淺析高層建筑鋼結構施工技術

1、.淺析高層建筑鋼結構施工技術摘要：鋼結構是現(xiàn)代高層建筑的主體結構，是保持建筑物韌性和穩(wěn)性的“中流砥柱”。特別是隨著人們對高層建筑物的安全和應用要求越來越高，施工單位也越來越重視鋼結構施工技術。關鍵詞：高層建筑鋼結構施工技術0 引言目前，高層建筑的施工技術是建筑行業(yè)的一個難題，高層建筑施工難度高，施工技術要求嚴格。高層建筑施工需要進行嚴格的設計，大部分高層建筑選擇的是鋼結構施工技術。鋼結構施工技術難度大，施工環(huán)節(jié)多而且復雜，需要專業(yè)人員進行嚴格的施工，這樣才能保證高層建筑的安全。目前城市建筑行業(yè)取得了很大的發(fā)展，高層鋼結構憑借其本身的優(yōu)點，得到了越來越廣泛的應用。到目前為止，高層鋼結構已經(jīng)推廣到

2、很多的建筑領域，并且在建筑領域發(fā)揮著越來越重要的作用。1我國鋼結構發(fā)展的現(xiàn)狀隨著城市建設的發(fā)展和高層建筑的增多，我國鋼結構也得到快速發(fā)展，鋼結構建筑的多少，標志著一個囯家或一個地區(qū)的經(jīng)濟實力和經(jīng)濟發(fā)達程度1。進入2000年以后，我國國民經(jīng)濟不斷增長，國力明顯增強，鋼產(chǎn)量成為世界大國，在建筑中提出了要“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結構建筑在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)逐漸增多。奧運會后，鋼結構建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，鋼結構廣泛應用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結構企業(yè)數(shù)以萬計，世界先進的鋼結構加工設備基本齊全，如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機、波紋板自動焊接機床等。并且

3、現(xiàn)在數(shù)百家鋼結構企業(yè)的加工制作水平具有世界先進水平，如鋼結構制作特級和一級企業(yè)。近幾年，鋼產(chǎn)量每年多達9億多噸，鋼材品種完全能滿足建筑需要。鋼結構設計規(guī)X、鋼結構材料標準、鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)X、以及各種專業(yè)規(guī)X和企業(yè)工法基本齊全。2高層建筑鋼結構施工技術的優(yōu)勢材料一直都是建筑工程施工的關鍵，材料的好壞直接關系到建筑工程的質(zhì)量。材料性質(zhì)已經(jīng)成為建筑的一種新型形式，比如說鋼結構廠通常是用鋼板、熱軋型鋼和利用冷加工技術成型的一些薄壁型鋼，作為主要材料與其他的材料結構相比，鋼結構有自重輕、施工速度快、施工周期短、抗震性能好較高的工業(yè)化程度等優(yōu)點。2.1較高的強度由于鋼材的可塑性和韌性比其它的建筑

4、材料要好，尤其是和混凝土、磚石以及木材相比，鋼材的強度也要高得多，因此鋼結構適宜用于跨度大或者是荷載也較大的構件和其他的結構當中。鋼材具有良好的塑性和韌性，鋼結構韌性好就表明強的適應動力荷載的能力。鋼結構較好的吸收能力和延伸性，決定了它具備較好的抗震性能。由于鋼材的高強度，它做成構件不僅截面小且壁較薄，在受壓的時候能達到穩(wěn)定性的需求。2.2材質(zhì)較為均勻鋼材的力學性能與力學計算的假定比較吻合,其內(nèi)部組織接近于各向同性，材質(zhì)波動X圍小，為理想的彈性材料,而且在一定的應力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的,實際受力狀態(tài)與工程力學計算的結果比較吻合。對于鋼材的的煉制要嚴格控制質(zhì)量，這樣材質(zhì)波動X圍就會變小了。此外

5、鋼結構不會受到粉塵的干擾，可回收并重復利用，這一優(yōu)勢完全符合當前可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的主題。2.3鋼結構的制造周期短,施工速度快大部分鋼結構構件在工廠生產(chǎn),運往現(xiàn)場通過焊接或螺栓連接進行整體組裝,可以全天候作業(yè)2。由于鋼結構本身可以作為勁性結構承擔結構荷載和施工荷載,施工時不必支模、拆模,因此不僅可降低成本,還可大大加快施工速度。鋼結構材料的構成較為單純，一般是成材，加工也很簡單，并且還能進行機械操作，因此大量的鋼結構往往會選擇專業(yè)較強，實力雄厚的金屬結構廠制造構件，對于精確度的要求也比較高。要是建筑施工人員在工地上拼裝構件，就能夠選擇簡便的普通螺栓或是高強度螺栓來安設，如果條件允許的話，還能夠選

6、擇在地面上拼裝，并焊接為比較大的單元進行吊裝，進而縮短施工周期。施工中所用的鋼結構構件也可以在工廠生產(chǎn)，將其運輸?shù)浆F(xiàn)場后再進行安裝，施工周期明顯縮減。對于建好的鋼結構便于加固和改造，針對采用螺栓連接的結構，一般可根據(jù)實際所需對其拆卸。2.4鋼結構自重較輕對于一般的鋼材來說，它的比重是超過混凝土等建筑材料的。但是鋼結構的比鋼筋混凝土的構件要輕，因為鋼材強度的比重要比混凝土大很多，如果是用同樣的跨度承受同樣的荷載，普通鋼屋架的重量往往是在鋼筋混凝土屋架的1/3到1/4，有的時候冷彎薄壁型的鋼屋架還有可能接近1/10，這就給吊裝提供了更加方便的條件，有些結構在比較遠的距離之間運輸?shù)臅r候，重量越輕越有

7、優(yōu)勢3。2.5鋼結構造型美觀,可塑性強與其他形式相比，鋼結構建筑可以極大程度地超越結構的束縛，創(chuàng)造出多種形式的空間形象，產(chǎn)生輕盈靈巧、通透的效果。斜線、曲線作為鋼結構建筑一種常用的造型手段，能創(chuàng)造出許多新奇、優(yōu)美的建筑形象，有強大的造型潛力。2.6鋼結構建筑符合可持續(xù)發(fā)展政策鋼結構產(chǎn)業(yè)是綠色環(huán)保建筑產(chǎn)業(yè)，它對資源、能源的利用相對合理，對環(huán)境破壞相對較少，鋼材是一種具有很高再循環(huán)價值的材料，邊角料都可以回收利用，對同樣規(guī)模的建筑物，鋼結構建造過程中有害氣體的排放量只相當于混凝土結構的65%，鋼結構為干施工，很少使用砂、石、土、水泥等散料，因而從根本上避免了塵土飛揚、廢物堆積和噪聲等污染問題。3高

8、層建筑鋼結構施工工藝3.1合理選擇和布置塔吊在進行鋼結構施工以前，相關的工作人員一定要對施工圖紙，以及和項目有關的施工規(guī)X標準和施工工藝等技術條件進行清楚的了解，理解施工設計人員的設計意圖。塔吊是高層鋼結構工程施工的時候使用的核心設備之一，對于它的選擇和布置要綜合考慮建筑物周圍的布置，施工現(xiàn)場的條件以及鋼結構的重量等因素，并要保證裝拆工作安全，方便，可靠的進行。選擇塔吊的時候需要優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因為鋼結構建筑不需要加固樓層，還給了起重機布設提供了較大的自由度，另外選擇使用內(nèi)爬式塔吊開展鋼結構高層建筑的吊裝施工作業(yè)，其對于塔吊的起重能力和幅度不如附著式塔吊要求那樣苛刻，要是從經(jīng)濟方面考慮的話

9、，選擇內(nèi)爬式塔吊開展鋼結構建筑施工，還能起到節(jié)約成本的作用，從而提高建筑工程的經(jīng)濟效益4。3.2確保原材料質(zhì)量合格鋼結構與其他材料相比存在自己特有的特點，但是它也存在一些缺點，例如它的導熱系數(shù)較大，耐火性也不好。最近幾年，冶金技術的不斷發(fā)展和提高，科研人員經(jīng)過不懈的努力終于成功的研究出了耐火鋼，并把它投入到了生產(chǎn)當中，推進了整個鋼結構進一步的發(fā)展。在選擇鋼材的時候，鋼材的質(zhì)量必須保證所有的證明文件都是齊全有效的，進場檢驗的時候也是要符合建筑施工的規(guī)X和設計的要求。對于原材料的選擇也要認真負責，確保原材料的質(zhì)量合格，才能保障鋼結構符合要求，從而保證建筑工程的質(zhì)量。3.3嚴格驗收鋼構件鋼構件被施工

10、人員運入施工現(xiàn)場之后，要安排專業(yè)的質(zhì)量檢測人員對鋼構件的質(zhì)量進行認真的檢查，若是在運輸?shù)倪^程中發(fā)現(xiàn)存在鋼構件變形的缺陷，就要及時進行矯正和處理。此外還需要處理好構件縱橫兩個方向安裝中心線的驗收工作，如果中心線出現(xiàn)不清晰的情況，要及時的把其安裝線重新彈上，檢測人員要以認真負責工作態(tài)度，嚴格的驗收鋼構件。3.4安裝好螺栓通常來說，在鋼結構工程中，連接螺栓用的是高強螺栓和普通螺栓，若是用普通的螺栓來連接，就需要在每個螺栓的端墊2個以上的墊片，要注的是不能館用氣割擴孔的方法，在把螺栓擰緊后，還需要保證外露螺紋最少要保持2個以上的螺距，若是使用高強螺栓，在使用之前需要檢査確認螺栓合格證和復試單，在安裝的

11、過程中還將平疊接觸面憑證號，接觸面要超過75%，邊緣縫隙不能超過0.8mm，高強螺栓不能敲打和擴孔，需要自由穿入。安裝的時候不允許把高強螺栓作為臨時安裝螺栓使用，沿著一個方向?qū)⒙菟〝Q緊，當天安裝的螺栓要求要當天擰好，終擰后還要對螺栓進行逐個檢查，如果發(fā)現(xiàn)欠擰和超擰的螺栓，就要及時的進行補擰或更換5。3.5安裝好鋼柱在安裝好鋼柱之前，施工人員要復檢一遍柱標高和軸線，假如誤差超過建筑施工規(guī)X允許的X圍內(nèi)，就要立即將其改正過來。安裝好后需要在地面上把鋼爬梯等都裝到鋼柱上面，便于施工人員登高作業(yè)的進行。在加工鋼柱的時候尤其要注意，在柱子的兩端使用一些臨時用的連接耳板，且要保證這些耳板的質(zhì)量是合格的。此

12、外要對準其上節(jié)鋼柱和下節(jié)鋼柱的柱頂?shù)闹行木€，就是用螺栓和連接板作為臨時固定，等到把鋼柱對接好以后并檢查保證驗收不存在質(zhì)量問題，然后割除掉耳板，通常情況下鋼柱是選擇兩點就位6。3.6鋼梁和鋼桁架安裝方法在鋼梁和鋼桁架在安裝之前，要仔細的檢查一遍鋼柱上的連接件或是混凝土核芯筒壁上的埋件。要檢查的連接件的平整度、摩擦面和螺栓孔、預埋件的位置、平整度和清潔度。預檢工作有利于及時的發(fā)現(xiàn)存在的問題，并采取相應的措施解決問題。在起吊之前，要注意把梁面的扶手桿和扶手繩或是扶手管安裝好，特別是主梁和主桁架的安裝，一定要安裝固定好，因為這關系到建筑工程的安全和質(zhì)量問題，不能忽視。對于次梁或者小梁來說，也要按照實際

13、情況進行安裝，常見的扶手高是一米，要沿著梁長通長設置，這樣以后在開展高空作業(yè)的時候就有了施工通道。在安裝鋼梁、鋼柱以及鋼桁架的時候要采取兩點吊的方法。在吊裝鋼梁以及鋼桁架的時候需要使用三種方法，它們分別是捆扎法、梁山設置鋼吊耳法以及工具式吊具法。4高層建筑鋼結構的主要施工技術4.1吊裝技術吊裝前，首先復測土建提供的軸線、標高準確無誤，做班組技術交底、追蹤管理實施；施工前公司自檢，報現(xiàn)場監(jiān)理復查合格同意后方能施工，根據(jù)施工條件、鋼結構形式和布局等因素綜合確定塔吊的位置和數(shù)量，然后依據(jù)設計圖紙及施工規(guī)X在平整的作業(yè)現(xiàn)場進行組拼安裝；每吊完一榀鋼梁之后必須將連系梁、水平支撐安裝完畢，另外安裝3支天面

14、檁條，方能將吊機松鉤再吊裝下一軸線的鋼梁；在吊裝過程中隨時對作業(yè)層柱的垂直度復測，并對吊裝構件進行標高控制，確保吊裝的精確性和安全性7。4.2焊接技術焊接順序通常在平面內(nèi)采用從平面向四周擴散的焊接方式，對連接點的焊接需按對稱的方式進行；而對于豎向結構，其焊接順序應為上層框架梁至壓型鋼板的支托、到下層框架梁至壓型鋼板的支托；嚴格遵守：焊前準備引弧沿焊縫縱向直線運動、并作橫向擺動向焊件送焊條熄弧的工藝流程8。4.3螺栓連接技術螺栓連接包括螺栓的預埋和螺栓的安裝，螺栓的預埋應將靠近軸線的中心位置作為定位點，找到正確的標高基準，進行螺栓的深度預埋和混凝土澆筑固定，并進行檢測和復查以保證預埋的精確度；螺

15、栓的安裝應從內(nèi)到外，確保螺栓能順利穿入，并從外側進行緊固；螺栓連接采用高強度螺栓，螺母、墊圈外表應涂油保護，不應出現(xiàn)生銹和污染臟物，且不得有裂紋，螺栓連接處螺紋不應損傷；安裝完畢后須用10倍放大鏡檢查或做磁粉探傷實驗。5高層建筑鋼結構施工時要注意的問題鋼結構工程的施工過程大致能夠分為兩個部分，第一項是鋼結構配件的加工制作，第二項是現(xiàn)場的安裝施工。同時需要對構配件進行防腐、防火等技術處理，保證工程安全性。5.1對于構配件的制作尺寸誤差和工程的測量定位、現(xiàn)場放線要求嚴格這項要求在構配件的加工和安裝施工階段都是十分重要的。鋼結構的力學計算模型十分的直觀、清晰，所以對構配件位置和尺寸的要求都很高。在加

16、工時，如果下料的尺寸產(chǎn)生了較大的誤差，就會使構件的尺寸不滿足設計的要求，而且在施工現(xiàn)場無法正常被安裝，影響結構的承重效果、穩(wěn)定性和安全性。高層建筑的結構高度高、體型大，而且鋼結構的構配件較多，容易形成面型的誤差積累，鋼柱等某一個構配件的微小偏位都會對以后施工的構配件位置產(chǎn)生很大的影響，還可能破壞到整個建筑的受力特性，對于建筑設計效果的實現(xiàn)和建筑工程的質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，甚至會產(chǎn)生結構安全事故。5.2鋼結構施工過程對于天氣、溫度等條件要求嚴格鋼材隨溫度變化的熱脹冷縮，其尺寸的變化非常大，氣溫無論太高還是太低都會對構配件的安裝精度產(chǎn)生影響9。并且，在對構配件進行連接施工時，無論栓接還是焊接的完成質(zhì)量

17、都與天氣和溫度有著密不可分的關系，不能在刮風、下雨或者是下雪的天氣進行現(xiàn)場施工作業(yè)。我們國家對于鋼結構的構配件焊接有著專門的技術規(guī)X要求，在進行作業(yè)時，當自然條件不能達到施工的需求時，一般會要求操作人員采取適當?shù)拇胧┙o施工制造條件，例如給焊條預熱，或者是鋼板的預熱加溫等。5.3鋼結構的安裝對于機械設備要求較高鋼結構的現(xiàn)場施工是一個將預制化的構配件進行裝配式施工的過程，所以說施工對于運輸、吊裝等工程機械的性能要求十分高。鋼結構構配件的體型大、自重大，并且高層建筑施工多為高空作業(yè)，吊裝的過程對于起重機械的操作人員技術水平有著非常高的要求。吊裝施工時機械的荷載一定不能超過本身所設計的承載力，鋼結構構

18、配件在運輸、碼放、起吊、就位等安裝的各項程序中必須按照施工前擬定的施工組織設計或?qū)ｍ椀跹b方案進行操作。此外，涉及到一些特別的施工方法時，例如高空滑移法、同步頂升法，對于相關機械設備的要求更加嚴格。5.4防腐、防火的要求嚴格由于材料自身特性的限制，鋼結構的防火、耐腐蝕性能比較差，所以在施工時一定要對鋼材進行防火和防腐蝕處理，并且需要注意施工現(xiàn)場構配件附近不能有火源和腐蝕性物質(zhì)10。5.5鋼材的現(xiàn)場轉運要求嚴格由于鋼結構的工程量一般都非常大，所以施工前一定要制定合理的現(xiàn)場臨時堆放轉運措施，在現(xiàn)場設置臨時堆放場地。這樣能合理的利用場地，避免了二次搬運。6對高層鋼結構施工的幾點建議充分理解節(jié)點深化圖，

19、合理制定施工工藝；根據(jù)工程特點合理選用機械設備，特別是塔式起重機的選用，并要考慮其裝拆的可行性；根據(jù)不同的結構特點、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；結構構件的加工順序及進場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設備的吊運能力；嚴格工廠制作工藝，減少現(xiàn)場處理數(shù)量；測量控制要做到分區(qū)段、分層次、分階段進行閉合、校正，防止累計誤差的產(chǎn)生安全防護要及時跟進，措施要嚴密，檢查要到位。7結語隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結構施工技術的應用X圍也將得到相應的延伸和拓展。為了能夠提升鋼結構的安裝精度，保證工程質(zhì)量，我們就要對加大對鋼結構施工技術的研究力度，在施工過程中嚴格按照吊裝的順序進行操作，不斷摸索和總結焊接的變形規(guī)津，對相關的技術手段進行完善和創(chuàng)新，促使焊接順序能夠得到優(yōu)化，提升焊接質(zhì)量，保證高層建筑工程的順利完成