浅谈高层建筑钢结构施工技术

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　　 摘要：随着城市化进程的加快，高层建筑已经成为社会发展的一种趋势。高层建筑施工技术的好坏，直接影响着建筑物的质量。在高层建筑中，钢结构是一种重要的施工技术，钢结构同混凝土结构相比具有很大的优越性，本文将对高层建筑钢结构的施工技术展开探讨。
　　    关键词：高层建筑钢结构施工技术
　　 钢结构施工技术在我国兴起的时间比较短，但是发展非常迅速。一些大城市出现了比较有典型意义的钢结构工程，比如上海的金茂大厦、深圳的赛格大厦、大连的世贸中心等都是这种结构的代表。钢结构的使用尤其是在高层建筑中的使用，一定程度上推动了我国建筑行业的向前发展。
　　 一 钢结构施工技术的特点
　　  超高层建筑中大多数都采用钢结构体系。钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是都表现出很强的综合性，也是一个企业施工技术水平和管理水平的重要体现。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等优势特点，所以能在我国的建筑业中得到广泛的应用；但使同时具有耐火性差、耐腐蚀性差等致命缺点，其具体的特点主要表现在以下几个方面：
　　  1 钢结构技术的优点
　　    第一， 进行施工的周期比较短，用于施工的钢结构构件可以是行工厂化生产，也可以是现场安装，可以大大缩短施工周期；第二，空间大是其另一优点，和混凝土相比，钢材的抗压、抗侧弯强度更强，因此在相同强度的条件下，可以缩小截面从而增大了有效的空间；第三，可以进行相关的循环利用，钢结构建筑物的施工材料可以实现钢材再生利用，和其它结构建筑物相比，能够大大减少建筑垃圾的产生。
　　   2 钢技术结构存在的主要缺点
　　 耐火性能比较差，主要表现在：和钢筋混凝土的导热系数相比，钢材的导热系数要大得多，其耐火性能远远不及混凝土结构。当温度达到600℃时，钢结构基本上会丧失其全部的刚度和强度。因此，在钢结构建筑设计中，如何实现刚结构的有效抗火被看作是重要的一环；耐腐蚀性差也钢结构缺点的一个方面，由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合生成氧化铁锈，锈蚀能够引起应力集中，危害钢结构的使用安全，使钢结构提前遭到破坏。因此，只有对钢结构进行有效的防腐，才能延长其使用的时间。
　　二 常见钢结构施工技术的分类
　　    1 螺栓预埋技术
　　    预埋柱脚螺栓的位置要求比较严格，必须非常准确，否则不仅会增加钢柱安装的难度，也会对安装质量产生很大的影响。因此应该严格控制预埋螺栓位置，在施工的过程中，应该对基础轴线和标高基准点进行严格的控制，埋设后进行两次复测，第一次要在埋设定位后进行测量，第二次要在基础混凝土浇筑并等其变得坚固后进行相关的复测。如果在复测过程中，发现位移超出范围的问题，则必须进行重新埋设。其标高偏差应该尽量控制在±5mm 以内，定位轴线的偏差尽量控制在±2mm以内。
　　 2 钢柱吊装技术
　　 钢柱是高层建筑层高和总高度的主要竖向构件的重要的决定因素，因此，在加工制造中，必须按照现行规范的标准来进行。钢柱在放样下料制作的过程中，应该充分考虑到焊缝的收缩变形以及竖向荷载作用下引起的压缩变形等各种因素，所以钢柱的放样下料长度要与设计长度区别开来，不能因为小差的少就不重视或者忽略不计。即使上下两节钢柱截面完全相等时也不能随便进行互换，同时要求对每节钢柱应编号做好记录加以区别，以保证正确的安装。
　　 3 钢梁吊装技术
　　 钢梁在进行吊装前，应在柱子牛腿处检查标高和柱子之间的距离，主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位完成后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为了提高吊装的速度，对重量较小的次梁或者其他的小梁，尽量多利用多头吊索一次吊装数根。有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装，这样不仅有利于提高吊装的速度，还有利于减少高空作业，保证工程的质量。
　　  4 钢结构高强螺栓连接技术
　　   （1） 节点处理技术
　　    高强度螺栓连接应该在其结构架设调整完成后，再对接合件进行相应的矫正处理，从根本上对接合件的变形、错位和错孔等问题进行消除，板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了使得接合部板束间摩擦面贴紧的效果更好，先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应该提前进行科学合理的计算，一般要超过高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量应该少于临时螺栓总数的百分之三。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓，以防止对螺纹的损伤，引起扭矩系数发生变化。
　　 （2）螺栓安装技术
　　    在节点全部处理好后要进行高强度螺栓的安装，螺栓穿入方向要保持一致。在施工过程中要考虑到施工的便利性，对于箱形截面部件的接合部分，全部从内向外插入螺栓，在外侧要进行相应的紧固。如果操作不方便，可从反方向将螺栓插入。在进行大六角高强度螺栓连接副的安装时，根部的垫圈有倒角的一侧应该面向螺栓头，安装尾部的螺母垫圈，则应与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。如果不能穿入时，严禁强行穿入螺栓，正确的方法应该是，应用绞刀对螺孔进行相关的修整，用绞孔修整前应该对其周围的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。修整时还要防止铁屑落入叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周围的毛刺，同时把铁屑清扫干净。
　　 （3）螺栓紧固技术
　　 在对高强度螺栓进行紧固时，应该对初拧、终拧有一个详细的划分。初拧、复拧和终拧一般适用于大型节点的划分。在紧固过程中，初拧是为了尽量减少螺栓由于钢板变形等带来的影响，比较适合采用减少互相影响的相关的措施。复拧是在初拧的基础上，对于大型节点高强度螺栓初拧完成之后，重复进行的紧固。复拧扭矩值和初拧扭矩值是相等的。终拧是对高强度螺栓作所做的紧固。终拧的轴力值应该以标准轴力为目标，并要按照要求进行合理的设计。
　　三 采用钢结构施工技术前的准备措施
　　 1 进行相关的技术准备
　　 在进行施工之前，要对施工组织进行充分合理的编制设计，将设计思想充分的体现到施工技术中去。不断对施工验收标准进行完善，同时要对市场、各方的行为进行规范。不断开展工艺试验与工艺评定工作，为后续施工提供相关的技术保障。
　　 2进行吊装准备工作
　　 目前国内高层建筑钢结构施工，在对吊装施工机械主机选用时，基本上全部采用自升式塔式起重机。自升式塔式起重机包括内爬式和外附式两种。
　　 （1）塔式起重机臂又可分为平衡式与起重臂可起伏(以下简称动臂式)两种(见图1、图2、图3)。
　　
　　
　　 塔式起重机的起重性能要很好的满足工程的要求，吊机最大起重量、最大起重力矩、最大半径与最小半径都是其主要满足的方面。随着起重高度的增大，吊机的实际起重量会减小，这些要引起足够的重视，这是因为：第一，要扣除不断增多的起重钢丝绳自重；第二，受卷扬机容绳量的限制，到一定高度时经过吊钩滑轮的钢丝绳走数要相应的减少。对于内爬式塔式起重机，要对起重卷扬机滚筒内的钢丝绳的容绳量引起足够的重视，它将决定起重的极限高度。对外附着式塔式起重机要充分了解塔身的高度的相关标准，最后判断是否满足工程的需要。
　　 3 要进行现场的准备
　　 高层建筑钢结构工程，在施工安装前现场的准备工作主要包括钢构件(包括零部件、连接件等)的验收、测量仪器及丈量器具的准备、安排设备工具材料和组织施工力量等。对现场进行充分的准备是高层建筑采用钢结构技术的重要的前提。
　　 总之，高层建筑钢结构施工技术，是建筑施工技术发展进步的一个重要表现。施工过程中要严格按照相关的标准进行规范施工，保证施工技术得到更好的运用，以实现预期的目标。
　　    参考文献：
　　    [1] 路克宽.钢结构工程便携手册[M].北京:机械工业出版社,2003.
　　    [2] 顾纪清.实用钢结构施工手册[M].上海:上海科学技术出版社,2005.
　　    [3] 鲍广鉴.钢结构施工技术及实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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