阐述高层建筑钢结构的施工及应用
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摘要：作者结合该工程建设中的工程实例介绍了高层建筑钢结构的施工中的几种不同特点，阐述了高层建筑钢结构施工技术的应用与施工工艺。
关键词：钢结构；施工特点 高层建筑
随着现代经济的迅速发展，高层建筑也越来越多，钢结构以及大跨、轻型、重载、高耸、结构性能好、整体性也强、抗震性更佳、造价也低、施工速度也很快，环保等优点诸多，在建筑业被越来越广泛与重视应用。但是钢结构工程构件制作精度要求也是很高，而且安装时还很容易受自然条件影响，手工作业也较多、允许偏差较小致使施工难度也较大，稍有不慎，在施工中就很容易发生工程事故，不仅影响了工程进度，而且给施工企业造成较大的经济损失。因此，采取相应的措施对钢结构工程的施工质量进行严格的管理与控制，提高工程质量，是十分必要的，更是非常重要的。
１高层建筑钢结构的施工特点
１.１主要优势
（１）施工周期短。
用于施工的钢结构构件可以厂制作，在现场安装。在安装时，不需搭设大量的脚手架，同时采用压型钢板可作为混凝土楼板的永久性模板，不用另行支设模板，而且混凝土的施工可与钢结构安装交叉进行，这样就可以大大的缩短施工周期；
（２）空间大。
由于钢材的抗压、抗侧弯强度均为混凝土的1.5倍，因此在相同强度的条件下可以缩小截面从而增大了有效空间；
（３）可循环利用。
钢结构建筑施工材料是可以实现钢材中的再生利用，与结构建筑物相比大量减少了建筑垃圾。
１.２存在的主要缺点
（１）耐火性差。
钢结构在火灾中的情况下，钢材的导热系数往往大于钢筋混凝土的导热系数，其耐火性能要差于混凝土结构，钢材的屈服强度与弹性模量就会随温度上升而急剧下降。当结构温度达到350℃及500℃时，其强度可分别下降30％－50％。当温度达到600℃时，钢结构基本上就丧失了其全部的刚度与强度，以致结构完全丧失了承载的能力，变形急剧也就增大，就会导致结构倒塌。因此，在钢结构建筑设计中结构抗火被视为重要一环。
（２）耐腐蚀性差。
由于钢材表面的铁原子和空气中的氧化合生成氧化铁锈，锈蚀会引起应力集中，危害钢结构的使用安全，使钢结构提前受到破坏，所以对钢结构必须要进行有效的防腐才能确保其使用的年限。
２钢结构施工技术的应用
２.１工程概况
某建筑，地上30层，地下２层，总建筑面积65012m２，由塔楼、配楼、连廊３部分组成。总檐高128m，为全钢结构。工程吊装中的任务重，钢构件总量达15000工；外轮廓由折线柱组成双曲面，给安装测量造成了很大的难度；材料采用Ｑ345GJC，最大板厚度达100mm，焊接难度也很大。
２.２工艺流程
构件的验收吊装和强螺栓及焊接以及检测压型中的钢板与栓钉。
２.３施工准备
（１）工程在开工前，项目中的监理机构要组织好监理人员熟悉工程图纸与该项目有关的工艺技术条件、规范的标准，充分的领会设计意图，了解施工中的方案重点与难点，从而更有针对性地制定质量控制措施。
（２）组织好施工单位的专业技术人员对图纸进行会审，认真的检查施工图纸中的“漏与缺、错”等相关问题，争取把问题解决在施工之前，减少因图纸中的问题给工程质量进度带来不必要的影响。同时也做好设计图交底工作。对吊装中的设备、剪力撑设置等施工中的方案应绘制施工详图，交由专家来进行论证，审核合格后方可予以施工。
（３）检查施工人员的技术资质和条件是否符合要求，并制定有关的管理制度与方法，明确各级职员的质量管理的职责，且严格执行有关的规程，以规范施工人员的行为。
（４）确保原材料（如：钢柱、钢梁、地脚螺栓、高强螺栓、抗剪栓钉、焊条等）的厂家、品种、标号、规格、等级符合施工规范。
（５）对钢结构制作和安装单位的企业资质、生产规模、机械设备情况、技术人员数量、资格证、职称及履历，和业绩情况等级，都需要做详细的考察与选择，严格的审核钢结构配件制作阶段每个工序、各分项中的质量标准、技术要求、工艺流程、工艺措施、关键零件的加工方法等各种制作工艺内容，保证钢结构建筑的工程质量。
２.４塔吊的选择、布置及装拆
塔吊是在超高层钢结构工程施工中的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置与现场条件以及钢结构的重量等各种综合因素，并保证装拆时的安全、方便、可靠。选择塔吊一定要优先考虑内爬式的塔吊，因为钢结构建筑使用的内爬式塔吊是不需要对楼层进行加固，并还可以在起重机布设位置上能有较大的自由度。另一方面，使用内爬式的塔吊在进行钢结构高层建筑吊装施工时，应对塔吊的起重能力与幅度的要求不像应采用附着式塔吊那样苛刻。另外，采用的附着塔吊造价是要比同类型的起重能力稍小的内爬式塔吊。由于该工程设计高度为128m，采用的附着式塔吊塔身高度应158m（其中考虑钢结构3层柱12m，吊索4－6m，吊钩滑轮及小车全高4m，安全操作距离2m 等），加上地下部分高度共168m，而采用内爬式塔吊的塔身约为35－45m。所以从经济上来考虑，为了能节约成本，该工程应优先选用内爬式塔吊来进行钢结构超高层建筑的施工。
２.５吊装
吊装是钢结构施工中的主要工序，吊装的速度与质量对整个工程都起着举足轻重的作用。钢结构在吊装前应根据结构的平面与立面形状、结构形式、塔吊的个数与位置、及现场施工条件等各种因素确定好吊装分区与吊装的顺序。考虑到该工程划分为东、西两个工作业区，因此吊装要从中间的一个单元来开始，先组装好一个稳定的刚度柱网单元，先将柱吊然后再吊梁，一个柱网单元吊装时固定后，再其左右和前后吊装的两个单元，待3个单元的构件全部都吊装完后，再来进行全面的精确校正。另外，该工程竖向吊装的顺序为：先安4根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架梁→上层框架梁→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接一下、中层的压型钢板应散铺与栓钉的焊接→下、中、上层的钢梯以及平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工。
２.６焊接
高层钢结构中的工期较紧、结构很复杂、工程量也是很大的、质量的要求高，而焊接是作为钢结构施工的主要工序，焊接时顺序和工艺的参数选择以及施焊中的水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响是很大。所以在钢结构焊接前，一定要认真的检查焊条合格证，并按说明书中的要求来进行使用。对于钢结构焊接要做到：焊缝表面不得有裂纹、焊瘤；一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷；一、二级焊缝不能有气孔、夹渣、弧坑裂纹。另外，焊缝必须要按要求来进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工中的钢印，不合格的焊缝要进行修改工艺后再做处理，同一部位的焊缝返修次数不可以超过2次。在对钢结构进行涂刷工作时，则需要做到涂刷的构件表面不得有毛刺、焊渣、水、油污等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。
２.７安全措施
安全措施就是钢结构施工中的主要环节，高层钢结构的施工特点是高空、悬空作业点也比较多。针对超高层钢结构施工的特点，因此，需要做好如下安全措施：
（１）设立好管理组织的体系，委派专人来负责工程项目中的相关安全防火工作，专人来了解各工种的安全操作与规程，设立各级的安全生产岗位与责任定期做好安全检查制度。施工前加强对施工人员的安全教育，坚持日安全巡视制度。
（２）施工人员在进入施工现场，必须要佩戴好安全帽，高空作业时必须要有安全带。冬季构件的表面结霜，在构件上行走时一定要系好安全带，穿好防滑鞋。拆除的临时螺栓、手头工具一定要拿稳当或装人工具袋，严禁随意乱扔。穿着防护用品，如电焊手套、护目面罩、绝缘胶鞋。吊装前检查起重设备、吊具是否符合安全要求，否则不得使用。吊装现场地面平整坚实，松软的土层要务实或加垫木以保证吊装机器稳定作业。
（３）在吊柱时外墙应设安全网，吊框架梁时要设临时活动式的走道，并要随框架的吊装逐层来升高；拧高强螺栓时一定要在梁端挂设吊篮，焊接时应搭设操作的平台，另外再做好铺设楼层中的压型板可确保施工时安全。
３结语
总之，在钢结构房屋建筑的施工过程中，我们应严格执行施工图纸及现行规范，合理制定施工工艺，才能保证钢结构建筑的施工质量，达到预期控制目标，从而给人们提供更加安全可靠的居住环境。
参考文献
［1］熊建国．浅谈钢结构建筑施工技术和管理［Ｊ］．中国新技术新产品，2010，（2）．
［2］焦民顺．浅谈高层建筑钢结构的应用［Ｊ］．中国建设信息，2009，（12）．
［3］何锡荣．以某工程为实例有关钢结构的施工技术探讨［Ｊ］．四川建材，2009，（2）．
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