钢结构加工和安装技术在超高层建筑中的应用

刘勋达

沈阳中鼎建筑设计有限公司

1 高层建筑钢结构的基本特征

现阶段高层建筑钢结构是一个刚兴起的建筑结构形式，其自身有很多特点。首先建筑钢结构的材质是钢，所以其价格相对来说比较低廉。其低价优势与建筑施工单位减少成本的目标相切合，就成了施工单位选择建筑结构形式的最佳选择。其次高层建筑钢结构与以往的砖混结构和混凝土结构有所不同，钢结构主要由钢制成，钢的材质均匀，韧性强，塑性较好，重量较轻。这些质量上的优势就更有利于建筑工程的实施，并且可以保障建筑工程的施工质量以及有效提升其施工效率。

2 钢结构制作工艺流程

2.1 加工制作前的准备事项

相关生产材料的准备。包括钢结构使用的钢材、焊接工具和材料、后期喷涂工具材料、生产辅助材料、结构附件(螺栓等紧固件)。按照材料既定的分类存储办法，考虑施工方便等因素对材料整理，分类存储堆放，做好相关记录存档，并注意覆盖保护，防止生锈风化等。

技术和工艺资料准备。施工前，技术部门完善和确定详细设计图纸，校核审查图纸，并对施工图进行放样设计。具体的工艺规范及要求，如号料、切割、加工、焊接、组装等环节。

施工场地准备。施工前，根据钢结构的大小及特殊情况，对场地进行相应的调整准备，如施工平台、焊机布置、电源供应、起重机械的调配等，确保施工的效率、质量和安全。

2.2 具体制作工艺

放样。熟悉和核验图纸，确定已经理解制作要求；准备制作样板和样杆的工具材料(易于处理的薄铁皮或扁钢)；使用的量具仪器需要相关技术人员的校验核准；样杆、样板要标注用于区分和识别的图号、零件号、数量及加工、弯折位置方向等详细的数据信息；制作完成的样板、样杆要妥善保存，后续可查。

号料。号料前必须了解图纸材料要求的材质、规格，检验来料质量规格，清除材料表面的污渍；为提高效率和充分利用材料，要综合考虑，灵活合理使用号料方式；不同材质必须分别号料，遵循先大后小的号料原则。预留余量，包括焊接收缩量、切割、铣刨等加工余量。

切割。钢材的切割包括热切割及机械切割，前者有气割、等离子切割，后者有剪切、锯切等传统机械方法。

气割前必须仔细检查气割系统设备的安全及密封性，确保施工安全；气割时，根据现场环境及材料，调整好火焰形状，保持稳定，形成长风线高射力的气割火焰；气割开始前，注意将材料垫起一定高度，利于气割熔渣吹除脱离；清除材料表面的污渍、水垢、铁锈等杂物，确保切割视野干净明了；气割时，保持专注，适时调整火焰，防止割具回火；为防止气割造成的材料变形，气割作业中，应该先出短边薄边小件，先复杂件后简单件。

边缘加工处理。切割处理后的结构件，需要进行相应的加工处理。通过铲边、铣刨、坡口等；气割件往往不是很齐整的切割断面，一般加工余量约2mm；机加工的边缘倒边，要确保把表面缺陷去除，但不能加工过大，加工后，表面不能有严重的加工损伤，砂轮削磨时，痕迹应当顺着边缘方向；碳钢在切割后的表面处理粗糙度要求较高；对于在结构中用于结构件支撑顶紧的构件，以及有特殊边缘处理要求的构件，不论切割方法和材料性质，必须进行铣边或刨边工序；圆柱件端面铣刨后，与顶紧接触面的接触面积要达到75%以上，用塞尺检验，0.3mm塞尺塞入面积不得大于25%；构件端面的加工是在矫正完成后进行的；加工处理过程中，要保证端面与轴线的正交垂直。

3 建筑钢结构关键的安装技术

3.1 选择安装设备

高层建筑的钢结构在安装时，需要根据具体的施工情况，合理的使用吊装设备。使用最多的就是塔吊，而一些标高低的裙楼部位的钢构吊装施工过程中，也可以结合实际情况用汽车吊来完成。

3.2 安装钢柱技术

高层建筑钢结构安装中，在控制钢柱的垂直度与位置时，第一节钢柱的安装与第二节以后的各节钢柱安装时在控制的重点、方法上都有所不同。在制第一节钢柱时的关键部分就是高层的建筑纵向水平标高和建筑轴线与平面位置之间的偏差，主要使用楔形钢垫块或者千斤顶来调整并安装完成的。而第二节之后的各节钢柱的控制关键在于为各个钢柱垂直的状态和建筑纵向标高以及建筑的平面位置与轴线。

3.3 安装钢梁的技术

要对钢梁进行矫正。在刚开始的吊装过程中，钢梁需要进行不断的调整与矫正，确保钢梁的框架符合施工计划的要求。临时固定钢梁，钢梁在吊装中可利用钢梁腹板、钢柱牛腿与连接板借助高强度的螺栓进行连接或者使用小钢板进行临时固定。在对钢梁吊点的耳板进行设计时，可以选择在梁跨的1/4处设置，保障钢结构安装的质量与安全。

[1]宁桂霞.某项目复杂钢结构安装技术分析[D].青岛理工大学，2016.

[2]杜文.大型临时钢平台结构分析与施工技术研究[D].重庆大学，2016.

[3]范荣如，余志刚，王永康，柳贤琪，卢燕.江苏大剧院钢结构加工制作及安装施工技术[A]..钢结构建筑工业化与新技术应用[C].2016：10.