淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

【摘 要】隨著我國土地資源的日益緊缺，建筑行業(yè)中的高屋建筑發(fā)展迅速，其中高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是其發(fā)展的重中之重。高層鋼結(jié)構(gòu)施工具有標(biāo)準(zhǔn)高、場地狹小、立體交叉施工等影響施工因素多的特點，鋼結(jié)構(gòu)的施工從設(shè)計、材料采購、構(gòu)件加工、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場施工管理等是一項綜合性很強的工作，也是一個企業(yè)施工技術(shù)水平和管理水平的體現(xiàn)。同時，鋼結(jié)構(gòu)同混凝土結(jié)構(gòu)相比具有其優(yōu)缺點，從鋼結(jié)構(gòu)施工過程中主要施工環(huán)節(jié)為切入點對施工技術(shù)進(jìn)行論述，得出只有嚴(yán)格按照施工工藝要求施工才能得到預(yù)期質(zhì)量效果。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展熱度居高不下，高層建筑更受到投資企業(yè)和群眾的青睞，成為當(dāng)今社會的主要經(jīng)濟(jì)支柱之一。在高層建筑中鋼是運用得最廣泛和普遍的，鋼結(jié)構(gòu)的使用尤其是在高層建筑中的使用為推動我國建筑行業(yè)的向前發(fā)展起到了強有力的推動作用。鋼結(jié)構(gòu)在我國雖然起步較晚，但發(fā)展迅猛，今年來出現(xiàn)了上海金茂大廈、深圳賽格大廈、大連世貿(mào)中心等有名的鋼結(jié)構(gòu)工程，它具有其自身的優(yōu)缺點和施工特點，其研究價值是非常大的，本文結(jié)合了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)點與缺點，分析其鋼結(jié)構(gòu)施工的特點，提出切實可行施工技術(shù)及提高其科學(xué)安全管理的方法。

1.高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)具有的兩面性

鋼結(jié)構(gòu)之所以在建筑中得到廣泛應(yīng)用，主要是由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢；但同時具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點。它的優(yōu)點和缺點均是影響建筑師或工程師在高層建筑施工過程中重點考慮的方向，因此可以說其鋼結(jié)構(gòu)具有兩面性。

1.1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)勢

高層建筑由于需要承載較大的負(fù)荷，而且其跨度范圍較大，所以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料與一般材料就有很多不同，其材料的強度、可塑性、韌性等物理性質(zhì)要強于一般材料，用于施工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以是全工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝，這樣的建筑材料就具有與普通材料不一樣的優(yōu)勢，施工周期短、安裝靈活，可以大大縮短施工周期，所以在工廠中對其材料的物理性能要求也非常嚴(yán)格。為了保證高層建筑的質(zhì)量，保證居民的人身安全，延長建筑的使用壽命、縮短施工周期，其鋼結(jié)構(gòu)的材料的吸收能力及延展性都非常強，同時，鋼材的抗壓、抗側(cè)彎強度均為混凝土的1.5 倍，在相同強度的條件下可以縮小截面從而增大了有效空間，能有效的減少截面，增強抵抗暴雨、大風(fēng)、地震等自然災(zāi)害的能力。其次，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)地更勻稱，這樣才能保證鋼材的質(zhì)量，避免出現(xiàn)局部不均勻?qū)е碌膹澢蜃冃危苊庥绊懡ㄖ┕さ馁|(zhì)量及安全。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)地均勻能夠保證各部分的性質(zhì)相同，受到同等力作用的時候能處于完全彈性狀態(tài)，在施工過程中的力學(xué)計算中才能更準(zhǔn)確，減少鋼材實際受力與理論計算受力出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象，保證工程的順利進(jìn)行。再然后是鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程更加簡單。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的原料是已經(jīng)加工生產(chǎn)后的成材，再經(jīng)過簡單加工就可進(jìn)行使用。在大型的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中可將加工過的鋼材直接進(jìn)行拼裝，再按照設(shè)計圖紙所需要的進(jìn)行焊接、吊裝使用，這樣不僅減少了工序，提高了工程進(jìn)度，還提高了建筑的整體強度。最后，鋼結(jié)構(gòu)建筑物的施工材料可以實現(xiàn)鋼材再生利用，同其它結(jié)構(gòu)建筑物相比減少了大量的建筑垃圾。

1.2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)存在的缺陷

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的一些物理性質(zhì)較差，如耐火性、耐熱性較差。材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定著材料的耐熱性和耐火性導(dǎo)熱系數(shù)越大，耐火性就越差，反之亦然。鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼筋混凝土材料的大得多，因此其耐熱性和鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，其耐火性能遠(yuǎn)差于混凝土結(jié)構(gòu)，因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)抗火被視為重要一環(huán)。鋼結(jié)構(gòu)的耐火性較差，還表現(xiàn)在當(dāng)溫度達(dá)到350度以上時，鋼材的屈服強度及彈性模量等會隨著溫度的上升而急速降低，當(dāng)溫度達(dá)到600度時，鋼結(jié)構(gòu)基本喪失了其全部的剛度和強度，這就增加火災(zāi)的危險性，因此，在高層建筑中防火設(shè)計非常重要。還要重要的一點是鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性較差，鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹，銹蝕能夠引起應(yīng)力集中，破壞鋼材結(jié)構(gòu)，危害鋼結(jié)構(gòu)的使用安全，使鋼結(jié)構(gòu)提前破壞，因此對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防腐才能確保其使用年限。

2.高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的分析

鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中，存在很多自身的特點，使得其施工技術(shù)也有其內(nèi)在的特色，包括有：工程量大、構(gòu)件多用于施工和堆放構(gòu)件的場地小；立體交叉施工；自然條件、沉降、材料壓縮變形、混凝土的收縮變形、焊接變形等影響施工的因素多；塔式起重機的安裝、爬升、拆除技術(shù)要求高等等以下特色，所以為了應(yīng)對這些特點給高層建筑施工過程帶來的不一樣的挑戰(zhàn)和新的要求。

2.1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)準(zhǔn)備

在對高層建筑進(jìn)行施工前，首要的是做好施工過程中的技術(shù)準(zhǔn)備工作，要編制施工組織設(shè)計，將設(shè)計的思想融匯貫通到施工中，還要不斷確定、完善施工及驗收標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范市場、規(guī)范各方行為，更重要的是要對工藝進(jìn)行試驗，還要對其進(jìn)行評定，為后續(xù)施工提供技術(shù)保障。“良好的準(zhǔn)備是成功的一半”，所以施工前的技術(shù)準(zhǔn)備是必不可少的。

2.2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程在施工安裝前還要許多現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，例如：鋼構(gòu)件的驗收，包括其零部件、連接件等，測量儀器及丈量器具的準(zhǔn)備、基礎(chǔ)復(fù)測、構(gòu)件運輸、構(gòu)件堆放、構(gòu)件堆場以及安排設(shè)備工具材料和組織施工力量等各個方面的現(xiàn)場準(zhǔn)備工作。

2.3特色準(zhǔn)備工作

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)分為螺栓預(yù)埋技術(shù)、吊裝技術(shù)、螺栓連接技術(shù)以及焊接技術(shù)等。其中螺栓預(yù)埋技術(shù)是整體鋼結(jié)構(gòu)施工中的最基礎(chǔ)的技術(shù)，預(yù)埋柱腳螺栓的位置必須非常準(zhǔn)確，否則會導(dǎo)致鋼柱安裝上的困難，且對安裝質(zhì)量有較大的影響。因此預(yù)埋螺栓位置應(yīng)給予嚴(yán)格控制，施工中應(yīng)嚴(yán)格控制基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點，埋設(shè)后進(jìn)行兩次復(fù)測，第一次在埋設(shè)定位后測量，第二次在基礎(chǔ)混凝土澆筑并待其堅固后進(jìn)行復(fù)測，這項技術(shù)需要注意的是避免產(chǎn)生較大誤差，要確保預(yù)埋柱腳螺栓定位的準(zhǔn)確無誤，測試安裝的整個過程，才能確保螺栓的位置精準(zhǔn)，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，保證后續(xù)工程的施工及質(zhì)量；高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝技術(shù)一般包括鋼柱吊裝技術(shù)和鋼梁吊裝技術(shù)，吊裝技術(shù)是整體工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它決定高層建筑層高和總高度的主要豎向構(gòu)件，在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，大量的高空作業(yè)對其技術(shù)要求也是非常嚴(yán)格，它不僅影響工程的整體質(zhì)量，更關(guān)系著高層建筑的施工安全。

3.結(jié)語

當(dāng)前高層建筑行業(yè)發(fā)展迅速，其質(zhì)量與安全也成為人們關(guān)注的焦點，這就對其施工技術(shù)提出較高的要求。本文從鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的主要施工工藝為切入點介紹了在實際施工過程中的施工技術(shù)及工藝。

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