高層建筑鋼結構的關鍵施工技術分析

【摘要】鋼結構具有造價低，施工速度快和性能好等優勢，在高層建筑中得到廣泛應用，具有較好的發展空間。但是鋼結構施工過程中技術難度相對較高，必須配合先進的施工技術和完善的施工要求，以此確保高層建筑鋼結構的質量。本文簡要概述了高層建筑鋼結構施工的優缺點，并探析了高層建筑鋼結構關鍵施工技術的具體應用，以期促進高層建筑鋼結構關鍵施工技術的快速發展。

【關鍵詞】高層建筑；鋼筋結構；關鍵施工技術

高層建筑鋼結構施工是一項綜合性較強的工作，其主要涵蓋設計、采購材料、安裝、施工管理等內容，其技術水平的高低直接影響整個高層建筑施工水平情況。在高層建筑中鋼結構是其重要工程要素，鋼結構自重較輕且具有良好的抗震性能，在高層建筑施工中受到廣泛關注。但是鋼結構施工中對精確度要求較高，并且受自然環境影響極大，導致其施工難度較高，因此在具體施工過程中應采取相應的有效措施，在保證其施工質量的前提下不斷提高其關鍵技術，以此促進其技術水平提高，提高高層建筑整個工程質量。

1、高層建筑鋼結構施工的優勢和存在問題概述

1.1高層建筑鋼結構施工的優勢所在

鋼結構施工在施工過程中具有明顯優勢，其主要表現在如下三個方面：首先鋼結構施工具有一定的便捷性，具體施工零件可進行大規模作業，制作過程節省了較多時間，在安裝過程中無需安裝腳手架，施工程序簡便具有較高的便捷性。除此之外，采取壓縮鋼板作為模板，避免了另行架設模板的繁瑣性，在此基礎上鋼結構施工可與混凝土施工交替進行，提升了人力資源的利用效率；其次有利于增大有效利用空間，鋼材較之混凝土而言具有較強的抗壓性和抗側彎能力，從而在同等要求下可減少截面，進而提升有效利用空間范圍；最后具有一定的環保效益，鋼結構施工中相比其他材質浪費較少且大量減少了建筑垃圾，并且其施工材料也可實現循環再利用。

1.2高層建筑鋼結構施工中存在的問題

雖然鋼結構優勢較為明顯，但是在具體施工過程中仍存在一定的問題：第一，鋼結構耐火性能較差，鋼材導熱能力較強，一旦遇見火災其自身熱度會增高，導致其彈性模量以及屈服強度下降，通常情況下如果溫度增至300℃-500℃則其強度會下降至原有強度的50%-70%。并且當溫度超過600℃時，其強度便會處于完全喪失狀態，造成其不具備承載能力的危險狀況，最終導致結構坍塌的嚴重事故，基于此在鋼結構設計中要充分考慮其防火功能；第二，鋼結構具有較弱的耐腐蝕性，由于鋼材表面鐵原子容易與氧氣合成氧化鐵，銹蝕現象的加劇會影響鋼材使用的安全系數，使得鋼材結構受到破壞，基于此在鋼結構施工過程中要對其進行防腐處理。

2、高層建筑鋼結構關鍵施工技術的具體應用

2.1完善鋼結構井字梁設計

井字梁是鋼結構關鍵施工技術的重要組成部分，在具體施工過程中應采取有效措施提高井字梁施工設計情況。例如以含有2層井字梁的高層建筑施工項目為說明對象，該工程中井字梁位于主體結構5層（標高25.8m）和8層（41.3m）位置處，每個井字梁主梁均與主體結構相連，根據施工實際情況，設置6個提升點，并且將提升平臺設置在主體結構10層處的混凝土懸挑梁上。其具體施工步驟為：（1）在提升平臺對應位置設置提升鋼梁，并在地面作業將8層需要的鋼梁拼接完成；（2）提升拼接完成的鋼梁至8層標高位置；（3）將鋼梁放置在支座上，并進行焊接完成安裝任務；（4）按上述方式完成對5層鋼梁的安裝工作；（5）將提升平臺拆除，并將應用的設備歸位。

2.2完善鋼結構桁架設計

在鋼結構桁架提升設計中仿照井字梁提升方案，也需設計相應的提升點，該工程擬設定4個提升點，在此基礎上行進行桁架提升作業，其具體方案為：（1）在主結構45.6m位置處焊接鋼牛腿，然后進行提升平臺設置，保證準備工作的有效性；（2）將桁架提升至標高處（3）對桁架上弦元件進行焊接，并對中弦和下弦進行對接；（4）安裝工程完成后進行質量檢查，保證質量過關后卸載相關設備。

2.3注重提升過程的合理控制

在高層建筑鋼結構施工過程中提升過程占據重要地位，為了提高其關鍵施工技術的應用水平，必須對其提升過程進行合理控制，以此保證整個提升工作的有效性，避免相關事故的發生。以某高層建筑施工項目為例進行說明，在提升過程中各提升點會產生不同的位移，從而導致其中結構內力和提升力內部重新組合分配，為了保證整個提升過程的安全性，必須在進行提升工作前做好籌劃工作，保證其位移在合理范圍內。在該項目中提升的結構均屬于平面結構，因此各點位移相差不明顯，所以在提升過程中只需考慮相對位移，對其進行合理控制即可。通過位移剛度矩陣的建立，可明確知曉各點提升過程中相對位移不得超出20mm。

2.4制定應急方案

高層建筑鋼結構施工過程具有一定的復雜性，并且容易受到外部環境干擾，因此在施工過程中應制定合理的應急方案，以此避免突發實踐造成的不必要經濟損失或人員傷亡。例如在提升工程中可設置4級檢驗系統，提升距離地面300mm時可在空中停留12h，并進行逐級增加，在這個過程中觀察相應參數，及時發現其中的異常現象。同時在提升過程中也可設置預警值，一旦超出該數值應進行鎖定處理。除此之外也要針對天氣問題進行相應的處理，避免雨雪、大風天氣對焊接、提升等作業的影響，設定合理的應急方案，一旦出現極端天氣則可啟動應急方案，避免天氣造成的工期延誤或工程質量下降。

結語：

綜上所述，隨著鋼結構日益受到建筑行業的重視，在高層建筑施工過程中應注重其關鍵技術的創新與提升，以此保證工程質量與工期效果。鋼結構施工過程中由于其自身的特性所致存在一定的優點和缺點，在施工中要做到充分認識，并采取有效措施加強高層建筑鋼結構關鍵施工技術的應用效果，為我國建筑業的發展奠定堅實的技術基礎。