探析超高層建筑鋼結構加工與安裝技術

姚雙雙

【摘要】：鋼結構本身就以其剛度大等特點被應用在眾多建筑工程中，尤其是現在的超高層建筑中應用的比較多。超高層的鋼結構安裝技術有很大的難度，而且施工工藝也比較復雜，對施工技術有很大的要求，在施工的時候要綜合考慮到建筑結構特點、施工單位技術水平以及施工現場各種施工環境，然后再制定科學的施工設計。由于施工難度大，所以在加工制造和安裝的時候都要控制好施工技術，確保建筑的穩定性。本文分析了超高層建筑中鋼結構在制造和安裝技術上的相關問題。

【關鍵詞】：超高層建筑； 鋼結構 ；加工技術 ；安裝技術

【引言】：近年來，以鋼結構為主要原料的建筑，憑借其在環境保護、節約能源、工業生產等方面明顯優于磚混結構的優勢，在房屋建筑中的利用率越來越高。如具有良好的抗震性和空間感、超快的施工速度、能源消耗量低、可重復利用以及較小的占地面積等特點。雖然是一種比較新興的建筑體系，但是目前高層建筑鋼結構的發展愈發成熟，有不斷成為主流結構的總體趨勢，同時也是以后超高層建筑的一個發展方向。

1、超高層建筑的定義及鋼結構應用現狀

1.1超高層建筑的定義

通常情況下，超高層建筑是指高度在 100 米以上，層數在 40層以上的建筑。超高層建筑是現代科技的產物，將鋼結構應用于超高層建筑中，有利于超高層建筑的標準整體結構強度要求的實現。

1.2超高層建筑鋼結構應用現狀

在發達國家中，運用鋼結構完成超高層建筑施工已經成為一種普遍現象。鋼結構建筑在日本的建筑總量中占據了 50% 的比例。近年來，我國的鋼結構產業的發展速度較快，2012 年，我國鋼結構的總產量達到了 3000 萬噸。但目前我國鋼結構的加工技術和安裝技術水平相對較低，人們對鋼結構的認識較少。與發達國家相比，我國的超高層鋼結構應用存在著較大的發展空間。但我國的鋼材規格不齊全，使用率相對較低，超高層建筑中可以選擇的鋼的種類較少。在鋼板加工等方面的技術相對較為薄弱，并且在某些方面存在著一些質量問題。為了將鋼結構更好地運用到超高層建筑施工中，需要對以上問題進行解決。

2、超高層建筑鋼結構的加工技術解析

超高層建筑中要求要有比較高的鋼結構加工技術。如在鋼結構的內部，需要對結構件的表面粗糙程度、具體材質以及影響到材料的氣密性的相關內容等進行嚴格的各種檢測。而且超高層建筑有不同于一般建筑的特點，在建筑的結構件的加工、選材等眾多方面要求更高且需要注意的事項更多。

2.1 構件加工制作的整體流程

鋼結構高層建筑工程有很大的工作量。鋼結構構件有多種結構形式，主要表現為箱型構件、T 型構件和 H 型構件等。構件的焊接工序非常繁瑣，同時要求也很嚴，體現在：焊接要有較大的變形、很多的熔透焊位置以及高質量的焊縫等。一般而言箱型構件由于其內隔板很少，在焊接過程中非常容易發生扭曲和變形。為了確保焊接的最終質量和變形程度、構件的尺寸精細合理以及避免層狀性撕裂出現，有效的焊接工藝指標和措施尤為重要，這也是此類建筑工程加工技術中面臨的難題。鋼結構高層建筑工程中的許多主要構件大多是在工廠里面加工制作而成，基本的加工流程如下：做好技術上的準備→采購與復驗材料→鋼材的前期加工→對桿件進行加工→整體節點的組裝→進行涂裝→最終運輸。

2.2 工程焊接

焊接的方法選擇應考慮整體工藝流程和鋼柱的結構等，優先選用有先進配置的焊接方法和設備裝置。如對于加勁板和內部的隔板的焊接，宜采用二氧化碳氣體保焊法。需要注

意的是，要保證保焊焊絲應符合國家的相關規定，且二氧化碳氣體的純度和含水量不能異于一定指標。

3、超高層建筑鋼結構的安裝技術

3.1預埋件的安裝。施工本工程預埋件是由鋼板、預埋螺栓和矩形短柱構成的一種長方形結構，總質量為10.8t，總長度為6.9m，最大埋件截面積為1200mm×1200mm×50mm。由于一些埋件的質量很大，需要使用塔吊來進行施工。在安裝過程中需要做好以下幾方面的控制。

3.2標準節框架的安裝。超高層鋼結構標準節框架的施工一定情況下代表著超高層鋼結構框架施工的主動權，其安裝方法通常分為節間綜合安裝法和按構件分類大流水安裝法。前者節間綜合安裝法是選擇一個區間作為標準區間，安裝4根鋼柱構成空間標準間，按照施工進程逐漸擴大框架，最終完成施工。

3.3特殊節框架的安裝。特殊節框架指不用于標準節的框架，如底層大廳和屋頂花園層等等，由于超高層建筑中建筑和結構的特殊要求，施工技術方案也應有所不同。對于網架結構，由于內部結構跨度較大且多位于高層建筑或旁邊，施工難度較大，一般采用“地面拼裝，整體提升”“搭設平臺，高空散裝”的安裝方法。

3.4鋼柱的安裝。管柱安裝應在分析下層杯口偏離網絡線的位置數據后，確定管柱的偏移和傾斜數據，據此數據進行安裝。根據鋼管柱截面高度變化形式及鋼柱的分節長度，每3層澆筑一次，澆筑高度約為12.3m。混凝土采用立式高位拋落無振搗法，利用混凝土下落時產生的動能達到振實混凝土的目的。當澆搗至8.3m高度時，上端4m范圍采用振搗器內部振搗振實。一次拋落的混凝土量最好在0.7m 3 左右，用料斗裝填或設置澆筑漏斗，料斗的下口尺寸應比鋼管內徑小100 ～ 200mm，以便混凝土下落時，排出管內空氣。現場利用1.2m 3 吊斗進行澆筑，并在擬澆筑混凝土的鋼柱頂部布置高500m，邊長lm的漏斗進行下料，漏斗下口邊長為160 ～ 180mm，進入鋼柱內的斗口高度約200mm。

3.5安裝鋼梁。由于本項目中需要安裝的鋼梁數量非常多，則需隨鋼柱一起進行安裝。臨近鋼柱安裝好以后，將鋼梁和鋼柱連接到一起進而使其構成一個穩定性良好的結構。當天安裝的鋼梁和鋼柱都要連接到一起，如果因特殊原因沒有及時連接，要使用纜風繩來對其進行臨時固定。安裝鋼梁時，按照下層優先的則，先將主梁安裝好，然后再將次梁安裝好。

結語

超高層建筑鋼結構工程具有一定的復雜性和多樣性，因此在工程施工前，需要結合實際的施工場地等因素，制定詳細的施工計劃，對超高層建筑技術進行合理利用。在超高層建筑中應用鋼結構能夠有效地提升超高層建筑的強度和穩固性，因此需要對鋼結構的加工技術和安裝技術進行充分掌握。

【參考文獻】：

[1]柴俊平.淺談超高層鋼結構的安裝施工技術[J].江西建材，2014，01：90-91.

[2]蔡水靈 . 鋼結構加工和安裝技術在超高層建筑中的應用 [J].江西建材 ，2015，N o.15906：84+87.