高層建筑鋼結構施工探討

王冬冬

（河北 石家莊 051400）

一、鋼結構在房屋建筑中的優劣勢分析

高層建筑多采用鋼結構體系，鋼結構的施工包括設計、材料采購、構件加工、現場安裝、現場施工管理等，是一項綜合性很強的工作，也是一個企業施工技術水平和管理水平的綜合體現。概括起來有如下的特點：

（一）優勢

1.空間大：目前，鋼材的抗側彎及抗壓強度都能達到混凝土的1.5倍左右，也就是說在相同情形下，利用鋼結構能有效減小構件截面，增大實際使用的有效空間。

2.施工周期短：在高層建筑中應用鋼結構，其構件可以由廠家制作，鋼結構在現場加以安裝。在現場安裝過程中，無需設置過多的腳手架，采用壓型鋼板作為混凝土樓板的永久性模板。此外，在高層建筑施工中混凝土施工可與鋼結構安裝交叉進行，最大限度縮短施工工期。

3.循環再利用：鋼結構建筑物的施工建材可以實現鋼材的再生利用，有效減少建筑垃圾，較其他結構形式有著明顯優勢。

4.自重輕，便于運輸和安裝，可實現大跨度。用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的1尼；抗展性好，鋼材的塑性和韌性好，即鋼結構不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞，且對動力荷載具有較強適應性。

（二）劣勢

1.耐腐蝕性不強：鋼結構所有的鋼材表面有大量的鐵元素，其鐵原子容易與空氣發生氧化作用而產生氧化鐵銹，這種銹蝕作用能引起應力的集中，從而對鋼結構的使用造成威脅，導致鋼結構提前破壞。

2.耐火性差：一旦發生火災，鋼結構建筑鋼材導熱系數大，耐火性能較差，使得鋼材屈服強度及彈性模量等會隨著溫度的上升而急速降低。當溫度分別為350℃與500℃時，鋼材強度分別下降30%與50%；若溫度達到了600℃，那么鋼材結構的剛度與強度幾乎全部喪失。

二、高層建筑鋼結構施工技術

（一）施工前準備

開始施工之前，相關技術人員必須對工程圖紙及相關工藝標準進行詳細了解，熟悉技術條件與規范標準，充分領會設計圖紙意圖，加強重點與難點的理解；及時組織相關專業技術人員做好圖紙會審工作，檢查圖紙中可能出現的漏、缺、錯誤等問題，力求將問題扼殺在施工前，從而減少因圖紙問題帶來的工程質量及進度問題；做好施工圖紙交底，方案編制，并交予相關專家進行論證，待審核通過后方可進行施工。

（二）地腳螺栓預埋

通常采用兩種螺栓，即普通螺栓和高強螺栓。在地腳螺栓預埋過程中，其預埋位置的準確與否對鋼結構整體安裝質量影響很大。因此，要嚴格控制基準點、標高和基礎軸線，定位軸線的偏差應該控制在±2mm之內，標高偏差控制在±5mm以內。利用定位鋼板進行地腳螺栓的定位固定，可以保證地腳螺栓的定位準確。在地腳螺栓預埋完成后，再一次進行復測，如果發現位置有偏差，就要進行重新布設。

（三）吊裝

在高層建筑鋼結構的施工過程中，吊裝是極其重要的一道工序。吊裝的速度和質量關系著整個工程的進展速度和質量。在鋼結構吊裝過程中，要考慮整個工程的構件現場布置和塔吊的位置以及塔吊數量，計劃好吊裝的時間和步驟，以保證整個吊裝過程的順利進行。

吊裝分為以下兩個方面

1.鋼柱吊裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件。而吊裝是高層鋼結構工程施工的關鍵工序，吊裝速度和質量對整個工程質量起著舉足輕重的作用。鋼柱的吊裝一般先安裝整體框架結構然后再安裝樓板結構，由中間向四周擴展，先安裝主梁后安裝次梁。為了避免鋼柱安裝就位時損壞地腳螺栓的絲牙，在安裝第一節鋼柱的時候，要在預埋的地腳螺栓上加設保護套。

(l)鋼柱吊裝工作一般需劃分吊裝作業區域，吊裝時，先安裝整體框架梁柱結構后安裝樓板結構，平面從中央向四周擴展，按先主梁后次梁順序進行。

(2)吊裝第一節鋼柱時，應在預埋的地腳螺栓上加設保護套，以免鋼柱就位時碰壞地腳螺栓絲牙。鋼柱吊裝前，應預先在地面上將操作掛籃、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

(3)鋼柱的吊點設在柱連接耳板螺栓孔的位置，采用專用吊索吊裝；鋼柱吊裝前準備好校正用的墊板和鋼楔，并將臨時高強螺栓等臨時固定在柱底連接耳板處。

(4)鋼柱垂直起吊至安裝位置后，擰緊臨時連接板的M22大六角頭高強螺栓，達到0.6kN.m扭矩。對正時，先調標高，當標高誤差超過6~時，需進行調整，如誤差過大(大于20~)，不宜一次全部調整到位，可先調整一部分，待下一次再調整，否則一次調整過大會影響支撐的安裝和鋼梁表面標高；然后調整上下柱接頭錯邊(扭轉)，當上柱與下柱發生扭轉錯位時，可在連接上下的耳板處加墊板進行調整；最后由2臺激光經緯儀以基準點為依據，從2個不同方向校正柱子垂直度，最終將偏差控制在土2mm內。

(5)柱一柱臨時連接采用高強螺栓，在調整標高和垂直度后緊固，安裝過程中，一節柱全部構件的重量和施工附加荷載均由柱的臨時接頭支撐，不用纜風繩，不用支撐。

2.鋼梁吊裝

在鋼梁吊裝前，應在柱子牛腿處檢查標高和柱子間距。主梁吊裝前，應在梁上安裝扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全；吊點位置取決于鋼梁的跨度，一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點。

為提高塔吊的垂直運輸效率，對于重量較小的次梁和其他小梁，可利用多頭吊索一次吊裝數根，也可將梁柱在地面組裝成排架進行整體吊裝，減少高空作業時間，在保證質量的同時，加快吊裝速度。

鋼梁起吊就位后，在對其進行安裝的過程中，應預留經試驗確定的焊縫收縮量(2一3mm)，并用經緯儀跟蹤檢查柱垂直度和傾斜度，然后調整至構件的準確位置，確保螺栓孔全部對正，并放人高強螺栓臨時固定，待主梁全部吊裝完畢后，進行高強螺栓的初擰、復擰和終擰。