高層建筑鋼結構施工技術

徐 兆，王成龍

（齊齊哈爾工程學院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

1 高層建筑鋼結構施工技術的優劣

1.1 高層建筑鋼結構施工技術優勢分析

鋼結構采用的材料是鋼板、熱亞型鋼以及冷加工成型的一些薄壁型鋼。相對于其他的材料結構而言，高層建筑中使用的鋼結構優點很多。在空間利用方面，與鋼筋混凝土結構相比，鋼材的抗側彎及抗壓強度能達到其1.5倍，可以有效減少截面，增加開間面積及有效實用空間。而混凝土的使用在一定程度加重了灰塵以及噪音污染，同時，廢棄的鋼材在建筑物拆除后無法回收再利用，使用效率大大降低。鋼結構施工技術就很好地避免了這些弊端，減少了浪費現象，降低了對環境的污染。

在跨度或者荷載都比較大的構件中，鋼材由于自身力學性能比較強，在抗拉伸、抗壓以及延展性方面具有很強的功能，比混凝土、磚石以及木材表現出更好的適應性。因為高層建筑鋼結構在通常情況下不會因為超載而出現突然斷裂的現象，能表現出超強的動力荷載能力。也是由于鋼材料強度比較高的特性，施工成的構件壁在受到壓力時依然能達到穩定的要求，也奠定了抗震性優良的構架基礎。由于建筑在垂直方向的距離較大，對于高層抗風性強度有很大的需求，而鋼材較好的彈性也能夠將地震所產生的能量消耗掉，可表現出很強的抗震性能。

由于鋼結構材料加工比較容易，并且機械操作效率高，精準度也非常高，即使在現場也可以采用焊接的方式進行安裝。在具體安裝中，可省掉設置繁雜的腳手架，采用壓型鋼板就可以作為混凝土樓板的永久性標版。有資料表明，鋼結構施工要比鋼筋混凝土施工的速度快70%～80%。因此在整體上，高層建筑鋼結構施工技術縮短了施工工期，降低了施工成本，為施工企業提高了經濟效益。

1.2 高層建筑鋼結構施工技術劣勢分析

鋼材作為金屬混合物，避免不了耐火點的限制。如果遇到了火災，鋼結構建筑鋼材導熱系數過大，會導致鋼材強度及彈性模量急速降低。當溫度為350℃時，鋼材強度會下降30%；而溫度達到了600℃時，鋼材就會喪失承載的性能，導致建筑物坍塌。因此，加強梁、柱及壓型鋼板的防火性能，提高耐火能力，可以更好地保證高層建筑物的抗火災能力［1］。同時，鋼結構適用的鋼材表面有大量的鐵元素，易與空氣發生氧化作用而產生鐵銹，此種鐵銹對鋼結構的性能會造成一定的威脅，嚴重時會破壞鋼結構，增加高層建筑安全隱患。我們也應從鋼材市場角度分析，不能忽略鋼材供需失衡現象，這也是我國冶煉技術在鋼材生產方面的局限性。

2 高層鋼結構施工關鍵技術

2.1 鋼結構吊裝技術

高空作業中吊裝技術是非常關鍵的，直接決定了高層建筑的施工安全。高層建筑鋼結構的吊裝技術主要包含鋼柱吊裝和鋼梁吊裝兩種技術。這兩種吊裝技術都存在很大的危險性，對機械設備及施工技術的要求也比較嚴格，是高層鋼結構工程施工的關鍵工序，對整個工程質量起到了至關重要的作用。其中，鋼柱吊裝工作是高層建筑的主要豎向構件，一般需要劃分吊裝作業區域，并按先主梁后次梁，從中央向四周擴展的順序進行吊裝。而鋼梁吊裝中，吊點的位置也決定了鋼梁的跨度及施工人員的安全。為了提高垂直運輸效率，可用多頭吊索對重量小的次梁進行一次多吊的方法。

2.2 鋼結構焊接技術

焊接工藝廣泛應用于固定鋼結構的施工中。施工中常用的焊接技術有電渣焊技術、氣體保護焊技術等。目前最為常用的焊接工藝是以二氧化碳氣體保護半自動焊為主，手工焊為輔的焊接技術。在焊接鋼結構前，應嚴格檢查焊條的合格證，在保證焊接縫表面光滑，無氣孔、裂紋、弧坑等問題后進行下一步操作。在焊接過程中，不僅需要考慮總體焊接順序，區段的焊接順序也是不容忽視的問題。對任意一個焊接節點也需采用對稱分布焊接的施焊順序，最大程度的減少焊接應力，控制變形的傾向。

2.3 鋼結構測量技術

鋼結構施工測量是一種高精度的測量，精心布設測量基準點和基準網，正確的測校方法和數值傳遞路線，都是工程測量的基本要素。測量技術的主要形式包括塔吊的選擇、吊裝、測控和施工安全等。其中，塔吊是整個施工測量技術的核心設備。選擇塔吊時，相對于附著塔吊，內爬式塔吊更能節約成本，也因此得以在高層建筑鋼結構中廣泛應用。適合的塔吊為吊裝的正常進行奠定了良好的基礎，也促進了鋼結構施工第一道程序的順利進行。在測控技術中，目前比較先進的方法是用GPS定位系統進行測量基線網的測設，并以高精度全站儀構件空中三維坐標定位，提高了測量技術的精準度［2］。

2.4 鋼結構實時監控

為了保證施工能夠順利安全進行，選用適當的監測設備對施工中重要部位的應力變化及氣候變化進行監測是十分必要的。實時監控系統從最初的收集信息，到判斷計劃和實際中的偏差，再到及時調整施工進程，每一步都對鋼結構施工有指導意義。

3 結語

土地資源的緊缺促進了高層建筑的迅猛發展，而高層建筑中的施工技術決定著建筑的質量和經濟效益。目前，高層建筑中鋼結構的廣泛應用給建筑領域注入了新活力，并且隨著工程計算和施工技術水平的不斷提高，相信高層建筑鋼結構的應用會在住宅的適用性、安全性、耐久性等方面發揮更重要的作用。

［1］ 吳現.高層建筑鋼結構施工技術應用分析［J］.科技創新與應用，2013，（32）:183-184.

［2］ 葉慶賀.高層建筑鋼結構的施工測量技術［J］.科技創新導報，2012，（01）：93-94.