高层建筑钢结构施工技术的相关探究

邹浩

摘 要：随着建筑行业的蓬勃发展，高层建筑数量日益增多，如何保障高层建筑的安全性、稳定性成为人们关注的焦点。钢结构是新时期适用于高层建筑的有效结构，提高了高层建筑的性能，因此，本文主要对高层建筑钢结构施工技术进行了分析，以供参考。

关键词：高层建筑；钢结构；施工；技术；分析

目前钢结构以其自身强度高、抗震性能好以及占用建筑空间少等优势广泛应用于高层建筑结构中，加强对其施工技术的研究，有助于进一步提高建筑的性能，促进我国建筑行业朝着更好的方向发展。

1 高层建筑与钢结构解析

高层建筑指十层或者十层以上的建筑物，建筑高度在24m以上也称为高层建筑。目前高层建筑主要采用的建筑结构形式就是钢结构。高层建筑钢结构主要指的是以钢材为主，通过钢柱的安装、钢板的焊接以及螺栓的连接从而形成的建筑结构，钢结构具有较高的强度、韧性、自重轻等诸多的优势。高层建筑由于本身垂直高度较大，其作用于地基单位面积上的重力荷载较大，建设时采用质地均匀的钢材，能够增强建筑结构承受较强的拉应力，降低应力荷载，有效避免了高层建筑发生混凝土裂缝的问题。同时高层建筑应用钢结构能够提高建筑整体的抗震性能，当高层建筑处于强震的状态时，钢结构所采用的钢材在整体结构上将受力分布均匀，实现整体承重，防止高层建筑因局部受力不均而发生断裂等问题，进而有效保障了高层建筑整体的稳定性和安全性。另外与混凝土结构施工相比，钢结构使用的钢材在竖向截面的面积要比混凝土结构小很多，所以减少了高层建筑的材料用量，在有效降低施工成本的同时扩大了建筑的使用面积。绿色环保，钢结构在施工过程中产生的建筑垃圾相对来说比较少，并且可以循环利用，符合现代社会发展的绿色环保理念，从而得到广泛应用。

2 高层建筑钢结构施工技术要点

2.1 吊装技术

这里我们所说的吊装技术主要是对型钢柱和型钢梁的吊装，具体分析如下：首先，型钢柱吊装技术，在进行吊装型钢柱之前需要根据设计要求对型钢柱的基础轴线、定位轴线和标高进行详细的检查，并对型钢柱的编号、外形尺寸、连接板方位等具体信息进行再次复核，确保型钢柱各项检查指标都符合高层建筑的设计要求，然后划出型钢柱柱下端标高线以及上、下两端的安装中心线；在找正型钢柱的安装位置时，需要采用钢垫板并做好相应的测量钢垫板顶面标高的工作，确认钢垫板顶面的标高符合相应的规范要求，若不能满足要求则需要及时对钢垫板进行更换，避免影响后续吊装作业。同时还要对所有的型钢柱进行测量，测量时可以采用水准仪，进而确保1m标高线位于同一水平线上，应将标高线的偏差有效控制在±5mm之内；型钢柱柱身的中心线应重合于基础平面中心线，有效控制其偏差在±5mm之内。同时利用经纬仪测量型钢柱的垂直度，并有效控制型钢柱柱身竖自方向中心线的铅垂度单节偏差在10mm，全高偏差在35mm之内。另外还要测量各型钢柱中心线间的距离，并且定位中心线的偏差控制在5mm之内；由于吊装型钢柱时要在空中进行对接搭建，这就需要高层建筑单位建立稳固的操作平台，并利用水准仪以每层的平台标高为准测量各个平台，确保各平台标高线在同一平面上，同时利用经纬仪校正各个平台的垂直度。此外，平台的搭建是为了更有效地保障上、下节时型钢柱缘板和翼板不会发生错位问题。在完成型钢柱对接焊接作业后应采用气割割掉工装、引弧板、收弧板，之后磨平对接口；型钢柱对接的每道焊缝都必须一次性完成对称焊，严禁进行二次重复焊接。需要我们注意的是在进行空中焊接作业时应搭设防风棚等基础性防护措施。其次，型钢梁吊装技术。吊装型钢梁之前应先将主梁吊装好，之后在每根型钢梁上安装好扶手杆和扶手绳并用扶手绳将型钢梁系牢，以确保施工人员的安全。型钢梁的吊点是根据型钢梁的跨度确定的，通常吊点位置设置在梁上翼缘处。

2.2 焊接施工技术

高层建筑和超高层建筑的楼板和屋顶都有非常大的平面刚度、立式钢柱、剪力墙或筒体的平面侧向力。在进行高层建筑的钢管柱现场焊接作业时一般采用的焊接方式是水平焊，同时要设置附加衬管在对接位置，以确保对接位置的焊接质量符合高层建筑的设计标准。钢管柱焊接环焊缝具体采用二氧化碳气体保护焊与分段分向相结合的焊接方式，应将焊接速度控制在1.5-3m/h内，送摊速度控制在200-300m/h之内，同时注意分段焊接必须采用对称焊接来避免焊接变形。另外我们还要随时检查焊件的炽热状态，适当调整焊接工艺参数，当翼缘板较薄时要在相应的焊接部位安装水冷却装置。此外，在钢梁宽度≤1200mm时，腹板要采用全熔透坡口的焊接方式，并且在连接时需要采用摩擦型高强螺栓，上下翼缘板焊接时也应采用全熔透坡口的焊接方式，此方式在提高焊接速度的同时将焊接变形降到最小，而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。

2.3 螺栓预埋技术

高层建筑中钢结构的预埋螺栓施工需要严格控制螺栓位置的基础轴线和标高基准点，实测独立柱地脚螺栓组间距的偏差值，并通过绘制平面图表明偏差数值和偏差方向。然后对地脚螺栓相对应的钢柱安装孔进行细致的核查，以确保安装孔的设置符合标准。高层建筑钢结构工程中区型钢板铺设是一项系统性工程，具有工作量大、危险系数高等特征，区型钢板铺设的速度直接影响着整个工程的进度以及一系列工序的施工安全，因此需要钢结构施工人员严格控制施工速度，以保障钢结构的整体工程质量和安全。另外复测变坚实的混凝土浇筑体并保证二次测量位移在规定范围内。

3 结束语

总之，随着土地利用面积的逐步减少，高层建筑这种建筑形式迅速发展起来，现在高层建筑建设都利用钢结构，以提高安全性能。钢结构这种高性能的结构，钢结构施工的关键技术主要包括吊装、焊接、螺栓预埋等技术，所以应提高这些技术的水平，从而提高钢结构的整体性能，保障高层建筑的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]陈军.超高层建筑钢结构加工与安装技术研究[D].浙江工业大学，2013.

[2]何战宇.高层建筑钢结构施工技术[J].企业科技与发展，2010（12）：83-84+86.

[3]方增荣.高层建筑钢结构吊装施工技术的研究[J].科技与企业，2014（05）：182.

[4]崔国志.高层建筑钢结构施工技术管理思考[J].企业技术开发，2014（09）：168+180.