高层建筑钢结构工程施工技术_4

高层建筑钢结构工程施工技术

发布时间：2023-03-22T01:01:42.141Z 来源：《工程建设标准化》2023年1期作者：索建红

[导读] 高层建筑具有丰富的使用性能、占地面积小且容量大的优势，已经成为现代社会中主要的建筑形式之一。

索建红

中冶天工集团有限公司天津市 300302

摘要：高层建筑具有丰富的使用性能、占地面积小且容量大的优势，已经成为现代社会中主要的建筑形式之一。但是由于当前我国的高层建筑钢结构工程施工技术发展时间较短，相对来说并不成熟，在钢结构施工过程中存在着多种问题，严重影响了高层建筑的整体施工质量。为推动建筑企业实现长远发展，企业一定要重视对于高层建筑钢结构施工技术的研究。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

高层建筑结构部分是影响高层建筑安全与稳定的基础，钢结构是现代建筑中常用的结构类型。选择钢结构可以有效减少高层建筑的自重，进而提升高层建筑抗震等级。而且，钢材料具有良好的韧性和塑性，可增加高层建筑的荷载能力，提升高层建筑的稳定性。鉴于钢结构的优势，具体的高层建筑施工中，需要合理应用高层建筑施工技术。具体的应用中，钢结构体系梁柱的连接节点设计问题是影响钢结构应用质量的关键。基于此，本文对高层建筑钢结构施工技术展开分析，再详细地对钢结构体系梁柱的连接节点设计展开探讨，具体内容如下。

1高层建筑钢结构优劣分析

钢结构是由钢板、热轧钢板和薄壁型钢等材料组成，在跨度大、载荷大的构件中，抗拉、抗压及延展性等可满足高层建筑施工需求。高层建筑钢结构的应用，具有回收效率高、节能、施工周期短、抗震性能好等优点。但是，在实际应用中，钢结构的焊接处极容易出现安全隐患。而且，在温度升高的情况下，由于钢结构的热传导率较高，会降低钢结构的弹性及强度。如果出现火灾，钢结构的强度会降低30%，严重影响高层钢结构的安全性。

结合钢结构本身的性能将其应用于高层建筑施工中，可以提高钢结构施工效率，并降低工程施工成本。但是，在实际施工过程中仍需要考虑钢结构的焊接、连接等问题，降低焊接断裂及连接不稳等问题的出现，对进一步提高建筑钢结构的综合施工水平有促进作用。

2高层建筑钢结构工程技术特点

2.1稳定效果好且受外界影响小

在高层建筑施工中使用钢结构可以显著提高建筑结构的稳定性。与传统的混凝土结构施工相比，钢结构在施工过程中不会受到外界环境、天气等因素的影响，能够确保在既定的工期内完成施工。此外，由于钢结构的稳定效果非常好，性能优越，采用这种结构建造的高层建筑可以具有更强的抗震性能，能够很好地满足现代人对高层建筑安全使用的需求。

2.2它能以低成本为高层建筑带来强烈的空间感

钢结构的结构形式可以给高层建筑带来强烈的空间感。这主要是因为钢结构本身的强度和抗压性能非常优越。所以与传统的建筑结构相比，它只需要占用很小的空间范围就可以发挥很强的抗压能力。因此，钢结构的空间占用率很小，可以扩大建筑结构的内部使用空间，给用户带来更广泛的建筑使用感。此外，钢结构的建筑施工效率非常高。所有建筑材料均提前在工厂加工制造，到达现场后只需组装。这不仅缩短了高层建筑的施工时间，而且不需要建筑企业投入更多的成本，具有很强的经济效益。

2.3促进高层建筑项目绿色发展

现阶段，随着生态文明建设战略的不断实施，人们更加重视绿色环保的发展，各行各业也在寻找绿色转型升级的渠道，建筑业也是如此。钢结构工程施工技术是现代社会发展起来的新型环保技术之一。该技术的使用可以有效减少高层建筑施工过程中对自然环境的破坏。例如，钢结构的使用不会产生大量的建筑固体废物，也不会像传统建筑那样随意堆放建筑垃圾，这可以很好地保护建筑区域的外观。此外，钢结构在施工过程中不会产生较大噪声，不会对周围区域造成噪声污染。因此，将钢结构工程技术用于高层建筑施工，有利于促进中国建筑业的绿色发展。

3高层建筑钢结构工程施工技术

3.1钢结构焊接技术

钢结构的连接形式有多种方法。在实际应用中，要根据不同的材料，对焊缝表面进行预处理，以保证焊缝表面符合要求。首先是结构，然后是节点，最后是整体的展开。焊接工作的重点是横梁、钢板支架等，其焊接工艺是沿垂直方向向上进行。在高层建筑钢结构的焊接中，必须对焊缝进行严格的检查，以保证其质量符合要求。一般采用非破坏性技术对钢结构进行焊接，以防止焊接缺陷的产生。此外，在进行焊接时，应加强对钢材材质的检测，防止因焊接而造成的裂纹，从而保证钢结构的安全和稳定。

3.2吊装施工技术

在钢结构工程中，吊装是一项必不可少的技术。主要采用大型起重设备进行吊装，并对高层建筑的施工条件、结构形式、立面形状等进行了详尽的介绍。根据所获得的数据，对起重作业区域进行了分区，并确定了合适的起重方案，进行了钢结构的吊装：（1）钢柱的吊装。第一节钢柱吊装时，必须在预埋地脚螺栓处安装防护套，以防止在吊装时发生冲撞，使锚杆失去作用。在起重过程中，必须严格控制起重的速度，防止超速，保证钢梁的竖直。在钢柱到达安装位置后，先拧紧临时连接板上的高强度螺栓，以提高力矩。校正完毕后，对齐高度进行校正，保证误差在容许范围之内，若有较大的误差，可分成若干次，最后的控制偏差应在±2mm以内[1]。（2）牛腿。建筑工艺在实际工程中，采用两端套管接头的方法，不仅需要很高的施工工艺，而且很容易发生接头误差。如果采用搭接方法，不仅会造成大量的钢材损耗，而且会增加工程造价。根据以上两种方案，采用双头牛腿，将钢筋两端焊于牛腿，使其承受外力的传递，保证钢结构的安全、稳定，并能降低工程造价。

3.3钢构件的运输环节

在进行高层建筑钢结构施工的过程中会使用到较多的钢构件，钢构件的质量是非常重要的，钢构件的运输环节作为影响钢构件质量的

关键环节之一，需要工作人员重点关注。为了降低在运输途中钢构件出现碰撞破损，工作人员应该合理规划运输路线，尽可能通过平坦公路进行运送，并且在驾驶过程中还应该保持匀速前进。若是钢构件数量较多，则可以选择分批次运送，钢构件的运输顺序可以根据钢结构施工需求进行安排，避免出现构件集中运输问题，这样不但不利于钢构件的保存，还会加大钢构件损坏的概率。除此之外，在运输钢构件的过程中，还应该在车厢内做好保护措施与加固措施，比如说使用垫木对钢构件进行隔离，或是使用泡沫等材料对钢构件的边角处进行防护。若是成本充足且条件允许，还可以使用帆布对构件进行覆盖。当到达施工现场后，需要在保证安全地前提下将钢构件吊运卸车并平稳摆放在预先划定的存储位置，避免造成形变或是破损等现象。

3.4钢管柱施工要点

在进行高层建筑钢结构施工的过程中，钢管柱施工是其必要的组成部分。在正式进行钢管柱作业时，工人需要正确合理选择轴线位置，并对地脚螺栓进行详细检查。然后就可以进行螺栓预埋施工，此后再进行钢柱安装作业，在这一环节，一般都会使用吊装的施工方式进行作业，在正式进行吊装施工时，工作人员还需要根据施工现场的实际情况做好吊装分区以及吊装顺序的确定并保障塔吊装置到位，以此保障吊装施工的有序实施。

当吊装作业高度增加时，工人应该减少塔吊装置的载重数额，以此保障吊装工作的安全实施。通常情况下，吊装钢结构主要有竖向立体吊装以及平面内吊装两种形式，在进行不同形式的吊装施工时需要工作人员注意，平面内吊装应该从中心核心筒位置进行施工，然后对于四周结构进行固定，而竖向立体吊装作业应该遵循由下至上的施工。在进行钢管柱固定工作时，工作人员还应该将测量环节贯穿始终，并根据测量数据对于钢柱的垂直度和定点高度等方面进行不断校对完善，以此保障与施工设计一致，并且还需要保障施工顺序与施工方案一致，避免因施工顺序混乱而导致的施工质量问题。

3.5钢筋混凝土芯管混合结构

钢筋混凝土芯管混合结构具有重量轻、使用速度快、购买费用低等优势。在进行建设工程的过程中,可以利用外框钢结构将地板与内外圆筒进行连接,提高外框钢结构的承载能力。而对于地震多发地区,例如日本,就可以将外框架与内圆筒进行跨度连接,并且需要设置许多钢框架柱稳固结构,这样可以增加抗震能力,保护建设工程与居民人身安全。而外框与内芯管之间的钢梁很少,到柱网却很大,使框架与气缸之间不能够同时发挥作用,因此地震多发区域不适合选取这一建设方法。

3.6钢结构的安装工艺和施工技术

3.6.1钢结构的安装工艺

在高层建筑钢结构施工中，因吊装、制造等原因，将其分为不同的部分，通常采用钢柱分段来划分。在高层建筑的吊装作业中，除确保各构件的刚性外，还应确保吊车在攀爬时的稳定。因此，在进行高层建筑立面施工时，应考虑到三点：（1）吊车的工作特性应符合在这一流水区段中最重的物件；（2）吊车的爬高必须达到下一节流水段构件的高度：（3）每节流水段内立柱的长度必须能够满足构件制造和搬运堆放的要求。

3.6.2钢结构施工技术

(1）特殊钢结构安装。特殊钢结构往往以组合的方式出现，其体积大、重量大，其连接方式多种多样，对连接的要求也很高。特殊钢结构在整个工程建设中扮演着举足轻重的角色。在不同的工程项目中，特殊钢结构通常都是不一样的，所以，在特殊的情况下，不可能建立起一套完整的安装技术和安装方式，这也是目前我国高层建筑施工的一个难题。

(2）外展式桁架与天桥的施工方式。由于这种结构的重量较重，大型吊车很难接近起重，因此通常采取“地面拼装，整体提升”的施工技术与技术。针对起重设备，一般选用钢丝绳式液压起重设备，特别是吊装距离大、吨位大的起重机，采用这种设备及施工技术，具有很好的安全性和可操作性。

3.7螺栓安装技术要点

当施工单位在开展高层建筑钢结构建设作业时，还需要重视高强度螺栓的安装技术和焊接技术要点，这样才能够确保钢结构最终的施工质量达到使用标准。在进行螺栓安装施工的过程中，工作人员需要始终遵循着从内至外的安装顺序来进行螺栓的安装工作，并且切记不可以出现强行穿入的情况。与此同时，施工人员还需要根据螺栓的大小来进行螺孔的打造，若是存在螺栓与螺孔大小不一致的情况，为避免影响后续施工的正常开展，施工人员应该使用铰刀对于螺孔进行修正，以此确保每一个螺孔的大小都符合螺栓尺寸。在外墙螺栓入孔施工后，施工人员还应该采取焊接的方式对于螺栓进行固定。除此之外，因为钢结构的各个节点都存在着不同的尺寸，所以，需要施工人员根据钢结构节点的实际尺寸来选择合适的高强度螺栓分布安装形式。比如说，对于大尺寸节点安装工作来说，就应该选择先进行螺栓入孔作业再进行加固，避免在加固环节出现螺栓变形现象。

3.8钢结构保护措施

钢结构保护措施主要分为不锈钢、抗腐蚀、防火等。一般情况下,钢结构在这三个方面需要被重视,但是钢结构不仅是承载力材料,同时还是装饰品,因此还需要对钢结构外部进行美化工作。现今,我国防火材料不断的被创新优化,发展速度快,且适用类型多。涂料的涂抹厚度可以根据钢结构的实际建设情况来进行设定,不仅保持了钢结构外部的美观,还可以控制涂料厚度的灵活性。

3.9分析梁的安装过程

梁和柱的作用相同,都可以承载房屋建筑的重量,梁柱质量的好坏直接影响房屋建筑在地震或者其他地质灾害发生过程中的损坏程度。所以,在安装梁或者柱之前,应该配备安全绳或者扶手对梁的质量进行严格检查,查看梁的质量是否能够达到安装标准以及抗压、抗震标准。检查工作完成之后,就需要对梁进行安装,而在安装的过程中为了杜绝梁发生位置误差或者偏移现象,就需要对主梁的两旁进行吊装,之后再对其他梁进行分离吊装。为了节省吊装时间,可以利用一钩多吊的方法,运用这一方法时,余梁叠加的吊起重量不能大于五吨,不仅保证了房屋的质量,还加快了施工进程。

结论

总而言之，随着城市中高层建筑数量的增加，高层建筑的质量也已经成为现阶段人们关注的重点。所以，建筑企业需要加强对于高层建筑钢结构施工技术的研究，了解钢结构施工技术的规范操作与要点，重视解决当前钢结构施工中存在的问题，规范现场施工操作，以此保障高层建筑钢结构施工质量达到相关质量标准，提高高层建筑使用过程中的安全性。

参考文献：

[1]常勇,范亚如.高层建筑钢结构工程施工关键技术研究[J].工程技术研究,2022,7(02):44-46.

[2]侯蕾.高层建筑钢结构工程施工技术要点分析[J].住宅与房地产,2021(22):196-197.