高层钢结构建筑施工技术研究

安振强

摘 要：钢结构坚固耐用、质量轻、施工快，在高层建筑施工中应用具有十分明显的环保优势。明确钢结构施工的应用特点，可以更好地为整个钢结构施工管理提供保障，增强施工管理的控制效果，提升钢结构施工安装的整体水平。

关键词：高层;钢结构;建筑;施工技术

1钢结构特点

1.1材質均匀

首先，从机械功能的角度出发，可发现钢材内部结构具有极强的统一性与结合性，因此其材质波动幅度相较于其他材质明显较小。其次，在满足应力基本要求的情况下，钢材将具有良好的弹性，并以此增加高层建筑稳定性。最后，将钢材与工程力学计算结果进行对比，可发现其受力之间存在的差异性较低。由此可见，钢结构质量明显更强。

1.2稳定环保

钢结构通过组装可以成为立体式框架结构，整个结构的稳定性和安全性提升显著。钢结构施工的拼接速度更快、精度更高，对现场施工环境的要求相对较低。在钢结构施工完毕后可以进行快速拆除，具有重复使用的特点，能够显著提高钢结构施工的整体效果。钢结构体系所有材料均为可再生材料，即使钢结构废弃后也能够进行回收再利用，符合国家的环保要求，有效减少企业的成本费用，可以减少资源的消耗。

1.3塑性及韧性

从现实角度出发，可发现在普通压力的影响下，钢材因超载从而出现断裂等现象的可能性极低，该点在建筑工程技术资料、研究报告及相关文献中均存在详细说明。此外，可对钢材塑性及韧性进行证明的实际案例生活中存在许多，例如：针对以木结构为主体结构的房屋建筑而言，其承载力明显低于钢结构房屋建筑。

2高层建筑钢结构施工技术应用措施

某高层建筑采用钢结构形式，由地上31层与地下1层构成，高度为92.2m，标准层高为2.9m，采取钢柱+剪力墙版的结构形式。框架柱共有36根，钢柱截面尺寸为B300mm×300mm×12mm×12mm，B700mm×300mm×14mm×14mm，应用Q345B钢材材质。

2.1深化构件设计

高层建筑钢结构施工中，构件加工前需深化设计，综合考虑施工方案、加工能力、设计图纸及施工条件，对加工构件与现场施工具有重要影响。本工程主要从2方面出发：

1）节点设计。合理设计节点，使其传力、构造简单化，以减小施工难度、制作难度，组织多个部门共同确定节点形式，通过修改、验算后，上报至管理部门审核方能确定节点设计。以X节点为例，原本设计为拼接2个V形构件，焊接难度高，制作复杂，建立三维模型后，按照施工工艺，改造组合结构为平面整体结构，简化了加工过程，且添加耳板进行临时连接，便于施工矫正。

2）分段设计。由于高层建筑现场无法进行大规模拼装，因此，应尽量根据现场吊装、运输长度、焊接工艺等情况进行分段设计。以斜交网格结构为例，分段设计外框柱时，按照车辆拖挂车厢最大尺寸为17m的要求，分段在20m以内，梁与柱体的连接应用大面积焊缝连接至柱上，工厂完成梁、柱、节点的焊接，以保证焊接质量。

2.2安装埋件

在吊装施工中埋件作为基础部门，其精度要求对于钢结构整体的合理安装和定位有着很大的影响，因此在实际的施工当中，需要从各个角度入手，最大化的保证其精度符合要求。在安装当中，安装埋件的每个细节都需要合理落实，确保不会产生相应的偏差。针对安装前的保护工作，需要避免受到相应的破坏造成和计划工作不相符合，针对建筑埋件允许偏差，人员也需要加强熟练掌握，在操作中不断检查，比如，混凝土在拆模之后，埋件轴线位置和原来相比较有相应的差异，按照相应的数据对其偏差范围进行了解，如果大于计划规划要求，就需要对其及时处理和调整。为了保证偏差可以降低，对工作效率提升，在安装前需要对施工方案进行明确，确保埋件偏差范围符合要求，并且将其作为参考，在对埋件的中心线预设之后将安放位置合理选取，最后针对预埋件轴线和基面中心做好标注。以此来对埋件位置进行固定。施工人员需要按照施工不同阶段要求对风险降低，不管是安装过程中还是安装完成后都需要将跟踪和校正工作做好，按照埋件技术要求，对偏差位置合理调整。

2.3钢结构焊接技术

从现实角度出发，可发现高层及超高层建筑屋顶等区域具有极强的平面侧向力。因此在开展焊接施工时，工作人员应对水平焊接方式进行使用，并将附加衬管设置在对接区域，以此确保该区域焊接质量符合相关标准。在开展钢管柱焊接环焊缝施工时，工作人员应对结合二氧化碳气体保护焊及分段分向的焊接方法进行使用，并严格把控焊接速度，确保其处于1.5～3m/h的范围内;针对送摊速度而言，工作人员应将其控制在200～300m/h的范围内，并正确应用对称焊接方式，以此避免焊接发生变形，从而对工程质量产生直接影响。此外，若钢梁实际宽度≤1200mm，工作人员应对腹板及上下翼缘板采取全熔透坡口焊接方式，并在连接时对摩擦型高强螺栓进行使用。该种焊接方式不仅能够显著提升焊接效率，而且还能避免焊接出现变形。

2.4施工流程的控制

在钢结构施工过程中，首先要检查施工图纸是否达到预期要求，施工图纸对整个工程项目施工影响非常的关键，在施工期间要严格检查施工图纸，确保施工图纸的效果符合预期。要积极加强施工图设计的科学性与合理性，进行全面分析与评估，为了保证施工质量，施工人员在施工前需要对施工图纸进行系统的优化设计以确保图纸的科学性与合理性。在施工过程中，无论是设计使用还是生产与维护，都需要有统一的标准，在工程施工中，对于施工材料的使用标准、存放管理标准，施工工艺标准要进行严格的控制。在标准化数据管理中，还需要选拔优秀的管理人才，提高工人的积极性和主动性，最后要针对钢结构焊缝质量进行施工工艺有效性评价，这样才能够确保施工规范，形成完善的评价标准和体系。在施工工艺评价中，一方面要保证施工安全高效，另一方面要提高施工整体质量，或对所使用的钢材以及施工处理方式进行准确的评估，方便构建完善的评价标准体系，为后续的施工质量提供重要依据。

2.5螺栓连接

高层钢结构螺栓连接主要用于梁柱与主次梁，其材料强度高，可施加螺栓较大预应力，高强螺栓能承受更大的荷载。连接施工前，要处理摩擦面，保证摩擦面清洁干燥，无其他杂质，有铁锈则用钢丝除去，打磨范围不超过4倍螺栓孔径面积，确保摩擦系数满足设计要求。并且检查螺栓孔径，应比螺栓直径大2.5mm。吊装钢结构就位后，用普通螺栓固定，矫正后用高强螺栓固定，分2次完成拧紧操作，初拧紧为70%预拉力，终拧紧为100%预拉力，大六角螺栓以最终控制扭矩合格为主，扭剪型螺栓以拧断梅花头为主。按照中间至两边螺栓群拧，对称拧住两侧梁的顺序拧，完成螺栓连接后，检查螺栓是否全部拧好，避免漏拧，以保证连接质量。

结论

综上所述，高层建筑的钢结构施工中，应从构件设计、构件安装、构件测量矫正、构件连接这几方面出发，把控整体钢结构施工质量，合理应用钢结构技术。此外，还应结合工程实际情况，做好事前、事中、事后把控与安全管理工作，从而提高整体工程质量。

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