高層建筑結構的施工技術分析
2011-01-01 00:00:00李光旭,江世杰
中華建設科技 2011年2期
【摘 要】本文對高層鋼結構建筑的發展，以及在工程施工過程中對結構體系材料的選用、制作和安裝等問題作出了分析。
【關鍵詞】超高層建筑；鋼結構；安裝；施工
Key figures building structure of construction technique analysis
Li Guang-xu，Wang Shi-jie
(Dalian Great limited company of the Yu construction engineering Dalian Liaoning 116000)
【Abstract】This text to key figures steel structure building of development， and use the choose of structure system material in the engineering the construction the process， the problems such as creation and gearing etc. made analysis.
【Key words】Extremely high layer building;Steel structure;Install;Construction
1. 前言
在我國高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20多年的歷史并在設計和施工中積累了小少的經驗，隨著對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中山于自重大，柱子所占的建筑而積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑;同時高強度鋼材應運而生，在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構。
超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平，也是建設部門財力雄厚的象征。
2. 高層及超高層結構體系
對于高層及超高層建筑的劃分，建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有個統一規定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過60m為超高層建筑。對于結構設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架-剪力墻結構體系、框-筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
3. 材料的選用
鋼結構有很多優點，但其缺點是導熱系數大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產，為鋼結構的進步發展創造了條件。
目前寶鋼投入生產的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼，其物理力學指標、化學性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達到結構鋼的要求。普通鋼材當達到600℃的高溫時已完全喪失承載能力，寶鋼生產的這兩個品種鋼材當達到600℃時其屈服強度還有150-220MPa。4. 制作與安裝
4.1 統測量儀器和鋼尺量具。
建造一幢超高層大樓，涉及到土建、鋼結構、玻璃幕墻和各類設備的安裝，使用的測量儀器和使用的鋼尺必須山國家法定的同一計量部門由同一標準鑒定。
高層、超高層建筑施工周期較長，尚需定期對測量儀器和鋼尺量具進行定期校驗以保證建筑物各項指標符合規定的指標。一般以土建部門的測量儀器和鋼尺量具為準。
4.2 定位軸線、標高和地腳螺栓。
鋼柱的定位軸線可根據場地的寬窄，在建筑物外部或內部設置控制軸線。本工程高度在100m，設置二個控制樁，以供架設經緯儀或激光儀控制樁的位置，要求以能滿足通視、可視為原則。
4.3 鋼柱的制作與交裝。
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件，在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。
而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換，要求對每節鋼柱應編號子以區別，正確安裝就位。
矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊，不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。
高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用剛性連接，鋼柱為貫通型在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。
框架梁應按設計編號正確就位。為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性，在工廠制造時，在框架梁所在位置設置懸臂梁，懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫，腹板采用貼角焊縫。框架梁與鋼柱的懸臂梁連接，上下翼緣的連接采用襯板全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。
由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求，當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時，腹板的連接板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸小得大于2d0（d0為螺栓孔徑），并應保證孔邊距的要求。
框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度，需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的精確長度。
框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接，口前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣，先一端點焊定位，再焊另一端。
腹板則采用高強度螺栓連接，要充分理解設計時采用摩擦型還是承壓型高強螺栓。采用摩擦型高強螺栓的摩擦系數應選用合理。
5. 樓蓋的設計
高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側力構件，同時使鋼柱與各豎向構件起到變形協調作用。
一般鋼結構建筑物的樓板和屋蓋，都采用軋制的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋，厚度一般不小于150mm。目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用。主要是對于板底呈波形的計算原理不甚了解或認為計算繁瑣，就按平板計算，這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。
如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組介梁，只要計算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右，而且不需對鋼梁進行穩定驗算。6. 總結
超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平，也是建設部門財力雄厚的象征。但目前全鋼結構高層建筑在國內并不多。為了進步提高廣大員工在超高層鋼結構上的技術水平.，從結構體系、材料選用、制作與安裝等方面加以闡述。.
參考文獻
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［2］ 徐宜和，丁勇春.高層建筑結構抗震分析和設計的探討，江蘇建筑.2004(3).
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