高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)要點(diǎn)分析

陳 松

重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶 400000

1 高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)有關(guān)資料，從20世紀(jì)80年代至今，我國(guó)已經(jīng)建成了高層鋼結(jié)構(gòu)建筑80多棟，總面積約600萬(wàn)m2，對(duì)于鋼材的使用量多達(dá)60萬(wàn)t，若包括正在規(guī)劃和建設(shè)的則已有100多棟高層鋼結(jié)構(gòu)。

我國(guó)發(fā)展比較迅速的是輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑，主要適用于展覽廳和活動(dòng)房屋等建筑。輕鋼結(jié)構(gòu)相較于重鋼結(jié)構(gòu)，其類(lèi)型主要為門(mén)式鋼架和屋蓋結(jié)構(gòu)等。在國(guó)外，輕鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于包括居民房在內(nèi)的各種高層建筑，這是因?yàn)檩p鋼構(gòu)件的特點(diǎn)使其可以很順利地和承重結(jié)構(gòu)框架體系融為一體。除此之外，輕鋼結(jié)構(gòu)墻體的自重荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于磚石墻體，抗震性能也提升了不止一倍，而且經(jīng)濟(jì)適用，耐火性能好，還具有防潮保溫等多種功能。

2 高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑采用了鋼板、經(jīng)冷加工成形的實(shí)用鋼板或先制熱軋型鋼，相比于其他建材，其擁有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）強(qiáng)度高、韌性好、可塑造性強(qiáng)。工程師可將高層鋼結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用在一些有較大跨度和荷載的相關(guān)結(jié)構(gòu)部件上。高層鋼結(jié)構(gòu)還擁有均勻的材質(zhì)，該結(jié)構(gòu)在實(shí)際中的受力情況和計(jì)算得到的理論數(shù)據(jù)基本一致。高層鋼結(jié)構(gòu)材料在冶煉中受控良好，材料的實(shí)測(cè)波動(dòng)范圍較小。

（2）結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕。高層鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量較輕，降低了工程施工難度，有利于遠(yuǎn)距離的吊裝和拆卸。

（3）綠色環(huán)保，可以循環(huán)利用。相較于其他的建筑材料，鋼結(jié)構(gòu)的材料屬于綠色環(huán)保材料，其構(gòu)件在專(zhuān)業(yè)化的工程中生產(chǎn)，廢棄的鋼結(jié)構(gòu)材料還可以循環(huán)再生利用，不但有效地減少了環(huán)境污染，而且大幅度地減少了資源浪費(fèi)。

2.2 高層鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

（1）結(jié)構(gòu)自重輕。與普通磚混結(jié)構(gòu)相比，高層鋼結(jié)構(gòu)自重輕很多，不僅可以減少材料運(yùn)輸和吊裝的費(fèi)用，還可以降低基礎(chǔ)造價(jià)。當(dāng)建筑物為20層以上高層建筑時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)具有更明顯的建筑優(yōu)勢(shì)。

（2）施工周期短。應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)時(shí)不需要搭設(shè)過(guò)多腳手架，其結(jié)構(gòu)件在工廠定制加工完成后可以直接投入現(xiàn)場(chǎng)安裝施工，并且在安裝的過(guò)程中減少了腳手架的束縛，使用壓型鋼板固定建筑混凝土樓板形成模板。混凝土施工和鋼結(jié)構(gòu)的安裝交叉進(jìn)行，可以大幅度縮短施工時(shí)間，縮短施工周期與節(jié)約預(yù)期人工成本，加快項(xiàng)目投資回報(bào)的速度。

（3）建筑施工空間大。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)而言，其抗壓能力和抗彎能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于混凝土，因而在同等條件下，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的施工材料進(jìn)行縮小截面的操作，可以極大地增大施工利用空間，提高空間利用率。

（4）保溫性強(qiáng)。高層鋼結(jié)構(gòu)采用的保溫隔熱材料以玻纖綿為主，具有良好的保溫隔熱效果。

（5）綠色節(jié)能環(huán)保。其他結(jié)構(gòu)施工會(huì)產(chǎn)生許多建筑垃圾，而鋼材能再生利用，進(jìn)而減少建筑垃圾量。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們更加重視綠色建筑與綠色施工，而鋼結(jié)構(gòu)有利于節(jié)能和環(huán)保，正好順應(yīng)此趨勢(shì)。

（6）抗震。鋼結(jié)構(gòu)具有非常優(yōu)秀的延展性，可以有效減弱地震帶來(lái)的反應(yīng)，而且能抵抗強(qiáng)烈地震的變形能力，相較于混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的抗震能力更勝一籌。

2.3 高層鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

盡管高層鋼結(jié)構(gòu)有多方面的優(yōu)勢(shì)，但是其存在的缺陷也不容忽視，主要包括以下兩個(gè)方面。

（1）耐火性能差。鋼結(jié)構(gòu)具有非常快的導(dǎo)熱速度，使得其耐火性能很差。若發(fā)生火災(zāi)，該結(jié)構(gòu)將非常危險(xiǎn)且其結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度會(huì)急劇降低，甚至出現(xiàn)強(qiáng)度完全喪失的情況，繼而引起整個(gè)結(jié)構(gòu)坍塌，故其危險(xiǎn)性比其他類(lèi)型的建筑結(jié)構(gòu)要大得多。

（2）容易被腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)的抗氧化能力較弱，易被腐蝕，材料表面的鐵元素容易在空氣中氧化而生銹。若鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期受到空氣腐蝕，其穩(wěn)定性就會(huì)下降，最終影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3 高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 螺栓預(yù)埋技術(shù)要點(diǎn)

螺栓預(yù)埋技術(shù)中的關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)預(yù)埋柱腳螺栓的確定，必須確保這個(gè)位置的準(zhǔn)確性，否則會(huì)在安裝鋼柱時(shí)帶來(lái)不必要的麻煩，同時(shí)會(huì)降低安裝質(zhì)量。因此，在確定預(yù)埋螺栓位置時(shí)，需要對(duì)基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，必要時(shí)可以進(jìn)行復(fù)測(cè)，次數(shù)視現(xiàn)場(chǎng)情況而定，保證復(fù)測(cè)之后的標(biāo)高偏差控制在5mm左右，而定位軸線的偏差最好控制在2mm左右。

3.2 安裝螺栓技術(shù)要點(diǎn)

安裝高強(qiáng)度螺栓是高層鋼結(jié)構(gòu)建筑項(xiàng)目施工過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。應(yīng)由內(nèi)到外穿入螺栓，不可以強(qiáng)行穿入，并且要讓專(zhuān)業(yè)施工人員利用專(zhuān)業(yè)的鉸刀，將不符合螺栓體積的螺孔精準(zhǔn)地調(diào)整到螺栓能夠順利穿過(guò)為止。

在安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，要分步安裝，且必須根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)施工節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)操作。在實(shí)際施工中，具體的鋼構(gòu)節(jié)點(diǎn)具有一定的差異性，分為大、小兩種型號(hào)。當(dāng)安裝螺栓遇到大型節(jié)點(diǎn)時(shí)，首先為穿入工作，完成穿入后，在相應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)不發(fā)生變形的基礎(chǔ)上進(jìn)行固定，最后完成螺栓的完全緊固工作。

3.3 鋼柱吊裝技術(shù)要點(diǎn)

鋼柱是鋼結(jié)構(gòu)施工中主要的豎向構(gòu)件，鋼柱和高層建筑的高度有著最直接的關(guān)系，在施工的過(guò)程中不僅要考慮鋼柱在豎向荷載作用下的壓縮形變，還要考慮在焊接時(shí)的收縮形變，因此鋼柱的長(zhǎng)度要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，然后嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來(lái)進(jìn)行吊裝施工。在這之前，還可以對(duì)每節(jié)鋼柱進(jìn)行編號(hào)處理，從而保證其在安裝時(shí)的正確性。

3.4 鋼梁吊裝技術(shù)要點(diǎn)

在對(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝之前，需要在柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子之間的距離，在對(duì)主梁進(jìn)行吊裝之前，應(yīng)該在梁上裝好相應(yīng)的扶手桿和扶手繩，等主梁吊裝就位之后，將扶手繩和鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。一般在鋼梁上翼處開(kāi)孔，將其作為吊點(diǎn)。吊點(diǎn)所在的位置取決于鋼梁的跨度。為了提高鋼梁吊裝的速度，對(duì)于相對(duì)而言重量較小的次梁和其他小梁，盡量多利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。最好是將鋼梁和鋼柱放在地面上完成組裝和排架然后再進(jìn)行整體吊裝，這樣不僅有利用提高吊裝的速度，還有利于減少高空作業(yè)，保證工程質(zhì)量。

3.5 電渣焊的操作要點(diǎn)

電渣焊是一種自動(dòng)焊，主要適用于高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)的豎直位置上的對(duì)接焊接。在進(jìn)行操作時(shí)首先要對(duì)焊接的電流、電壓進(jìn)行選擇，需要嚴(yán)格按照計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，讓電流、電壓和熔縫的寬度成正比。另外，在焊透的情況下，電壓應(yīng)盡可能地低一點(diǎn)。焊接過(guò)程中隨時(shí)注意根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整，也要適當(dāng)?shù)貙?duì)焊接的速度進(jìn)行把控，讓送絲的速度盡量保持在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。還有就是要不定時(shí)地檢查焊件的熾熱狀態(tài)，適當(dāng)?shù)貙?duì)焊接工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的發(fā)展也將更加快速和完善，高層鋼結(jié)構(gòu)將會(huì)被更加廣泛地普及、應(yīng)用。目前行業(yè)施工建設(shè)實(shí)踐中仍有很多不完善的地方，施工人員要加強(qiáng)對(duì)相應(yīng)施工質(zhì)量的管理，在具體施工建設(shè)中遵循施工設(shè)計(jì)方案的要求來(lái)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)，并且避免施建中質(zhì)量和安全問(wèn)題的發(fā)生，促進(jìn)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在新時(shí)代的全面發(fā)展。