高层建筑钢结构安装关键技术研究

【摘要】:我国高层钢结构建筑在改革开放之后有了翻天覆地的发展，已逐渐成为建筑行业发展的主流。本文从高层建筑钢结构的发展和特点出发，说明了高层建筑钢结构的一些安装施工技术，对应注意的事项进行了简要的分析，并提出了一些相关建议。

【关键词】：高层建筑；钢结构；施工技术；安装；研究

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

引言

从80年代深圳第一幢高层钢结构建筑的竣工，到上海的金茂大厦和环球金融中心，再到各个城市的高层钢结构建筑物的完工，高层钢结构建筑日益成为城市建设的主力军。但是由于其构件数量多、施工技术复杂等，在现实中还存在一些值得我们注意和解决的问题。

一、高层钢结构建筑的特点

1、抗震性能高

钢材的塑性和韧性都比较好，这种特性使得它具有很强的适应性，不易因各种意外而断裂遭受破坏。同时，钢材具有很强的延展性，因此具有较强的抗震性能，能够较多地吸收地震能量。故在地震时能够降低其危害，安全系数比较高。我们也可以从相关灾害调查中发现，全钢结构的建筑物，由地震带来的灾害相对来说是比较轻的。

2、制造周期短，施工速度快

首先，由于钢自身比较轻，所以总体所需材料花费就比较小，直接成本也就比较低，而且产业化生产链也易形成，能够大规模的快速进行批量生产，这就能缩短工期，使施工速度加快。其次，与混凝土结构相比，钢结构可以缩小建筑物的使用空间，增加建筑物的有效使用面积。再次，钢构件不仅造型美观，有流畅的曲线设计，而且各种保温、隔热、隔音效果都比较好，还可以循环使用、能够很大限度的降低能耗，为保护环境提供了新思路，因此逐渐成为高层建筑业的宠儿。

二、高层建筑钢结构施工技术中所应注意的问题

正是由于钢结构具有其他材料所不具备的特点，才会在现实建筑中得到广泛的应用和推广，但是高层建筑因其楼层高，结构复杂等，也有以下技术安装方面的问题需要我们注意。

1、各种构件的进场、堆放问题

由于施工验收场地狭小，构件堆放的空间位置成为钢结构建筑安装施工时的一个大问题。尤其是高层钢结构建筑工程，既要考虑到楼层高而多的高度问题，还要考虑到其所需构件种类繁多的现实环境问题。如堆放等安排不当会对吊装及整个工程施工造成严重影，因此为了防止一片混乱，在现场管理之前，应该有一个有序、统一的规划安排，以免出现需要的构件找不到，不需要的构件压在上面的乱七八糟场面。这样不仅可以为吊装打下良好的基础，还能够避免重复作业，节约时间，降低成本。

2、各种构件的安装施工技术

在各种构件进场之后，就要进行塔吊和吊装。高层建筑钢结构的施工技术涉及到钢柱的安装、钢梁的安装、焊接、地脚螺栓预埋、高强螺栓施工等等多种技术，本文仅仅是选择其中的几项进行简要叙述。

（1）、地脚螺栓的安装

地脚螺栓的安装关系到整个施工工程的稳定和质量，因此要高度重视。除了要采用厚度适宜的钢板来进行地脚螺栓的定位，还要有十分精准、严密的数字要求来保证其精度。可按照轴线位移±2.0mm，标高±5.0mm的标准来设置其精度。此外，还要固定支架牢固。为了防止埋件时产生变形，既要使埋件的整体框架具有一定的强度，还要进行一系列的加固措施。先把支架底部与底板钢筋绑扎固定，四边加设刚性支撑，一端连接整体框架，另一端绑扎在底板的钢筋上；待底板钢筋绑扎完毕，再把预埋件与底板构造钢筋焊接为一个整体，在螺栓固定后对埋件的位置及标高进行复测。

（2）、钢柱的安装

具体有以下几个步骤：

1)在对钢构件进行各项检查、配套设施之后，就要进行吊装。吊装是高层钢结构建筑施工的首要工序，其速度与质量对整个工程起着非比寻常的作用。高层钢结构建筑大多采用的是综合吊装法。这种方法是在分片区的基础上，水平方向是从中间或某一对称节间开始，选择一个节间的柱网作为一个吊装单元，按照钢柱——钢梁——支撑顺序吊装，并逐渐向四周展开；垂直方向则是从下往上组成一个稳定的连接结构，而同节柱范围内的横向构件，则通常是由上至下逐层安装。

2)最后一道工序就是安装，在分区域吊装的基础上，分区同时进行。当一个片区的吊装工作完成之后，马上进行初步的测量、校正、高强螺栓初拧等工序。我们可以从垂直度、轴线和标高等这几个衡量工程质量的指标进行测量，这也为后期的施工检查提供了依据，因此要严格测量，不得有丝毫马虎。当分好工的区域全部完工之后，再进行二次检测、校正、高强螺栓终拧、焊接等工作。以此循环往复，对下一节钢柱进行吊装。在此过程中，需要注意的是，选择何种测量控制方法直接影响到施工的进程与速度。

（3）、高强螺栓的施工

首先，在安装前要充分考虑到天气环境的影响，不得在雨、雪天气进行高强螺栓的安装。其次，要做好事先的检查工作。要清理干净摩擦面上的杂物，进行抗滑移系数试验。同时，还要对不同批号的高强螺栓进行定期的检查和试验，一定要在两次拧紧过程中进行严格的控制检查。最后，在使用高强螺栓群连接时，要尽量选用孔位精准的多轴数控钻孔。

三、如何进行质量控制

从整体上来看，我们可以从三个方面来分析高层建筑钢结构的质量控制：

第一，要进行事前预防和控制。内容有：要对施工安装的各项工作做出合理的分配和安排。比如说要确定钢结构工程所需的各种人力、物力、材料、设备及资金等资源的供应计划；各个时间段的施工阶段安排，各单位的施工点的衔接等等诸如此类的事情，使各项工作都有据可依。

第二，事中进行控制。内容有：要加强对施工现场的管理和跟踪，对钢构件的进场等各种事项做好检查和记录，随时掌握施工进度。同时要及时预防和处理施工过程中的各种技术、质量、安全问题，尽量防止其对施工进度的影响。

第三，事后的进度控制。要及时进行工程的验收、工程技术资料的整理、归档等工作，善始善终，有一个完美的结局。

此外，我们还可从以下几个具体的方面来进行控制措施分析：

1、钢构件的质量要有保证，安装时要谨慎

质量是施工队伍的生命线，没有质量保证，就是拿人民群众的生命做赌注。因此对钢构件的验收工作就显得十分重要。同时在安装时，要严格按照钢柱、钢梁等的安装要求进行，譬如说要注意钢构件的垂直度、结构空间；要注意焊接时的斜角问题，而非直接对接；要注意预埋螺栓时的稳定性问题；要注意高强螺栓孔位的选择等等之类的问题。

2、设计人员素质要提高

按照业界的要求，高层建筑钢结构工程要有明确的设计图纸和施工说明书。其中就涉及到它的编制依据、各种特殊要求、验收准则等等。这就给施工设计人员提出了一定的技术含量要求。这不仅要求施工队伍中的每个技术管理人员都要不断的提高自身的素质，强化自己的专业知识，能够熟悉施工组织设计的相关内容，还要有创新精神，能够在实践中创新，为高层建筑物的安全事业交一份满意的答卷。

3、建立良好的预防体系

要在施工安装之前做好安全检查工作。比如说是否认真制作与安装了爬梯，是否搭设好了安全的操作平台，是否使用了安全扶手绳子、防坠器等等。在施工过程中，还要定期进行检查，尤其是一些起重机械及索具，要对其进行定期的检查和维修工作。此外，还要定期抽查施工方案和施工记录等，真正做到有备无患。

结束语

高层建筑钢结构项目在施工过程中要注意的问题非常多，因此在施工中要严格按照要求和规划进行，不得随意更改，以期真正做到安全第一，质量第一。

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