淺析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、.淺析高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)摘要：鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代高層建筑的主體結(jié)構(gòu)，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(yīng)用要求越來越高，施工單位也越來越重視鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)0 引言目前，高層建筑的施工技術(shù)是建筑行業(yè)的一個難題，高層建筑施工難度高，施工技術(shù)要求嚴(yán)格。高層建筑施工需要進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，大部分高層建筑選擇的是鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難度大，施工環(huán)節(jié)多而且復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行嚴(yán)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(jié)構(gòu)憑借其本身的優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。到目前為止，高層鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)推廣到

2、很多的建筑領(lǐng)域，并且在建筑領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。1我國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的現(xiàn)狀隨著城市建設(shè)的發(fā)展和高層建筑的增多，我國鋼結(jié)構(gòu)也得到快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少，標(biāo)志著一個囯家或一個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度1。進(jìn)入2000年以后，我國國民經(jīng)濟(jì)不斷增長，國力明顯增強(qiáng)，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(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。奧運(yùn)會后，鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬計(jì)，世界先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全，如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動焊接機(jī)床等。并且

3、現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先進(jìn)水平，如鋼結(jié)構(gòu)制作特級和一級企業(yè)。近幾年，鋼產(chǎn)量每年多達(dá)9億多噸，鋼材品種完全能滿足建筑需要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)X、鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)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(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)勢材料一直都是建筑工程施工的關(guān)鍵，材料的好壞直接關(guān)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(jié)構(gòu)廠通常是用鋼板、熱軋型鋼和利用冷加工技術(shù)成型的一些薄壁型鋼，作為主要材料與其他的材料結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)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(diǎn)。2.1較高的強(qiáng)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(qiáng)度也要高得多，因此鋼結(jié)構(gòu)適宜用于跨度大或者是荷載也較大的構(gòu)件和其他的結(jié)構(gòu)當(dāng)中。鋼材具有良好的塑性和韌性，鋼結(jié)構(gòu)韌性好就表明強(qiáng)的適應(yīng)動力荷載的能力。鋼結(jié)構(gòu)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(qiáng)度，它做成構(gòu)件不僅截面小且壁較薄，在受壓的時候能達(dá)到穩(wěn)定性的需求。2.2材質(zhì)較為均勻鋼材的力學(xué)性能與力學(xué)計(jì)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(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的,實(shí)際受力狀態(tài)與工程力學(xué)計(jì)算的結(jié)果比較吻合。對于鋼材的的煉制要嚴(yán)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(jié)構(gòu)不會受到粉塵的干擾，可回收并重復(fù)利用，這一優(yōu)勢完全符合當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展及環(huán)保的主題。2.3鋼結(jié)構(gòu)的制造周期短,施工速度快大部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠生產(chǎn),運(yùn)往現(xiàn)場通過焊接或螺栓連接進(jìn)行整體組裝,可以全天候作業(yè)2。由于鋼結(jié)構(gòu)本身可以作為勁性結(jié)構(gòu)承擔(dān)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)材料的構(gòu)成較為單純，一般是成材，加工也很簡單，并且還能進(jìn)行機(jī)械操作，因此大量的鋼結(jié)構(gòu)往往會選擇專業(yè)較強(qiáng)，實(shí)力雄厚的金屬結(jié)構(gòu)廠制造構(gòu)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(gòu)件，就能夠選擇簡便的普通螺栓或是高強(qiáng)度螺栓來安設(shè)，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(jìn)行吊裝，進(jìn)而縮短施工周期。施工中所用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也可以在工廠生產(chǎn)，將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后再進(jìn)行安裝，施工周期明顯縮減。對于建好的鋼結(jié)構(gòu)便于加固和改造，針對采用螺栓連接的結(jié)構(gòu)，一般可根據(jù)實(shí)際所需對其拆卸。2.4鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的比鋼筋混凝土的構(gòu)件要輕，因?yàn)殇摬膹?qiáng)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(jié)構(gòu)在比較遠(yuǎn)的距離之間運(yùn)輸?shù)臅r候，重量越輕越有

7、優(yōu)勢3。2.5鋼結(jié)構(gòu)造型美觀,可塑性強(qiáng)與其他形式相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以極大程度地超越結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(qiáng)大的造型潛力。2.6鋼結(jié)構(gòu)建筑符合可持續(xù)發(fā)展政策鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建造過程中有害氣體的排放量只相當(dāng)于混凝土結(jié)構(gòu)的65%，鋼結(jié)構(gòu)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(yáng)、廢物堆積和噪聲等污染問題。3高

8、層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝3.1合理選擇和布置塔吊在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工以前，相關(guān)的工作人員一定要對施工圖紙，以及和項(xiàng)目有關(guān)的施工規(guī)X標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝等技術(shù)條件進(jìn)行清楚的了解，理解施工設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖。塔吊是高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的時候使用的核心設(shè)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(jié)構(gòu)的重量等因素，并要保證裝拆工作安全，方便，可靠的進(jìn)行。選擇塔吊的時候需要優(yōu)先考慮內(nèi)爬式塔吊，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑不需要加固樓層，還給了起重機(jī)布設(shè)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(jié)構(gòu)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(jì)方面考慮的話

9、，選擇內(nèi)爬式塔吊開展鋼結(jié)構(gòu)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(jì)效益4。3.2確保原材料質(zhì)量合格鋼結(jié)構(gòu)與其他材料相比存在自己特有的特點(diǎn)，但是它也存在一些缺點(diǎn)，例如它的導(dǎo)熱系數(shù)較大，耐火性也不好。最近幾年，冶金技術(shù)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(dāng)中，推進(jìn)了整個鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)場檢驗(yàn)的時候也是要符合建筑施工的規(guī)X和設(shè)計(jì)的要求。對于原材料的選擇也要認(rèn)真負(fù)責(zé)，確保原材料的質(zhì)量合格，才能保障鋼結(jié)構(gòu)符合要求，從而保證建筑工程的質(zhì)量。3.3嚴(yán)格驗(yàn)收鋼構(gòu)件鋼構(gòu)件被施工

10、人員運(yùn)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(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)真的檢查，若是在運(yùn)輸?shù)倪^程中發(fā)現(xiàn)存在鋼構(gòu)件變形的缺陷，就要及時進(jìn)行矯正和處理。此外還需要處理好構(gòu)件縱橫兩個方向安裝中心線的驗(yàn)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(rèn)真負(fù)責(zé)工作態(tài)度，嚴(yán)格的驗(yàn)收鋼構(gòu)件。3.4安裝好螺栓通常來說，在鋼結(jié)構(gòu)工程中，連接螺栓用的是高強(qiáng)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(kuò)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(qiáng)螺栓，在使用之前需要檢査確認(rèn)螺栓合格證和復(fù)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(qiáng)螺栓不能敲打和擴(kuò)孔，需要自由穿入。安裝的時候不允許把高強(qiáng)螺栓作為臨時安裝螺栓使用，沿著一個方向?qū)⒙菟〝Q緊，當(dāng)天安裝的螺栓要求要當(dāng)天擰好，終擰后還要對螺栓進(jìn)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(jìn)行補(bǔ)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(fù)檢一遍柱標(biāo)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(jìn)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(zhǔn)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(yàn)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(diǎn)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(xì)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(yù)埋件的位置、平整度和清潔度。預(yù)檢工作有利于及時的發(fā)現(xiàn)存在的問題，并采取相應(yīng)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?yàn)檫@關(guān)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(shí)際

13、情況進(jìn)行安裝，常見的扶手高是一米，要沿著梁長通長設(shè)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(diǎn)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(shè)置鋼吊耳法以及工具式吊具法。4高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)4.1吊裝技術(shù)吊裝前，首先復(fù)測土建提供的軸線、標(biāo)高準(zhǔn)確無誤，做班組技術(shù)交底、追蹤管理實(shí)施；施工前公司自檢，報現(xiàn)場監(jiān)理復(fù)查合格同意后方能施工，根據(jù)施工條件、鋼結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)X在平整的作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)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(jī)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(fù)測，并對吊裝構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)高控制，確保吊裝的精確性和安全性7。4.2焊接技術(shù)焊接順序通常在平面內(nèi)采用從平面向四周擴(kuò)散的焊接方式，對連接點(diǎn)的焊接需按對稱的方式進(jìn)行；而對于豎向結(jié)構(gòu)，其焊接順序應(yīng)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(yán)格遵守：焊前準(zhǔn)備引弧沿焊縫縱向直線運(yùn)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(shù)螺栓連接包括螺栓的預(yù)埋和螺栓的安裝，螺栓的預(yù)埋應(yīng)將靠近軸線的中心位置作為定位點(diǎn)，找到正確的標(biāo)高基準(zhǔn)，進(jìn)行螺栓的深度預(yù)埋和混凝土澆筑固定，并進(jìn)行檢測和復(fù)查以保證預(yù)埋的精確度；螺

15、栓的安裝應(yīng)從內(nèi)到外，確保螺栓能順利穿入，并從外側(cè)進(jìn)行緊固；螺栓連接采用高強(qiáng)度螺栓，螺母、墊圈外表應(yīng)涂油保護(hù)，不應(yīng)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(yīng)損傷；安裝完畢后須用10倍放大鏡檢查或做磁粉探傷實(shí)驗(yàn)。5高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工時要注意的問題鋼結(jié)構(gòu)工程的施工過程大致能夠分為兩個部分，第一項(xiàng)是鋼結(jié)構(gòu)配件的加工制作，第二項(xiàng)是現(xiàn)場的安裝施工。同時需要對構(gòu)配件進(jìn)行防腐、防火等技術(shù)處理，保證工程安全性。5.1對于構(gòu)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(yán)格這項(xiàng)要求在構(gòu)配件的加工和安裝施工階段都是十分重要的。鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算模型十分的直觀、清晰，所以對構(gòu)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(gòu)件的尺寸不滿足設(shè)計(jì)的要求，而且在施工現(xiàn)場無法正常被安裝，影響結(jié)構(gòu)的承重效果、穩(wěn)定性和安全性。高層建筑的結(jié)構(gòu)高度高、體型大，而且鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)配件較多，容易形成面型的誤差積累，鋼柱等某一個構(gòu)配件的微小偏位都會對以后施工的構(gòu)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(shè)計(jì)效果的實(shí)現(xiàn)和建筑工程的質(zhì)量都會產(chǎn)生影響，甚至?xí)a(chǎn)生結(jié)構(gòu)安全事故。5.2鋼結(jié)構(gòu)施工過程對于天氣、溫度等條件要求嚴(yán)格鋼材隨溫度變化的熱脹冷縮，其尺寸的變化非常大，氣溫?zé)o論太高還是太低都會對構(gòu)配件的安裝精度產(chǎn)生影響9。并且，在對構(gòu)配件進(jìn)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(guān)系，不能在刮風(fēng)、下雨或者是下雪的天氣進(jìn)行現(xiàn)場施工作業(yè)。我們國家對于鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)配件焊接有著專門的技術(shù)規(guī)X要求，在進(jìn)行作業(yè)時，當(dāng)自然條件不能達(dá)到施工的需求時，一般會要求操作人員采取適當(dāng)?shù)拇胧┙o施工制造條件，例如給焊條預(yù)熱，或者是鋼板的預(yù)熱加溫等。5.3鋼結(jié)構(gòu)的安裝對于機(jī)械設(shè)備要求較高鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場施工是一個將預(yù)制化的構(gòu)配件進(jìn)行裝配式施工的過程，所以說施工對于運(yùn)輸、吊裝等工程機(jī)械的性能要求十分高。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)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(jī)械的操作人員技術(shù)水平有著非常高的要求。吊裝施工時機(jī)械的荷載一定不能超過本身所設(shè)計(jì)的承載力，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)

18、配件在運(yùn)輸、碼放、起吊、就位等安裝的各項(xiàng)程序中必須按照施工前擬定的施工組織設(shè)計(jì)或?qū)ｍ?xiàng)吊裝方案進(jìn)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(guān)機(jī)械設(shè)備的要求更加嚴(yán)格。5.4防腐、防火的要求嚴(yán)格由于材料自身特性的限制，鋼結(jié)構(gòu)的防火、耐腐蝕性能比較差，所以在施工時一定要對鋼材進(jìn)行防火和防腐蝕處理，并且需要注意施工現(xiàn)場構(gòu)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(zhuǎn)運(yùn)要求嚴(yán)格由于鋼結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)運(yùn)措施，在現(xiàn)場設(shè)置臨時堆放場地。這樣能合理的利用場地，避免了二次搬運(yùn)。6對高層鋼結(jié)構(gòu)施工的幾點(diǎn)建議充分理解節(jié)點(diǎn)深化圖，

19、合理制定施工工藝；根據(jù)工程特點(diǎn)合理選用機(jī)械設(shè)備，特別是塔式起重機(jī)的選用，并要考慮其裝拆的可行性；根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工順序及進(jìn)場數(shù)量要充分考慮現(xiàn)場堆放條件及吊裝設(shè)備的吊運(yùn)能力；嚴(yán)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(jìn)行閉合、校正，防止累計(jì)誤差的產(chǎn)生安全防護(hù)要及時跟進(jìn)，措施要嚴(yán)密，檢查要到位。7結(jié)語隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用X圍也將得到相應(yīng)的延伸和拓展。為了能夠提升鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度，保證工程質(zhì)量，我們就要對加大對鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究力度，在施工過程中嚴(yán)格按照吊裝的順序進(jìn)行操作，不斷摸索和總結(jié)焊接的變形規(guī)津，對相關(guān)的技術(shù)手段進(jìn)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