高层钢结构施工技术探析

摘要：随着我国经济的迅猛发展，钢结构在我国的建筑业中的使用越发地频繁，虽然起步较晚，但是发展的速度却是十分迅速。近年来也涌现了许多著名的钢结构工程，比如上海的金茂大厦、深圳的赛格大厦、大连的世贸中心等。钢结构的应用，特别是在高层建筑中的应用为我国建筑行业的快速发展起到了极大的推动作用。本文从钢结构的应用出发，总结了高层建筑钢结构的特点，并就其施工技术方面做了深入的探析。

关键词：高层建筑；刚结构；应用；技术

社会在不断发展，城市化水平不断提高，导致了城市人口越发密集。而城市用地又是有限的，地价越涨越高，城市建筑不得不向高空发展，因此高层建筑日渐普及。具备强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、环境污染轻、施工周期短等一系列特点的钢结构成为了高层建筑的主要施工模式，它也被称为“21世纪的绿色建筑”。随着钢铁工业的迅猛发展，国家政策也随之发生着变化，高层钢结构的应用被积极地推广，我国钢结构建筑进入了高速发展的新时期。

一、高层建筑钢结构的应用

钢结构应用于高层建筑在南方一些大中城市中是极为常见的。由于外资工程的兴建，建筑钢材的使用显得至关重要，高层建筑应用钢结构也日渐成为了一种趋势。比如上海浦东开发区的建设过程中，高层建筑钢结构就随处可见。已建成的上海金茂大厦， 据记载，它是框――筒结构，高度420m，地上88层，地下3层，是典型的钢结构高层建筑。而北京、深圳等地的一些高层、超高层建筑中，也大都沿用了钢结构的建筑形式。

当前，高层建筑中采用的施工结构大致有以下三种：即混凝土结构，钢结构，以及两种结构的混合模式。而钢结构的应用又可分为如下两种：

1.作为钢框架与混凝土核心筒组成的受力结构体系，这是高层混合结构中常用的形式。

2.作为劲性骨架与混凝土组成的受力构件，包括钢管混凝土，这种混合结构兼有钢结构与混凝土结构两者的优势，整体强度大，刚性好，抗震能力强。当采用外包砼结构形式时，更加具有良好的耐火性能和耐腐蚀性能。混合结构构件一般可以降低15 % ―20 % 的钢量，还可减少支模，方便了施工过程，因此混合结构在高层建筑中所占比重是相对较多的。

二、高层建筑钢结构的特点

1.自重轻，强度高

钢结构的承重骨架，比钢筋混凝土结构轻1/3以上。钢结构自重轻，可以有效地减少运输和吊装的经济支出，相对于地质条件较差的区域，这一结构可以降低基础造价。

2.抗震能力强

钢材的弹塑性能强，遭遇地震时具备良好的延性。而本身自重轻也能有效地减少地震作用，一般可减轻一半的地震压力。

3.使用面积高

构件断面小，所占的面积自然就小，同时还能够适当降低建筑的层高。与同类钢筋混凝土高层建筑相比，可增加约4%的使用面积。

4.施工周期短

构件的制造实行工厂化，进行现场安装，这样施工的作业面也比较宽敞。实施平行立体交叉作业，这样的施工模式一般可缩短1/3的施工周期。

5.防火性能差

钢结构建筑的缺点之一，无耐火防护的必备钢构件，其平均耐火时限约15min，明显低于混凝土结构的建筑。因此高层钢结构的构件表面必须用专门的防火涂料进行防护，来达到防火规范的相关要求。

三、高层建筑钢结构的施工要求

1.做好建筑施工前的准备工作

施工前的准备工作主要表现为对施工图纸的会审检查。施工图纸是工程施工的重要依据，施工人员必须按照相关的规范标准对图纸进行会审、检查、充分领会建筑设计的意图。其次，对于钢结构安装施工组织设计必须严格把关，它直接影响到建筑施工的质量和进度。由此可见，钢结构安装工程施工组织设计的审查要突出其重点，主要内容包括：施工质量保证体系和技术管理体系的建立；特殊工种的培训和合格上岗；新工艺的引进与应用；工程项目施工的针对性和科学性；施工周期的控制。

2.塔吊的合理选择

塔吊是高层钢结构建筑施工的核心设备，其选择应根据建筑施工的现场条件以及钢结构的实际重量等综合考虑，又要保证装拆的安全和便利。因此在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，这样既不要对楼层进行加固，而且在位置选择上也有较大的自由度。此外，从经济上考虑，选用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑的施工一定程度上也有效地节省了成本支出。

3.建筑原材料必须严格筛选

钢结构建筑虽然具备不少优点，但其缺点也是不容忽视的，即导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的发展，耐火钢的研究逐渐投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。原材料的选择时，首先其质量证明文件应齐全并且真实，进场检验后应符合设计要求。连接套筒应有出厂合格证，材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢等。

4.做好钢构件的验收

钢构件在进入安装现场后，必须经过专业质检人员的严格检杏。若发现在运输过程中钢构件发生变形等缺陷，应立即进行矫正和处理。还要对构件纵横两个方向上的安装中心线进行验收，对不清晰的中心线要重新弹上安装线。

5.螺栓和钢柱的安装

钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓来连接，每个螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距。高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔，对欠拧、超拧的应进行及时补拧或更换。为了便于调整柱的垂直度，在预埋螺栓上应先拧上数个螺母至接触基础面，并用水平仪找到平衡点，开始吊装钢柱。为了防止出现意外，可以在柱的上端活系两根缆风绳，从多个方向临时固定，用来调整垂直度。

6.焊接技术

钢结构在使焊前，必须对焊条的合格证进行检查，要求焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝还必须进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。

7.钢窗的安装

钢窗的安装应注意两点：一是检查钢窗进场合格证以及产品试验报告；二是控制好钢窗和固定窗的立柱之间的间隙。

四、结束语

高层建筑的施工直接关系到人民群众的生活需要和国民经济的发展。钢结构的施工技术，对于满足人们的住宅数量及品质有着积极的促进意义。从综合效益和可持续发展的角度来看，钢结构建筑都显得更为合理，市场经济下其发展前景是极为广阔的。

参考文献

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[2]陈国鹏，浅谈高层建筑钢结构吊装施工技术[J]，科学之友，2010

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