高層建筑鋼結構施工的關鍵技術分析

張松

摘? ? 要：我國建筑行業的快速發展推動我國其它行業發展迅速。以鋼材作為高層建筑的主體結構材料，可以滿足其較高的抗震和復雜的荷載要求，并且能夠實現構件的標準化預加工，簡化施工現場的施工工序并且提升作業效率。因而鋼結構成為越來越多高層建筑工程的選擇，其應用范圍涉及框架結構和墻體、樓板等方面。

關鍵詞：高層建筑;鋼結構施工;關鍵技術

1? 引言

我國經濟的快速發展使我國快速進入現代化發展階段。隨著城市建設的發展，鋼結構在建筑領域的運用越來越頻繁。不僅廣泛運用于工業廠房的建設，而且逐步向民用建筑尤其是高層建筑（如：住宅、商業綜合體、寫字樓等）延伸。鋼結構在高層建筑中的運用有著自己獨特的優勢。

2? 概述

高層建筑工程中應用的鋼結構施工技術充分利用了鋼材的優良加工性能和質量相對較輕的優點，大規模采取裝配式施工工藝，根據建筑物結構特點和強度等性能要求，把主體框架結構以及墻體和樓板等設計成標準化的構件。構件在預制工場按照設計圖紙要求進行生產加工，其幾何尺寸和形狀誤差控制可以達到極高的精確度。在梁、柱以及樓板等構件的預制過程中，通常需要根據設計要求選擇符合國家相關規范的型鋼和鋼板等原材料，對承重結構構件的鋼材原材料的伸長率、抗拉與屈服強度以及特定元素含量進行檢驗，對所有需要使用焊接工藝加工的原材料和焊接材料進行工藝實驗和組織工藝評定，設計相應的焊接工藝指導文件和工藝卡，方可開展構件的焊接生產。而在高層建筑的施工現場，則按照設計的安裝順序將各類預制構件進行安裝，使用吊裝設備將構件依次安裝就位并進行空間位置校正，在相關測量參數達到設計的誤差要求后對節點進行固定。

3? 鋼結構的特點

①鋼結構強度高、剛度好、自重輕，空間布局靈活。鋼結構雖然容量大，但是它自身的強度確實很高的，并且它可以跨越更大的跨度（這在商業綜合體的建設中，構建更大的空間時獨具優勢）。②鋼結構塑性和韌性好，所以不會因為偶然的超負荷而產生突然的斷裂破壞，也使其對動荷載有較強的適應性，這些特性為鋼結構的安全、可靠性提供了充分的保證。③裝、拆方便，施工周期短。鋼結構由各種鋼型材組合而成，現場拼裝時，通過焊接、錨接、栓接等形式，能很方便地形成剛性節點和鉸接（柔性）節點，滿足不同的受力狀態。而且裝、拆都很方便，大大減少了施工周期。這對于在狹小的區域內，進行高層建筑的施工時，優勢十分明顯。

4? 高層建筑鋼結構施工的關鍵技術

4.1? 鋼結構柱體安裝基礎的施工技術

在高層建筑的鋼結構安裝中，作為關鍵承重構件的柱體安裝至關重要，因而要控制好柱體基礎的澆筑和柱腳螺栓預埋質量。首先，在基礎澆筑前要經過精確定位預留地腳螺栓的安裝孔洞，在完成螺栓預埋后對其位置進行復核和校正，并且使用卡盤固定后一次澆筑成型。其次，在基礎澆筑固化后對基礎澆筑的標高、軸線以及地腳螺栓的位置進行復測，檢驗在澆筑過程中地腳螺栓的位移造成的誤差是否滿足設計要求，通常情況下標高和軸線的誤差應分別小于±5mm和±2mm。

4.2? 結構件加工

結構件加工盡可能地在加工廠進行，這樣可以充分利用加工廠的機械設備優勢，對調直、切割、焊接、除銹等工序進行工廠化管理，確保構件的加工精度和質量。①加強對鋼結構加工企業的資質管理：對于大多數建筑工程總包企業而言，鋼結構結構件的加工一般都采取專業分包的形式對外委托加工。因此，根據工程體量，選擇具備相應資質的鋼結構加工企業就顯得尤為重要。加工企業只有具備相應的技術力量、機械設備、完善的管理制度，才能保證結構件的加工質量，保證供應進度，滿足總承包企業對工程質量和工期進度的要求。②根據工程需要，在滿足運輸、吊裝負荷的前提下，合理地劃分結構件的形式、批次進行加工。除了主要的承重構件（如：主框架柱、梁等單件重量較大的構件），次要構件在保證尺寸精度的前提下，在工廠內盡可能地采取組合的形式進行加工（如：樓梯、欄桿、隔墻鋼骨架等），這樣能盡量地減少現場的拼接工作量。③加強工序質量檢查：按照檢驗批的要求，對結構件的加工質量進行檢查。檢查構件用鋼的合格證明文件，檢查結構件焊接焊縫的高度、密實性，檢查防腐、防火涂層的厚度等，確保滿足設計的要求。

4.3? 鋼結構的焊接工藝

鋼結構的加固一般通過焊接的方式進行，高層施工中普遍采用的焊接技術有電渣焊和氣體保護焊。鋼結構在作業中大部分運用CO2為保護氣的焊接技術，手工焊接操作簡便，設備簡單易用，因此在大部分位置進行焊接操作，然而質量程度不高且效率低難以滿足鋼結構的施工要求。因此在高層鋼結構中通常作為焊縫打底施工。其焊接表面不可以出現氣孔、裂紋等問題，只有保證表面符合要求才能進行下一工序操作。我們需要根據其的施工步驟制定焊接計劃，保證整體的進度。

4.4? 鋼結構的涂裝

為了確保鋼結構的使用壽命，提高鋼結構的穩定性和安全性，在鋼結構的設計之初，就要考慮鋼結構的防腐性能和防火性能是否優良，傳統的鋼結構防腐蝕或者防火，一般依賴于熱浸鍍鋅，這種工藝流程復雜，成本較高。所以，目前市面上更為主流的鋼結構防腐、防火工序，是使用防腐涂料和防火涂料對鋼結構進行涂裝。一般來講，鋼結構的涂裝主要是使用涂料對鋼結構進行保護，主要目的是防腐蝕和防火。隨著使用時間的增加，鋼結構會有生銹腐蝕的情況發生，這樣會破壞高層鋼結構的穩定性，增加了事故風險，對建筑周邊的人身和財產安全都會造成威脅。另外，相比于腐蝕這種經年累月才可能出現的隱患來講，火災的破壞性則更加驚人，為此也需要在鋼結構涂刷防火涂料來確保鋼結構的防火性能滿足整個建筑的防火等級。這里需要注意的是，防火涂料是不能直接涂刷在鋼結構上面的，一般來講，會選擇在底層涂刷防銹漆，如：環氧底漆、環氧富鋅漆等，之后再涂刷防火涂料。為了保證建筑的整體美觀性，最外層還會涂刷一些美觀的面漆。

4.5? 強化抗震理念

要想使高層建筑鋼結構的抗震性能得以提升，必須在整個建筑行業強化抗震理念，由專門的部門對高層建筑鋼結構的抗震設計要點進行研究和宣傳。首先要提高建筑行業采購人員的辨別意識，選擇密度較大、質地較硬的鋼材料，從源頭上提高鋼結構的抗震質量，盡最大可能避免因為鋼材料問題而造成的安全隱患。其次，在建筑設計中，要從一而終的貫徹落實抗震設計理念，將高層建筑鋼結構的抗震性能放置在重中之重的位置，并充分考慮建筑的承載能力。另外，關于抗震設計的理念，我們還應該積極借鑒國外的優秀設計案例，再結合我國具體情況進行分析，強化我國現代建筑行業對高層建筑的抗震理念。

5? 結語

在高層建筑工程的建設中應用鋼結構施工技術，既滿足了其復雜的荷載要求，又由于可以應用裝配式施工技術而節省了施工時間，有效利用了現代城市高層建筑施工場地空間，并且能夠獲得更大比例的內部使用空間。因此，鋼結構施工技術在未來的建筑工程中必然會得到更多應用。

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