鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在高層建筑施工中的應(yīng)用

張生輝

摘 要：近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是高層、超高層建筑數(shù)量的不斷增多，鋼結(jié)構(gòu)以其輕型、大跨、高聳、重載、結(jié)構(gòu)性能好、抗震性佳、整體性強(qiáng)、造價低、施工速度快、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外建筑業(yè)被越來越廣泛的重視和應(yīng)用。但是鋼結(jié)構(gòu)工程構(gòu)件制作精度要求很高，而且安裝時易受自然條件影響，手工作業(yè)較多、允許偏差較小致使施工難度較大，稍有不慎，在施工中就很容易發(fā)生工程事故，不僅影響了工程進(jìn)度，而且給施工企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，采取相應(yīng)的措施對鋼結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制，提高工程質(zhì)量，是十分必要的，更是非常重要的。

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

1 前言

鋼結(jié)構(gòu)因具有整體性能優(yōu)越、抗震性強(qiáng)、整體造價低等特點(diǎn)，而在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在我國現(xiàn)階段的高層建筑施工中，普遍存在較多的技術(shù)問題，如果不能及時得到有效的解決，必然會影響高層建筑的整體使用性能和年限，本文僅就此作以分析。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)分析

2.1 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

2.1.1 施工周期相對較短

用于高層建筑施工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在現(xiàn)場安裝時，不需搭設(shè)大量的腳手架，同時采用壓型鋼板可作為混凝土樓板的永久性模板，無需另行支設(shè)模板，而且混凝土的施工可與鋼結(jié)構(gòu)安裝交叉進(jìn)行，可以大大縮短施工周期。

2.1.2 整體空間大

由于鋼材的抗壓、抗側(cè)彎強(qiáng)度均為混凝土的1.5 倍，因此，在相同強(qiáng)度的條件下，鋼結(jié)構(gòu)可以縮小截面從而增大了有效空間。

2.1.3 可循環(huán)利用

鋼結(jié)構(gòu)高層建筑物的施工材料可以實(shí)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。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

2.2.1 整體耐火性差

鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)的情況下，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)，鋼材的屈服強(qiáng)度和彈性模量隨溫度上升而急劇下降。當(dāng)結(jié)構(gòu)溫度達(dá)到350℃及500℃時，其強(qiáng)度可分別下降30%-50%。當(dāng)溫度達(dá)到600℃時，鋼結(jié)構(gòu)基本喪失了其全部的剛度和強(qiáng)度，以致結(jié)構(gòu)完全喪失承載能力，變形急劇增大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。

2.2.2 耐腐蝕性較差

由于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，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。

3 加強(qiáng)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)管理的途徑與方法

3.1 塔吊的科學(xué)選擇與布置

塔吊是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工的核心設(shè)備，其選擇與布置要根據(jù)建筑物的布置、現(xiàn)場條件及鋼結(jié)構(gòu)的重量等因素綜合考慮，并保證裝拆的安全、方便、可靠。在塔吊的選擇上應(yīng)優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑采用內(nèi)爬式塔吊不需要對樓層進(jìn)行加固，并且在起重機(jī)布設(shè)位置上有較大的自由度。此外，采用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。從經(jīng)濟(jì)上考慮，為節(jié)約成本，優(yōu)先選用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑的施工。

3.2 原材料質(zhì)量的嚴(yán)格控制

鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。在選擇中，首先鋼筋的質(zhì)量證明文件應(yīng)齊全有效，且進(jìn)場檢驗(yàn)應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。連接套筒應(yīng)有出廠合格證，材料一般為低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其設(shè)計(jì)抗拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于被連接鋼筋的受拉承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.2 倍，套筒長為鋼筋直徑的二倍。

3.3 鋼構(gòu)件的管理與驗(yàn)收

鋼構(gòu)件住進(jìn)入安裝現(xiàn)場后，由專業(yè)質(zhì)量檢測人員對構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行檢杏。彈出鋼柱的安裝軸線，若發(fā)現(xiàn)在運(yùn)輸過程中鋼構(gòu)件發(fā)生變形缺陷后，馬上進(jìn)行矯正和處理。同時還需要對構(gòu)件縱橫兩個方向的安裝中心線進(jìn)行驗(yàn)收，對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

3.4 鋼柱安裝的技術(shù)措施

按結(jié)構(gòu)平面形式分區(qū)段繪制吊裝圖，吊裝分區(qū)先后次序?yàn)椋合劝惭b整體框架梁柱結(jié)構(gòu)后樓板結(jié)構(gòu)，平面從中央向四周擴(kuò)展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個空問構(gòu)架，以保證其剛度，提高抗風(fēng)穩(wěn)定性和安全性。為了便于調(diào)整柱的垂商度，在預(yù)埋螺栓上先擰上數(shù)個螺母全部擰到接觸基礎(chǔ)面，并用水平儀找平后，開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時，為了防止意外事故出現(xiàn)，在柱的上端活系兩根纜風(fēng)繩，可以從多個方向臨時固定，也可用來調(diào)整垂直度。測量校正，鋼柱吊裝就位后，用兩臺經(jīng)緯儀和水平儀對鋼柱進(jìn)行測控，微調(diào)通過調(diào)整柱底腳板下的螺母來實(shí)現(xiàn)。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)的焊接

鋼結(jié)構(gòu)使焊前，對焊條的合格證進(jìn)行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進(jìn)行無損檢測，在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結(jié)構(gòu)對稱、節(jié)點(diǎn)對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫多層梁柱焊接時，應(yīng)根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)，其次焊底部柱與梁節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點(diǎn)。在焊接頂層梓與梁節(jié)點(diǎn)時，應(yīng)先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應(yīng)力達(dá)到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴(kuò)散施焊。

4 對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點(diǎn)建議

（1）充分理解節(jié)點(diǎn)深化圖，合理制定施工工藝。

（2）根據(jù)工程特點(diǎn)合理選用機(jī)械設(shè)備，特別是塔式起重機(jī)的選用，并要考慮其裝拆的可行性。

（3）根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數(shù)，不能一概而論，盲目照搬。

（4）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進(jìn)場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設(shè)備的吊運(yùn)能力。

5 結(jié)束語

在我國建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的時代背景下，國內(nèi)建筑用鋼材的產(chǎn)量大幅提高，其在高層建筑工程中的應(yīng)用日漸廣泛。在國內(nèi)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，一定要適時加強(qiáng)對于相關(guān)技術(shù)的管理，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度和質(zhì)量的全面提升。

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