浅析高层建筑钢结构施工技术及质量控制

斯林军

浙江唯胜园林建设有限公司 312000

【摘 要】近年来，随着我国经济的长足发展和钢产量的大幅提高，钢结构在我国的应用日渐广泛，而钢结构本身所具有的许多优越特点正逐渐被重视，这也是钢结构工程日益增多的原因之一。结构的施工过程是一项错综复杂的系统工程，钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好等特点。施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全，如何控制工程施工质量已引起业内人士的重视。

【关键词】高层建筑；钢结构；施工技术

1、前言

钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高等点。随着城市建筑业的迅速发展，高层钢结构工程应用越来越多，合理确定钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。一旦钢结构在施工过程中出现了问题就会带来许多后患。轻者会影响工期，破坏结构外观，浪费材料等；重者则可能会造成人员的伤亡，甚至给社会带来严重的不良影响。因此，对于钢结构工程的施工必须严格控制，防患于未然。

2、高层建筑钢结构的特点

用于建造高层建筑的钢结构有着许多的特点，其中优点有：结构自重轻.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工业化程度高，用于施工的钢结构构件可以采用在工厂生产，运至现场进行安装，因而可以大大缩短施工周期。另外还有一个特点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这个特点符合可持续发展及环保的时代主题。

另外，主要缺点有：耐火性差，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，而且耐火性能比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构就基本上丧失了其所有的强度和刚度；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使钢結构的使用受到安全危害，提前破坏了钢结构，所以防腐措施是必不可少的。

3、钢结构施工中存在的问题

钢结构工程施工中产生的问题，是由于施工单位施工不善而造成的。主要问题有以下几点：

⑴不熟悉图纸，盲目施工，图纸未经会审，仓促施工；未经设计部门同意擅自修改图纸；

⑵未按相关施工验收规范施工；

⑶未按相关操作规程施工；

⑷施工方案不周全，质量管理紊乱。

4、钢结构施工技术

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20 年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，我国已自行编制了《高层民用建筑钢结构技术规程》。针对高层建筑钢结构安装构件数量多和施工技术复杂的特点，对关键工序进行了研究，通过编制各种专项施工技术方案及质量控制措施，实现高精度安装、快速完成工期的目标。

4.1钢结构稳定性设计的原则

为了凸显钢结构的优势，必须做好钢结构体系以及组成部分的稳定性工作。现在钢结构的设计大多数是按照平面体系来设计的，如桁架和框架。我们要使得这些平面结构不发生平面外失稳，需要从结构整体布局来解决，可以增加必要的支撑构件等。要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致。

4.2高层建筑钢结构施工的材料要求

在不同的结构中对材料的要求也会不同，在广州市天河区珠江新城商业.办公楼1幢B2-10地块（财富中心）地下部分钢结构安装方案中，则需要保证材料的抗拉强度.伸长率.屈服点.冷弯试验.冲击韧性合格，并保证硫.碳.磷含量符合要求。当钢板厚度≥36mm时，要求采用Q345GJC钢材。钢材应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的要求，钢材的抗拉强度与屈服强度的比值不应小于1.2。钢材应具有明显的屈服台阶，且伸长率δ应大于20%。钢材应具有良好的可焊性，同时应具有冷弯试验的合格保证。除标明外，钢板厚度≤35mm时，采用Q345B钢材；当钢板厚度36～100mm时，采用Q345GJC钢材，断面收缩率≥Z15。其中当钢板厚度≥50mm时，要求断面收缩率≥Z25。当钢板厚度≥36mm时，要求断面收缩率≥Z15。

4.3钢结构制造技术

对于高层建筑的柱和梁，由于是主要承力构件，其结构制造的几何精度将直接影响到安装精度和承载状况。特别是柱与柱的连结节点，目前大多设计采用非对称V型坡口全焊结构、接触和摩擦共同传力的栓焊结构形式。柱与梁连结节点采用单面V型坡口加钢衬垫全焊形式和腹板栓接，翼缘焊接的栓焊结构。其中栓接螺栓大多采用高强度螺栓，栓接面需进行喷铝或无机富锌防锈防滑漆进行处理，出厂前抗滑移系数≥0.5。

⑴焊接工艺评定实验

对于不同材质、板厚，特别是屈服强度大于420MPa的高强度钢（如国家体育场“鸟巢”），必须根据不同接头形式，确定坡口尺寸和焊接工艺参数进行实验，并对接头焊接试件进行机械性能、弯曲、夏比冲击等检验，达到设计规范要求后，方可进行工厂批量生产。

⑵钢结构的拼装技术

拼装工序是钢结构制造的主要工序之一，拼装质量的好坏，影响到杆件箱口尺寸、扭曲、旁弯等制造几何精度。对于高层建筑的箱形或工型立柱，就显得尤为重要。为保证立柱端面尺寸精度，常对隔板或腹板进行机加工或采用精密切割技术，保证其几何尺寸误差控制在±0.5mm或±1mm以内。同时为减少变形，采用自约束和外力夹紧的它约束方式，满足拼装间隙控制在0.5mm以内。

⑶钢结构工程的焊接技术

钢结构使焊前，对焊条的合格证进行检查，按说明书要求使用，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷，一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。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。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与梁节点，其次焊底部柱与梁节点，最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时，应先焊梓顶垂直偏差较大的部位，以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。

5、安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节，高层建筑钢结构施工的特点是悬空.高空.作业点多。在施工过程中，仅高强螺栓就很多，这些零件虽小，但如果从l00m以上的高空掉下去砸到人头顶，后果就不堪设想了。针对这些高层建筑钢结构施工的特点，必须采取事前与过程控制相结合的方法，首先加强对施工人员的安全教育，坚持日安全巡视制度。然后采取防护措施比如带安全帽.走安全梯.缆风绳.防坠板.防坠器等。

6、结束语

钢结构体系已成为民用住宅建筑中的一种绿色环保的新型结构体系。由于我国对于钢结构建筑这一领域的起点是比较低的，相应的各个方面的施工技术还不是很成熟，需要一步一个脚印，积极对待，积累经验，不断开拓创新，积极推动我国钢结构建筑的发展。

参考文献：

[1]郝燕春，大型钢网架安装技术[J].山西建筑，2007，33（10）：195-196.

[2]JGB-50017.钢结构设计规范[S].北京.中国建筑工业出版社.2004

[3]钢结构工程施工工艺标准 作者：张琨.北京：中国建筑工业出版社，2003