高层建筑钢结构焊接施工技术

刘所激

摘 要：在对高层建筑进行施工建设时，离不开对钢结构的使用，在高层建筑达到一定的高度时，怎样在上部建立钢结构来作为体系的支撑是施工中的重点问题，笔者通过对高层建筑中钢结构焊接技术的分析，介绍几点有关钢结构的焊接施工技术，以供参考。

关键词：高层建筑；转换层；施工技术

随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，人们对自己所处环境的外形要求也越来越高。施工单位为满足受众这一要求，在建筑物的外观和形状的设计上也朝着多样化的方向发展，在很多高层建筑物的设计中都采取通透的方式来打造底部的空间，这样看起来会更加宽敞，而在对高层建筑物的上部施工时，为了避免产生较大的负载，大多采用制作时间短拆除简单的钢架构支撑。

1.高層建筑钢结构的优势

高层建筑中使用钢结构的优点在于：①钢结构的重量比较轻，运输和安装时比较方便；②钢结构具有较好的抗震性；③使用钢材施工具有一定的塑性和韧性，不会因为突然的超载发生断裂的现象；④钢结构的设计多种多样；⑤钢结构连接时一般都使用螺栓连接，这样不但可以降低钢结构的重量，而且方便于施工；⑥钢结构有利于保护环境，钢结构产生的噪音较小、粉尘较少、固体垃圾量少，并且废钢资源还具有一定的回收价值；⑦钢结构的综合造价比较低，需要投入的资金不多；⑧钢结构工业化制作的程度比较高、精度高、质量高。

2.高层建筑钢结构的施工内容

高层钢结构建筑施工是一项高危险性的作业，其施工中不仅主体较多，同时多数作业都需要在高空或是悬空进行，因此在施工中具有较多的不确定因素，稍不留意就可以导致安全事故的发生。所以在高层钢结构建筑施工中应以安全为主，在施工中明确安全的重要性，将安全责任具体细化并落实到每一个具体的人，从而将安全隐患消灭在萌芽状态中。

3.钢结构高层建筑的构造施工

在运用钢结构设计高层建筑时，要严格按照规范和实际需要对转换层进行设计，在钢结构的设计中要注意节点的施工问题，因为它与安全息息相关，不止如此，节点对于高层建筑的转换层结构是否成功具有重要作用，在节点施工时，必须要保证节点的硬度和强度，在选择材料时必须要安全可靠，还要考虑现场的焊接和螺栓安装等一系列的安装顺序问题，以及工作人员能否方便临时固定和现场施工，避免出现构件到达现场后无法安装的现象。

4.焊接工艺

不同的钢结构特点对应着不同的焊接工艺。钢结构建筑的焊接的顺序为由结构到节点再到全方位对称焊接。从上层框架梁到压型钢板之托再到下层框架梁，到压型钢板之托，再到中层框架梁，到压型钢板之托，最后进行焊接检验。之后，焊接质量控制小组通过过立焊、横焊、斜立焊等的反复实验后编制焊接参数，对出现的问题进行认真并解决，最终形成工艺指导书书面材料，指导焊接工作。同时，焊接操作的确定还要结合焊丝的长度、焊枪施焊角度、焊缝的清理。

5.吊装技术

吊装是钢结构高层建筑施工的关键环节，其速度和质量关系着整个施工工程的质量。它主要包括钢柱的吊装和钢梁的吊装。具体来讲，钢柱是决定建筑物层高和总高度的主要竖向构件。钢柱的吊装首先要划分吊装作业区域，其吊装顺序为从整体的框架梁柱结构到楼板结构，从主梁到次梁。吊装前，在在预埋的地脚螺栓上加上保护套防止丝牙被碰坏。在吊装第一节钢柱时，要注意吊点的选择。吊点的设置应该在柱连接耳板螺旋孔，并且将垫板以及钢楔校正好。当钢柱吊起后将M22大六角高清螺栓拧紧，再调节标高，误差不能超过6mm，调整上下柱接头错边。

在实行钢梁的吊装前，要先检查标高和柱子的间距。为保证施工人员的安全，须在吊装主梁之前，装好扶手杆和绳。并根据钢梁的跨度选择吊点。钢梁吊起后进行安装，焊缝收缩量在2-3mm之间，并及时检查柱垂直度、倾斜度，保证构件位置准确。

6.绘制高层建筑钢结构的施工详图

一般而言，高层建筑钢结构施工的详图主要包括例如：高层建筑钢结构施工总说明、锚栓布置图、图纸目录、零件详图、构件安装节点图、螺栓清单、构件立面和平面布置图、构件清单、构件详图等一系列详尽的内容。高层建筑钢结构的施工必须明确清晰的反应出构件的断面尺寸和几何形状，其中还应包含轴线、标高、构件编号以及该构件在立面图或平面图中所在的安装区域等等详细的数据。

一个高层建筑质量的好坏，首先要取决于图纸的绘制。工程施工需要依照图纸来进行，所以图纸的绘制必须要明确，精炼，尺寸标注详细，重点突出，让人们可以通过图纸清楚地看到整体建筑的架构，这样才可以在后期施工时按照图纸合理安排工期，提高工作效率。

7.高层建筑钢结构的施工计算与要点

7.1支撑体系荷载的施工计算

为了确保高层建筑的安全问题，最重要的就是计算好钢结构的荷载，荷载过小会造成钢结构不安全，在施工过程和后期居住时，都严重威胁着生命安全。荷载过大就会增加钢结构成本，造成经济资源的浪费，因此，在工程施工时必须要重视对建筑荷载问题的计算。

7.2高层建筑钢结构的施工选择

高层建筑的钢结构体系主要由柱间支撑、上部荷载、预埋件、支撑柱等几部分组成。上部荷载在其中的作用最大，因为它在钢结构体系中起到支撑整个体系的作用，在选择高层建筑的支撑体系时都要依据支撑的平面形式和上部的荷载情况进行选择。

7.3高层建筑钢结构的施工要点

在建筑钢结构体系时，必须保证整体结构的稳定性，这一方面就需要柱间支撑来发挥作用。常见的柱间支撑有H 型钢、圆管或方管、工字型钢等，在施工时根据不同的需要，采取不同的截面形式来保持整体结构的稳定性。柱间支撑在施工时要注意链接问题，主要是与上部模板结构的链接上，要确保能把荷载传递到支撑体系中，保证在连接方便的基础上产生有效支撑，在现实施工过程中还要考虑现场施工的难易程度等现实性问题。

7.4操作环境的控制

高层建筑钢结构焊接对操作环境也有着一定要求，由于这项工作一般是在高空环境下作业的，所以比较容易形成环形气流，焊接会受到风的影响，焊道中可能有来自多个方向的风，楼层越高，焊接受到风的影响则越大。在风不断的吹的前提下，焊缝冷却的速度也会加快，施工单位选择了CO2气体保护焊的工艺技术，其最容易受到风的影响，所以，施工单位一定要采取有效的防护措施。本工程在普通风速的影响下采取药芯焊丝替换实芯焊丝、增大气体流量及焊道短防护等措施，但在秋冬季节则必须加装防风平台，以实现环境、操作人员与周边人员安全的三防护。

8.结语

高层建筑的钢结构体系是一门技术性强的学科，在施工时要严格按照相关标准进行计算设计，相关的工作人员在掌握过硬技术的同时还要按照工作规范来要求自己，随着现代化进程的不断加快，房地产事业的高速发展，在高层建筑工作人员必须要掌握专业的技术知识，不断学习新的设计理念，这样，才能在现场施工时更加熟练，才能满足高层建筑钢结构支撑体系发展的需要。

参考文献：

[1]倪继伟.高层建筑转换层施工技术的应用研究[J].广东科技，2008.

[2]李保平，安建民，余建国，赵连伟，张旭擘.特式吊楼分体与临时支撑施工技术[J].中国建筑金属结构，2009.