高层钢结构建筑施工技术要点分析

陈 松

重庆建工住宅建设有限公司，重庆 400000

1 高层钢结构发展现状

根据有关资料，从20世纪80年代至今，我国已经建成了高层钢结构建筑80多栋，总面积约600万m2，对于钢材的使用量多达60万t，若包括正在规划和建设的则已有100多栋高层钢结构。

我国发展比较迅速的是轻钢结构的建筑，主要适用于展览厅和活动房屋等建筑。轻钢结构相较于重钢结构，其类型主要为门式钢架和屋盖结构等。在国外，轻钢结构已经广泛应用于包括居民房在内的各种高层建筑，这是因为轻钢构件的特点使其可以很顺利地和承重结构框架体系融为一体。除此之外，轻钢结构墙体的自重荷载远远小于砖石墙体，抗震性能也提升了不止一倍，而且经济适用，耐火性能好，还具有防潮保温等多种功能。

2 高层钢结构的特点与优缺点

2.1 高层钢结构的特点

高层钢结构建筑采用了钢板、经冷加工成形的实用钢板或先制热轧型钢，相比于其他建材，其拥有以下优点。

（1）强度高、韧性好、可塑造性强。工程师可将高层钢结构材料应用在一些有较大跨度和荷载的相关结构部件上。高层钢结构还拥有均匀的材质，该结构在实际中的受力情况和计算得到的理论数据基本一致。高层钢结构材料在冶炼中受控良好，材料的实测波动范围较小。

（2）结构质量较轻。高层钢结构质量较轻，降低了工程施工难度，有利于远距离的吊装和拆卸。

（3）绿色环保，可以循环利用。相较于其他的建筑材料，钢结构的材料属于绿色环保材料，其构件在专业化的工程中生产，废弃的钢结构材料还可以循环再生利用，不但有效地减少了环境污染，而且大幅度地减少了资源浪费。

2.2 高层钢结构的优势

（1）结构自重轻。与普通砖混结构相比，高层钢结构自重轻很多，不仅可以减少材料运输和吊装的费用，还可以降低基础造价。当建筑物为20层以上高层建筑时，钢结构具有更明显的建筑优势。

（2）施工周期短。应用钢结构时不需要搭设过多脚手架，其结构件在工厂定制加工完成后可以直接投入现场安装施工，并且在安装的过程中减少了脚手架的束缚，使用压型钢板固定建筑混凝土楼板形成模板。混凝土施工和钢结构的安装交叉进行，可以大幅度缩短施工时间，缩短施工周期与节约预期人工成本，加快项目投资回报的速度。

（3）建筑施工空间大。对于钢结构而言，其抗压能力和抗弯能力都远远强于混凝土，因而在同等条件下，对钢结构的施工材料进行缩小截面的操作，可以极大地增大施工利用空间，提高空间利用率。

（4）保温性强。高层钢结构采用的保温隔热材料以玻纤绵为主，具有良好的保温隔热效果。

（5）绿色节能环保。其他结构施工会产生许多建筑垃圾，而钢材能再生利用，进而减少建筑垃圾量。随着人们节能环保意识的不断增强，人们更加重视绿色建筑与绿色施工，而钢结构有利于节能和环保，正好顺应此趋势。

（6）抗震。钢结构具有非常优秀的延展性，可以有效减弱地震带来的反应，而且能抵抗强烈地震的变形能力，相较于混凝土结构来说，钢结构的抗震能力更胜一筹。

2.3 高层钢结构的缺点

尽管高层钢结构有多方面的优势，但是其存在的缺陷也不容忽视，主要包括以下两个方面。

（1）耐火性能差。钢结构具有非常快的导热速度，使得其耐火性能很差。若发生火灾，该结构将非常危险且其结构自身的强度会急剧降低，甚至出现强度完全丧失的情况，继而引起整个结构坍塌，故其危险性比其他类型的建筑结构要大得多。

（2）容易被腐蚀。钢结构的抗氧化能力较弱，易被腐蚀，材料表面的铁元素容易在空气中氧化而生锈。若钢结构长期受到空气腐蚀，其稳定性就会下降，最终影响整个结构的使用寿命。

3 高层钢结构建筑施工技术要点

3.1 螺栓预埋技术要点

螺栓预埋技术中的关键点在于对预埋柱脚螺栓的确定，必须确保这个位置的准确性，否则会在安装钢柱时带来不必要的麻烦，同时会降低安装质量。因此，在确定预埋螺栓位置时，需要对基础轴线和标高基准点进行严格的把控，必要时可以进行复测，次数视现场情况而定，保证复测之后的标高偏差控制在5mm左右，而定位轴线的偏差最好控制在2mm左右。

3.2 安装螺栓技术要点

安装高强度螺栓是高层钢结构建筑项目施工过程中的一个重要环节。应由内到外穿入螺栓，不可以强行穿入，并且要让专业施工人员利用专业的铰刀，将不符合螺栓体积的螺孔精准地调整到螺栓能够顺利穿过为止。

在安装高强度螺栓时，要分步安装，且必须根据建筑钢结构施工节点的大小来操作。在实际施工中，具体的钢构节点具有一定的差异性，分为大、小两种型号。当安装螺栓遇到大型节点时，首先为穿入工作，完成穿入后，在相应钢结构不发生变形的基础上进行固定，最后完成螺栓的完全紧固工作。

3.3 钢柱吊装技术要点

钢柱是钢结构施工中主要的竖向构件，钢柱和高层建筑的高度有着最直接的关系，在施工的过程中不仅要考虑钢柱在竖向荷载作用下的压缩形变，还要考虑在焊接时的收缩形变，因此钢柱的长度要根据实际情况进行调整，然后严格按照施工标准和规范来进行吊装施工。在这之前，还可以对每节钢柱进行编号处理，从而保证其在安装时的正确性。

3.4 钢梁吊装技术要点

在对钢梁进行吊装之前，需要在柱子牛腿处检查标高和柱子之间的距离，在对主梁进行吊装之前，应该在梁上装好相应的扶手杆和扶手绳，等主梁吊装就位之后，将扶手绳和钢柱系牢，以保证施工人员的安全。一般在钢梁上翼处开孔，将其作为吊点。吊点所在的位置取决于钢梁的跨度。为了提高钢梁吊装的速度，对于相对而言重量较小的次梁和其他小梁，尽量多利用多头吊索一次吊装数根。最好是将钢梁和钢柱放在地面上完成组装和排架然后再进行整体吊装，这样不仅有利用提高吊装的速度，还有利于减少高空作业，保证工程质量。

3.5 电渣焊的操作要点

电渣焊是一种自动焊，主要适用于高强度钢结构的竖直位置上的对接焊接。在进行操作时首先要对焊接的电流、电压进行选择，需要严格按照计算公式来进行计算，让电流、电压和熔缝的宽度成正比。另外，在焊透的情况下，电压应尽可能地低一点。焊接过程中随时注意根据实际情况对电压进行调整，也要适当地对焊接的速度进行把控，让送丝的速度尽量保持在一个合理的范围之内。还有就是要不定时地检查焊件的炽热状态，适当地对焊接工艺参数进行调整。

4 结束语

随着社会经济的快速发展，建筑行业的发展也将更加快速和完善，高层钢结构将会被更加广泛地普及、应用。目前行业施工建设实践中仍有很多不完善的地方，施工人员要加强对相应施工质量的管理，在具体施工建设中遵循施工设计方案的要求来进行钢结构的施工建设，并且避免施建中质量和安全问题的发生，促进高层钢结构建筑在新时代的全面发展。