失误，钢梁吊装的准确性就无法得到保证。安装好钢梁后，要调节好每个节点板上的上、下螺孔，使其满足冲孔的要求。当间距较小时，就要相应的增大距离；当间距较大时，要相应的使用倒链来缩小距离。保证调节的范围在施工允许的范围之内，若无法保证施工条件，就要及时更换连接板或者扩大孔距，扩孔的最大范围要低于1.5mm，当扩孔范围高于1.5mm时，要按照钢结构的相关施工要求进行修补。

2.3焊接主要工艺

（1）焊接质量是保证钢结构整体受力的重要环节，所以为了提高各个构件之间连接的质量，需要做好焊材、垫板以及引弧板的检验工作，确保焊材的规格型号与规定相一致，做好防潮保护工作。垫板和引弧板则要按照相关的施工规定进行加工，坡口也要符合设计要求。

（2）要想保证焊接工作能够有序成功，就要对焊接设备和电源进行严格的检查。要确保电流表、电压表的接线正确，使得设备都要与施工设备的相关规定相符合，最重要的是要确保电源线安全可靠。

3　工程实例

3.1工程概况

某大厦工程型钢柱位于公寓楼部分，共计16层。型钢柱基础位于负二层顶框架梁、柱交接处。型钢柱规格、长度及重量：型钢柱为十字形，主材为Q345B级钢，栓钉为Q235级钢，焊缝要求一级、二级。型钢柱长69.6m，标准节每三层一节，每节重约3.5t。经计算，型钢柱总计重约500t，总计长度1110m。型钢柱顶标高为63.4m，底座标高为-6.25m，基底至型钢柱顶最大距离为69.6m。

3.2制作方案要点

该案例的工程制作方案要包括：钢柱加工要点、钢梁加工要点几个部分，下而我们就来具体看看：

3.2.1钢柱加工要点

高层建筑的高度通常比较高，并且钢柱的长度十分的长，所以控制标高时就相当严格，确保其准确。对钢柱加工的长度误差不能超过规定的范围，要控制在最小范围内。因而板材在放样下料时，要做到精细标准，在切割、焊接、组对时必须严格控制钢材的焊接变形，组对一部分后必须进行矫正。

3.2.2钢梁加工要点

①要严格控制好钢梁的长度误差，当长度误差过大时，现场安装就会困难，浪费人力和物力。②每根钢梁组队完成后必须进机械矫正，组装完次梁连接板以及加劲板后，如果变形过大，必须对其进行火焰矫正。③进行加劲板组装时，要仔细与图纸进行对照，以确保组装位置准确无误，避免现场安装时出现失误而返工。

4　结语

钢结构施工技术以其独特的优势在我国高层建筑中的应用越来越广泛，因为钢材本身具有较强的韧性、塑性以及强度等力学性能，并且质地分布均匀，所以整体受力状况较好，能够有效地提高高层建筑的稳定性和安全性。而钢结构的施工程序要比混凝土施工简单，并且造价低，所以得到了施工企业的青睐。但是由于钢结构施工技术在我国高层建筑中的应用时间较短，所以各项技术还不够成熟，需要不断的完善。随着科学技术的快速发展，各项新技术、新工艺会逐渐应用于高层建筑施工中，对于提升高层建筑钢结构施工技术水平具有重要的意义。

[1]李林峰.关于高层建筑钢结构施工技术探讨[J].建筑知识：学术刊，2014：444.

[2]田文杰.高层建筑钢结构施工技术探讨[J].商品与质量·建筑与发展，2013（8）：58.

[3]邢晓冬.高层建筑钢结构施工技术探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2012（24）：25.

TU974

A

1673-0038（2015）26-0053-02

2015-6-8

李灵（1982-），男，工程师，全国一级注册建造师（建筑工程与市政工程），主要从事施工技术与项目管理工作。