高层建筑钢结构施工技术问题思考与探讨

高层建筑钢结构施工技术问题思考与探讨
随着社会经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，高层建筑结构的数量与日俱增。

本文首先分析了高层建筑钢结构的优势，然后深入介绍了钢结构的具体施工技术，最后合理确定了钢结构安装的施工顺序，采取各种专项施工技术措施，同时介绍了钢结构防火涂装技术。

本文是个人的一些观点，可供参考。

标签高层建筑；钢结构施工；防火技术
一、前言
随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步，以及新型更高强度钢材的不断研制开发生产，相信高层民用建筑钢结构会凝聚更多的高科技，以更好地满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求，从而得以更广泛应用。

二、高层建筑钢结构的优势分析
钢结构的优势有：自重轻，便于运输和安装，可跨越度大，用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1/2；抗展性好：钢材的塑性和韧性好，即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏，且对动力荷载的适应性较强；设计风格灵活、丰富，在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%；钢结构多采用螺栓连接，结构轻，施工简便，施工安装周期短；可以有效保护环境，即钢结构产生的噪音小、粉尘少，对土地资源破坏小，产生的固体垃圾量小，废钢资源回收价值高；综合造价低：钢结构工业化制作程度高，便于机械制造，集约化生产，精度高，安装方便，质量易于保证。

三、高层建筑钢结构施工技术分析
1、基础地脚螺栓预埋施工技术。

采用井字形定位钢筋将地脚螺栓焊接固定，利用钢板模具将焊接固定好的地脚螺栓固定在基础梁上，然后采用正确的振捣方法，在混凝土初凝之前及时校正。

这样既能保证地脚螺栓的轴线位置，又能提高地脚螺栓的预埋速度，节省人工和时间。

⑴先在基础梁上放置轴线，划好螺栓的位置线，利用柱子立筋将井字形定位钢筋焊牢，再焊牢地脚螺栓，M30螺栓顶标高为- 5.02m。

然后将钢板模具套在丝杆上，上、下各拧紧一个螺母来控制相对位置。

⑵混凝土振捣、螺栓校正。

因为螺栓比基础梁高500mm，在浇注底板混凝土时，只浇筑至基础梁顶，在上面500mm 处进行二次吊模，螺栓校正后再浇筑混凝土。

浇注时要进行现场监督，严禁只从一面振捣，并且严禁振动过程中振动棒与地脚螺栓接触。

⑶在基础柱混凝土浇筑完成后，混凝土初凝之前对螺栓位置进行及时校正，发现问题及时解决。

⑷成品保护。

为保证地脚螺栓的螺纹部分不沾染混凝土，浇筑柱基础混凝土之前，用塑料管将地脚螺栓的螺纹部分罩住。

模板拆除之后，用彩条布将螺栓的螺纹部分保护密封，防止锈蚀。

2、吊装
一是钢柱吊装。

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件。

而吊装是高层钢结构工程施工的关键工序，吊装速度的高低和质量的好坏对整个工程质量起着举足轻重的作用。

⑴钢拄吊装工作一般需划分吊装作业区域，吊装时，先安装整体框架梁柱结构，后楼板结构，平面从中央向四周扩展，按先主梁后次梁顺序进行。

⑵在吊装第一节钢柱时，应在预埋的地脚螺栓上加设保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。

钢柱吊装前，应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

⑶钢柱的吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置，采用专用吊索吊装：钢柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔，并将临时高强螺栓等拴牢在柱底连接耳板处。

⑷钢柱垂直起吊至安装位置后，拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓，达到0.6kN·m扭矩。

对正时，先调标高，当标高误差超过6mm 时，需进行调整。

如误差过大（大于20mm），不宜一次全部调整好，可先调整一部分，待下一次再调整，否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面标高。

然后调整上下柱接头错边（扭转），当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。

最后由二台激光经纬仪以基准点为依据，从二个不同方向校正柱子垂直度，最终将偏差控制在土2mm内。

⑸柱—柱临时接头用高強螺栓，在调整标高和垂直度后紧固。

安装过程中，一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头支撑，不用缆风绳，不用支撑。

二是钢梁吊装。

在钢梁吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。

主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。

吊点位置取决于钢梁的跨度，一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。

为提高塔吊的垂直运输效率，对于重量较小的次梁和其他小梁，可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，减少了高空作业时间，在保证质量的同时，加快了吊装速度。

三是钢结构高强蛆栓连接。

⑴采用高强螺栓连接方式时，应确保孔位的精确度。

目前，制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，但后者的精度高于前者，在施工时应优先考虑采用后者。

⑵每个螺栓一端不得垫二个以上垫片。

高强螺栓应自由穿人，不得敲打和强行穿人螺栓。

当螺孔出现局部偏差时，只允许使用绞刀进行修整。

严禁用气割扩孔，若使用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。

⑶绞孔修整前应保证其四周的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进行。

修整时应防止铁屑落人叠缝中。

绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周的毛刺，同时扫清铁屑。

⑷高强度螺栓的安装在节点全部处理好后进行，应按同一方向插入螺栓孔内。

对于箱形截面部件的接合部，全部从内向外插人螺栓，在外侧进行紧固。

如操作不便，可将螺栓从反方向插人。

⑸钢梁安装过程中，板叠接触面间应平整，接触面必须大于75%，边缘缝隙不得大于0.8mm。

高强螺栓不得作为临时安装螺栓。

⑹螺栓拧紧应按一个方向施拧，拧紧顺序应由中心按辐射方向逐层向外扩展。

当天安装的应终拧完毕，且终拧完毕后应逐个检查。

对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。

螺栓拧紧后外露螺纹不得少于 2 个螺距。

⑺对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。

四是钢结构焊接。

⑴主梁与钢柱间的连接。

一般上、下翼缘用坡口电焊连接，腹板用高强螺栓连接。

次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。

⑵坡口电焊连接应先做好准备，即包括：采用焊条烘焙；坡口检查；设电弧引入（引出）板和钢垫板，并采用点焊固定；清除焊接坡口、周边的防锈漆和杂物：焊接口预热等。

⑶焊接原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。

多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理、检查，清除缺陷后再焊。

⑷焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝：多层梁柱焊接时，应根据安装情况，先焊顶层柱、梁节点，接着焊底部柱、梁节点，最后焊中间部分的柱、梁节点。

焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散。

柱与柱的对接焊接，应采用二人同时对称焊接。

⑸对于厚板的坡口焊，打底层可用直径为4mm 焊条焊接，中间层可用直径为5mm或6mm焊条焊接，盖面层多用直径为5mm焊条焊接。

三层应连续施焊，每一层焊完后及时清渣，焊缝焊至厚度为15mm （或母材厚度的1/2以上）可以停息。

四、高层建筑钢结构防火技术
1、钢结构防火涂料涂装顺序。

钢结构表面清理—防火涂料涂装—涂层之间表面修整处理—防火涂料面层涂装、表面整理—检查验收。

涂层厚度总要求：总厚度不小于设计要求。

根据设计要求。

2、室内超薄型钢结构防火涂料。

表面处理，用手工清除表面灰尘及脏物。

防火涂料涂装之前应充分搅拌均匀。

3、室内厚涂型钢结构防火涂料。

表面打底：在施工该涂料时，必须先打底，打底厚度为1～2mm，打底层基本均匀即可。

防火涂料系粉状混合剂，配料必须在现场配制，其稠度以适于现场施工为宜，涂料搅拌至黏稠状，每批配好的涂料应尽快用完。

一般情况下，每次涂料涂抹厚度应控制在6～10mm 为宜，二次涂抹间隔可根据环境温度不同作相应调节，气温为20℃时，间隔24h。

参考文献：
[1]高中勤，孔庆合，李冬，等.钢结构厂房屋面系统安装新方法[J].钢结构，2009.。