李靈

（湖南省建筑工程集團總公司湖南長沙　410004）

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

李靈

（湖南省建筑工程集團總公司湖南長沙410004）

隨著建筑工程的不斷發(fā)展，施工方式也在發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)以其操作更加簡便、穩(wěn)定性更高的獨特優(yōu)勢，得到了廣泛的應(yīng)用。在實際工程施工中，還需要在施工技術(shù)方面不斷完善，切實提升鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平。本文對于高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工的要點以及安裝技術(shù)進行了具體分析。

建筑結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)安裝；施工技術(shù)

引言

在市場經(jīng)濟快速發(fā)展的形勢下，建筑工程在規(guī)模以及數(shù)量上不斷的擴展，城市土地資源越來越緊缺，在這種背景下，高層建筑應(yīng)運而生，其在單位面積土地上的樓內(nèi)總面積有了大幅度的提升，既節(jié)約了土地資源，同時也降低了施工企業(yè)的成本。而鋼結(jié)構(gòu)施工優(yōu)化了操作流程，由于自重輕強度高的特點有效的提高了建筑的整體結(jié)構(gòu)強度，更適用于高層建筑施工中。在鋼結(jié)構(gòu)施工中，安裝是整個工程中的重點，所以要確保安裝的規(guī)范性和連續(xù)性，嚴格按照施工規(guī)范執(zhí)行，以確保鋼結(jié)構(gòu)施工的順利進行。

1　高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)優(yōu)點

1.1材質(zhì)比較均勻

鋼材是鋼結(jié)構(gòu)施工中的主要材料，這種材料具有較好的力學(xué)性能，其在強度和韌性方面的穩(wěn)定性為建筑工程的質(zhì)量提供了良好的基礎(chǔ)，能夠最大程度地確保工程結(jié)構(gòu)強度。因為鋼材質(zhì)地的均勻性，導(dǎo)致各個部位的受力點都是均勻的，所以在進行力學(xué)計算時，能夠?qū)⒂嬎憬Y(jié)果的誤差控制在最小范圍內(nèi)，對于提高鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平以及施工技術(shù)水平都具有重要意義。

1.2塑性和韌性好

因為高層建筑的垂直高度較大，所以作用在單位面積上的重力負荷加重，需要地基承受較大的荷載。如果地基出現(xiàn)沉降不均現(xiàn)象，就會對整體建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉應(yīng)力，威脅到高層建筑的安全。而由于鋼材的質(zhì)地比較均勻，所以擁有良好的塑性和韌性，能夠承受較強的拉應(yīng)力，避免混凝土裂縫的發(fā)生。在高層建筑整體處于強震的狀態(tài)下時，鋼材能夠?qū)⑹芰鶆虻姆植荚谡w結(jié)構(gòu)上，避免因為局部受力過大而發(fā)生斷裂等現(xiàn)象。良好的塑性和韌性，提高了鋼材的塑造性能，并且能夠保持極佳的穩(wěn)定性，提高建筑的抗震性，最大程度的確保高層建筑的安全性。

1.3強度高，自重輕

鋼材不僅具有較好的韌性和塑性，并且強度較高，在受到應(yīng)力作用時，能夠有效分散應(yīng)力，實現(xiàn)整體承重，最大程度的減少應(yīng)力荷載。與混凝土結(jié)構(gòu)施工相比，鋼材在豎向截面的面積要遠遠小于混凝土結(jié)構(gòu)，所以鋼材的用量較少，一方面降低了施工的成本，另一方面還擴大了建筑的使用面積。因為鋼結(jié)構(gòu)的整體重量要比混凝土小一半左右，所以在承受應(yīng)力時的荷載也相對降低，能夠更好的應(yīng)對地震以及各種應(yīng)力造成的拉伸、擠壓等現(xiàn)象，有效的保證了高層建筑的穩(wěn)定性和安全性。

2　高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

2.1構(gòu)件的驗收，進場與堆放

在施工現(xiàn)場要妥善處理鋼結(jié)構(gòu)施工中的各項構(gòu)件，很多建筑工程因為建設(shè)工期短、任務(wù)重等原因，對于施工現(xiàn)場的材料管理極為混亂，嚴重影響到鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量和進度。所以為了保證工程的順利開展，需要加強對施工現(xiàn)場的管理。因為鋼材構(gòu)件是鋼結(jié)構(gòu)施工的主要原料，所以構(gòu)件的質(zhì)量直接影響到鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量，一定要做好進場驗收工作，在鋼材構(gòu)件進場時，按照規(guī)格和型號的不同，采用不同的驗收標準，質(zhì)量不合格一律不得進場。因為鋼材構(gòu)件的數(shù)量較大，所以在進場后，需要開辟專門的場地進行保存，做好構(gòu)件的防雨保護措施，加強場地周邊的排水工程。按照不同的規(guī)格和型號分類存放，按照使用時間的長短合理安排順序。做好鋼材構(gòu)件的現(xiàn)場管理共組，能夠為鋼結(jié)構(gòu)的順利施工奠定堅實的基礎(chǔ)。

2.2鋼結(jié)構(gòu)的吊裝施工與安裝

2.2.1固定鋼柱

將鋼柱吊裝到指定的位置時，要先經(jīng)過臨時設(shè)計好的耳板和連接板后，再將其用特定的螺絲固定好。在這之前，要將鋼柱的高度、垂直度、偏移和扭轉(zhuǎn)一些參數(shù)調(diào)整好。安裝鋼結(jié)構(gòu)時，一般會使用大六角強度較高的螺栓，大六角頭高強螺栓一般用兩種方法擰緊即：扭矩法和轉(zhuǎn)角法。具體見圖1。由于此種結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，因而被廣泛運用。除此之外，在鋼柱還沒被吊起來后，要先在鋼柱上固定好臨時的鋼爬梯，而后再安裝懸挑梁。

圖1　扭矩法和轉(zhuǎn)角法

2.2.2吊裝鋼柱

安裝鋼柱前，要做好鋼構(gòu)造中鋼構(gòu)件的檢查工作，以及檢查好定位軸線、標高和地腳螺栓。安排好安裝的工人以及現(xiàn)場堆放的鋼材。而后就是吊裝鋼柱，通常使用綜合吊裝法，從水平方向的中間或某一對稱節(jié)間，一個節(jié)間的柱網(wǎng)為一個單元，按順序安裝好鋼柱、鋼梁，并擴散至四周；在垂直方向上，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性一般由下至上，不斷加強。在安裝橫向構(gòu)件時，要注意是在同節(jié)柱的范圍內(nèi)，并按照由上至下的順序，逐步安裝。在吊裝過程中要將相應(yīng)的區(qū)域按順序劃分，并做到平等、同時施工。完成某一區(qū)域的安裝工作后，要對該區(qū)域進行測量、校對，待所有區(qū)域全部安裝好后，再對其進行整體的檢查、校對，而后再以同樣的方式依次來吊裝鋼柱，見圖2。

圖2　吊裝鋼柱

2.2.3吊裝鋼梁

吊裝鋼梁時通常使用專用扁擔，采用二點吊的方式來進行鋼梁的吊裝。吊點要距離梁端有一定的距離，一般為梁長的1/4。進行鋼梁吊裝施工時，可直接在鋼梁上用千斤繩，固定鎖好繩頭，再將其與扁擔相連。安裝鋼梁要按照下層梁→中層梁→上層梁的順序進行安裝。安裝鋼梁前，最重要的一步就是對鋼柱進行校正，倘若這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，鋼梁吊裝的準確性就無法得到保證。安裝好鋼梁后，要調(diào)節(jié)好每個節(jié)點板上的上、下螺孔，使其滿足沖孔的要求。當間距較小時，就要相應(yīng)的增大距離；當間距較大時，要相應(yīng)的使用倒鏈來縮小距離。保證調(diào)節(jié)的范圍在施工允許的范圍之內(nèi)，若無法保證施工條件，就要及時更換連接板或者擴大孔距，擴孔的最大范圍要低于1.5mm，當擴孔范圍高于1.5mm時，要按照鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)施工要求進行修補。

2.3焊接主要工藝

（1）焊接質(zhì)量是保證鋼結(jié)構(gòu)整體受力的重要環(huán)節(jié)，所以為了提高各個構(gòu)件之間連接的質(zhì)量，需要做好焊材、墊板以及引弧板的檢驗工作，確保焊材的規(guī)格型號與規(guī)定相一致，做好防潮保護工作。墊板和引弧板則要按照相關(guān)的施工規(guī)定進行加工，坡口也要符合設(shè)計要求。

（2）要想保證焊接工作能夠有序成功，就要對焊接設(shè)備和電源進行嚴格的檢查。要確保電流表、電壓表的接線正確，使得設(shè)備都要與施工設(shè)備的相關(guān)規(guī)定相符合，最重要的是要確保電源線安全可靠。

3　工程實例

3.1工程概況

某大廈工程型鋼柱位于公寓樓部分，共計16層。型鋼柱基礎(chǔ)位于負二層頂框架梁、柱交接處。型鋼柱規(guī)格、長度及重量：型鋼柱為十字形，主材為Q345B級鋼，栓釘為Q235級鋼，焊縫要求一級、二級。型鋼柱長69.6m，標準節(jié)每三層一節(jié)，每節(jié)重約3.5t。經(jīng)計算，型鋼柱總計重約500t，總計長度1110m。型鋼柱頂標高為63.4m，底座標高為-6.25m，基底至型鋼柱頂最大距離為69.6m。

3.2制作方案要點

該案例的工程制作方案要包括：鋼柱加工要點、鋼梁加工要點幾個部分，下而我們就來具體看看：

3.2.1鋼柱加工要點

高層建筑的高度通常比較高，并且鋼柱的長度十分的長，所以控制標高時就相當嚴格，確保其準確。對鋼柱加工的長度誤差不能超過規(guī)定的范圍，要控制在最小范圍內(nèi)。因而板材在放樣下料時，要做到精細標準，在切割、焊接、組對時必須嚴格控制鋼材的焊接變形，組對一部分后必須進行矯正。

3.2.2鋼梁加工要點

①要嚴格控制好鋼梁的長度誤差，當長度誤差過大時，現(xiàn)場安裝就會困難，浪費人力和物力。②每根鋼梁組隊完成后必須進機械矯正，組裝完次梁連接板以及加勁板后，如果變形過大，必須對其進行火焰矯正。③進行加勁板組裝時，要仔細與圖紙進行對照，以確保組裝位置準確無誤，避免現(xiàn)場安裝時出現(xiàn)失誤而返工。

4　結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在我國高層建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，因為鋼材本身具有較強的韌性、塑性以及強度等力學(xué)性能，并且質(zhì)地分布均勻，所以整體受力狀況較好，能夠有效地提高高層建筑的穩(wěn)定性和安全性。而鋼結(jié)構(gòu)的施工程序要比混凝土施工簡單，并且造價低，所以得到了施工企業(yè)的青睞。但是由于鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在我國高層建筑中的應(yīng)用時間較短，所以各項技術(shù)還不夠成熟，需要不斷的完善。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各項新技術(shù)、新工藝會逐漸應(yīng)用于高層建筑施工中，對于提升高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平具有重要的意義。

[1]李林峰.關(guān)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2014：444.

[2]田文杰.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2013（8）：58.

[3]邢曉冬.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（24）：25.

TU974

A

1673-0038（2015）26-0053-02

2015-6-8

李靈（1982-），男，工程師，全國一級注冊建造師（建筑工程與市政工程），主要從事施工技術(shù)與項目管理工作。