高層建筑鋼結構施工技術與工藝

張貴棟

摘 要：隨著經濟的不斷發展，高層建筑越來越多，在高層建筑施工中，鋼結構運用的也越來越廣泛，性能佳、施工快、造價低都是其優勢。本文將從鋼結構的優勢入手，對高層建筑施工中，鋼結構的各個環節的技術與工藝進行探討。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；施工技術

1 前言

在高層建筑施工中，其中鋼結構的施工技術具有復雜性，是多套系統緊密配合的工程，其施工技術的難度系數特別高、復雜性特別強。施工中必須按照制定的施工工藝進行，因此，在施工中需要大量的專業技術人才，同時在施工時需要擁有實事求是的精神和嚴于律己的態

2 鋼結構的特點

通常來說，推出新型的建筑形式需要以材料的特性為出發點。鋼結構是利用熱軋型、鋼板和冷加工成型的薄壁型鋼制作而成。和其它的材料比較之下，有以下幾個特點：

（1）鋼結構的強度很高，與其它材料相比其塑性和韌性都要好。比如鋼結構和混凝土木材、空心磚相比較，其強度要高的多。因此，在跨度大或者負載很大的結構中特別適用。鋼結構的塑性方面好，在通常情況下不會因為負載過大而斷裂；在韌性方面，其結構對動力負載有很強的適應性。鋼結構還具有吸能能力和良好的延伸性，因此，鋼結構在抗震性能方面也有優越性。

（2）鋼結構的材質均勻，其內部的組織比較接近于勻質，并且在一定的應力范圍內是完全彈性的。所以， 鋼結構在實際中受力情況和工程力學中的計算結果比較接近。其次，鋼材在生產過程中質量也可以得到控制，因此材質的影響很小。所以，鋼結構在高層建筑的運用過程中，其各項性能系數可以掌控在工程師中。

（3）鋼結構的制作特別簡單，施工的時間短。鋼結構在制作中所用的材料比較單一，其加工也很簡單，還可以使用機器進行加工。同時，通常情況下，大量的鋼結構需要在專業化的金屬結構廠進行加工成構件，其精度很高。構件在工地拼接組裝，拼裝時可以使用普通螺栓或者高強度螺栓，有時還可以在地面進行拼裝或者焊接成較大的組件在進行吊裝，用來縮短施工的時間。除此之外，在已經建成的鋼結構的建筑進行改建和加固方面特別容易，使用螺栓進行連接，在以后使用時還可以根據需要進行拆解。

3 鋼結構在高層建筑中的技術分析

3.1 建筑結構中的螺栓預埋

在螺栓預理的過程中，對于柱腳螺栓的預埋點的位置要十分準確，如果存在輕微的偏差，就可能會讓鋼柱安裝出現困難，進而較大的影響到安裝質量。因此，對于螺栓的預埋地點要十分的精確，尤其是在施工的時候應該嚴格把控標高基準點及基礎軸線，柱腳螺栓埋好位置后應進行反復復測，第一次的復測是在埋設位置定位之后進行，第二次的復測是在混凝土澆筑堅固之后進行，如果在復測中出現位置偏差超過原有的范圍之內就必須重新埋設柱腳螺栓。對于柱腳螺栓標高位置的偏差上下浮動不應該超過五毫米，定位軸線的偏差上下浮動不應該超過兩毫米。

3.2 建筑結構中的鋼柱吊裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定高層多高和建筑的總高度的重要豎向構件。而吊裝是在高層鋼結構工程施工中起著重要的作用，吊裝速度的快慢和質量的好壞對于整個工程的質量情況起著關鍵性的作用。

（1）鋼柱吊裝在進行時需要對吊裝工作地區進行規劃，吊裝時需要對整體框架梁柱結構進行安裝，然后對樓板結構進行安裝，平面從中間向周邊展開，按先安裝主梁后安裝次梁的程序進行。

（2）對于吊裝第一節鋼柱的時候，需要安裝保護套對預埋的地腳螺栓進行保護，這樣在鋼柱就位時就碰不到地腳螺栓的絲牙了。在進行鋼柱吊裝前，應先在地面上把爬梯、操作掛籃等設施固定在施工時需要的柱子部位上。

（3）鋼柱的吊點需要設在鋼柱連接耳板螺栓孔的地方，需要利用專門的吊索進行吊裝；鋼柱吊裝之前要把鋼楔和校正用的鋼板準備好，以免隨時可能用到，還要將臨時高強螺栓等緊緊的拴在鋼柱底連接耳板的地方。

（4）鋼柱與鋼柱之間進行臨時的接觸時要采用高強螺栓，在調整了垂直度和標高之后進行加固。在進行安裝的時候，一節鋼柱的所有構件的重量和施工時多出的重量都由鋼柱的臨時接頭進行支撐，不能使用纜風繩進行支撐。

3.3 建筑結構中的鋼梁吊裝

鋼梁吊裝在進行吊裝之前，需要在鋼柱的牛腿上進行檢查。在進行主梁的吊裝時，需要在主梁上裝好扶手繩和扶手桿，等待主梁吊裝就位之后，把扶手繩牢牢的捆在鋼柱上面，用這種方式來確定施工人員在施工時的安全；鋼梁吊裝的吊點方位取決于鋼梁之間的跨度，基本上都是在鋼梁上翼邊緣處進行開孔，作為鋼梁吊裝的吊點。

為了更好的提高塔吊的垂直運輸效率，對于相對重量較輕的次梁和小梁之間可以采用多頭吊索，這樣就能多吊裝幾根，或者將鋼柱、鋼梁進行組裝排列后進行整體的吊裝，就能有效的減少吊裝的次數，減少高空施工的時間，既保證了鋼梁吊裝的質量，又縮短了吊裝的時間，有效的提高了工作效率。

鋼梁起吊完畢之后，在進行安裝的時候，需要對焊縫收縮量進行預留，一般焊縫收縮量控制在兩到三毫米之間，并采用儀器進行檢測，以確保螺栓孔完全對準，并要放入高強螺栓進行臨時的加固，等到主梁全部都吊裝完成之后，再把高強螺栓擰好。

3.4 鋼結構高強螺栓的連接

3.4.1 節點進行處理

在高層建筑鋼結構的架設調整完成之后，對鋼梁與鋼柱之間的接合件要進行進一步的矯正，消除所有連接件之間存在的問題，板束在結合摩擦面的地方要完全貼緊，最后再安裝高強度螺栓。要想板束與摩擦面完全貼緊，可以利用手動扳手和臨時的螺栓進行加固，已達到完全的貼緊。每一個需要穿入臨時螺栓的節點上的數量都要進行準確的計算，不能過多也不能太少。不能適用高強度螺栓來替代臨時螺栓，目的是為了防止對螺紋可能造成的損傷，如果螺紋有了損傷，就可能造成扭矩系數的改變。

3.4.2 螺栓安裝

在節點全部處理好之后才可以安裝高強度螺栓。螺栓在安裝時要在同一個方向上進行穿入。為了方便工程的施工，全部的螺栓都是以從里面到外面的方式進行穿入，在外面需要進行加固的措施。有的施工工人，習慣把螺栓從外面向里面進行穿入，使用自己習慣的操作方式來增加施工時的速度。

3.4.3 螺栓緊固

對于高強度螺栓的緊固情況，一般是需要進行兩次緊固，分為初擰和終擰。初擰是因為考慮到螺栓與鋼板扭曲之間的結合程度不是太好，所以進行第一次緊固，防止兩者之間產生不好的影響，造成施工中的偏差。初擰時所使用的軸力需要達到標準軸力的百分之六十到百分之八十之間，最低的軸力是標準軸力的百分之三十，不能低于這個標準。

3.5 建筑結構中的鋼結構焊接

在建筑結構的施工中，上節與下節鋼柱之間通常采用的是坡口電焊連接。鋼柱與主梁之間的連接方式是上、下翼緣用坡口電焊連接，高強螺栓是與腹板進行連接。主梁與次梁的連接方式大致是在腹板的地方用高強螺栓進行連接。鋼柱與各梁之間的連接也有一定的方式，先要進行頂部柱和梁節點的焊接，再對底部柱和梁節點進行焊接，最后是對中間的柱和梁節點進行焊接。

4 結束語

隨著經濟的迅猛發展，人類對于高層建筑鋼結構的施工技術與工藝越來越重視，加之鋼結構的廣泛應用，對于鋼結構的技術要求越來越嚴格，隨之對于安裝的準確度也會要求越來越高，質量上存在的問題也將備受關注。只有在建筑結構中不斷的控制高層建筑鋼結構的施工技術，才會更好的完成鋼結構的施工。

參考文獻：

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