高层建筑钢结构施工技术与工艺

张贵栋

摘 要：随着经济的不断发展，高层建筑越来越多，在高层建筑施工中，钢结构运用的也越来越广泛，性能佳、施工快、造价低都是其优势。本文将从钢结构的优势入手，对高层建筑施工中，钢结构的各个环节的技术与工艺进行探讨。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

1 前言

在高层建筑施工中，其中钢结构的施工技术具有复杂性，是多套系统紧密配合的工程，其施工技术的难度系数特别高、复杂性特别强。施工中必须按照制定的施工工艺进行，因此，在施工中需要大量的专业技术人才，同时在施工时需要拥有实事求是的精神和严于律己的态

2 钢结构的特点

通常来说，推出新型的建筑形式需要以材料的特性为出发点。钢结构是利用热轧型、钢板和冷加工成型的薄壁型钢制作而成。和其它的材料比较之下，有以下几个特点：

（1）钢结构的强度很高，与其它材料相比其塑性和韧性都要好。比如钢结构和混凝土木材、空心砖相比较，其强度要高的多。因此，在跨度大或者负载很大的结构中特别适用。钢结构的塑性方面好，在通常情况下不会因为负载过大而断裂；在韧性方面，其结构对动力负载有很强的适应性。钢结构还具有吸能能力和良好的延伸性，因此，钢结构在抗震性能方面也有优越性。

（2）钢结构的材质均匀，其内部的组织比较接近于匀质，并且在一定的应力范围内是完全弹性的。所以， 钢结构在实际中受力情况和工程力学中的计算结果比较接近。其次，钢材在生产过程中质量也可以得到控制，因此材质的影响很小。所以，钢结构在高层建筑的运用过程中，其各项性能系数可以掌控在工程师中。

（3）钢结构的制作特别简单，施工的时间短。钢结构在制作中所用的材料比较单一，其加工也很简单，还可以使用机器进行加工。同时，通常情况下，大量的钢结构需要在专业化的金属结构厂进行加工成构件，其精度很高。构件在工地拼接组装，拼装时可以使用普通螺栓或者高强度螺栓，有时还可以在地面进行拼装或者焊接成较大的组件在进行吊装，用来缩短施工的时间。除此之外，在已经建成的钢结构的建筑进行改建和加固方面特别容易，使用螺栓进行连接，在以后使用时还可以根据需要进行拆解。

3 钢结构在高层建筑中的技术分析

3.1 建筑结构中的螺栓预埋

在螺栓预理的过程中，对于柱脚螺栓的预埋点的位置要十分准确，如果存在轻微的偏差，就可能会让钢柱安装出现困难，进而较大的影响到安装质量。因此，对于螺栓的预埋地点要十分的精确，尤其是在施工的时候应该严格把控标高基准点及基础轴线，柱脚螺栓埋好位置后应进行反复复测，第一次的复测是在埋设位置定位之后进行，第二次的复测是在混凝土浇筑坚固之后进行，如果在复测中出现位置偏差超过原有的范围之内就必须重新埋设柱脚螺栓。对于柱脚螺栓标高位置的偏差上下浮动不应该超过五毫米，定位轴线的偏差上下浮动不应该超過两毫米。

3.2 建筑结构中的钢柱吊装

钢柱是高层、超高层建筑决定高层多高和建筑的总高度的重要竖向构件。而吊装是在高层钢结构工程施工中起着重要的作用，吊装速度的快慢和质量的好坏对于整个工程的质量情况起着关键性的作用。

（1）钢柱吊装在进行时需要对吊装工作地区进行规划，吊装时需要对整体框架梁柱结构进行安装，然后对楼板结构进行安装，平面从中间向周边展开，按先安装主梁后安装次梁的程序进行。

（2）对于吊装第一节钢柱的时候，需要安装保护套对预埋的地脚螺栓进行保护，这样在钢柱就位时就碰不到地脚螺栓的丝牙了。在进行钢柱吊装前，应先在地面上把爬梯、操作挂篮等设施固定在施工时需要的柱子部位上。

（3）钢柱的吊点需要设在钢柱连接耳板螺栓孔的地方，需要利用专门的吊索进行吊装；钢柱吊装之前要把钢楔和校正用的钢板准备好，以免随时可能用到，还要将临时高强螺栓等紧紧的拴在钢柱底连接耳板的地方。

（4）钢柱与钢柱之间进行临时的接触时要采用高强螺栓，在调整了垂直度和标高之后进行加固。在进行安装的时候，一节钢柱的所有构件的重量和施工时多出的重量都由钢柱的临时接头进行支撑，不能使用缆风绳进行支撑。

3.3 建筑结构中的钢梁吊装

钢梁吊装在进行吊装之前，需要在钢柱的牛腿上进行检查。在进行主梁的吊装时，需要在主梁上装好扶手绳和扶手杆，等待主梁吊装就位之后，把扶手绳牢牢的捆在钢柱上面，用这种方式来确定施工人员在施工时的安全；钢梁吊装的吊点方位取决于钢梁之间的跨度，基本上都是在钢梁上翼边缘处进行开孔，作为钢梁吊装的吊点。

为了更好的提高塔吊的垂直运输效率，对于相对重量较轻的次梁和小梁之间可以采用多头吊索，这样就能多吊装几根，或者将钢柱、钢梁进行组装排列后进行整体的吊装，就能有效的减少吊装的次数，减少高空施工的时间，既保证了钢梁吊装的质量，又缩短了吊装的时间，有效的提高了工作效率。

钢梁起吊完毕之后，在进行安装的时候，需要对焊缝收缩量进行预留，一般焊缝收缩量控制在两到三毫米之间，并采用仪器进行检测，以确保螺栓孔完全对准，并要放入高强螺栓进行临时的加固，等到主梁全部都吊装完成之后，再把高强螺栓拧好。

3.4 钢结构高强螺栓的连接

3.4.1 节点进行处理

在高层建筑钢结构的架设调整完成之后，对钢梁与钢柱之间的接合件要进行进一步的矫正，消除所有连接件之间存在的问题，板束在结合摩擦面的地方要完全贴紧，最后再安装高强度螺栓。要想板束与摩擦面完全贴紧，可以利用手动扳手和临时的螺栓进行加固，已达到完全的贴紧。每一个需要穿入临时螺栓的节点上的数量都要进行准确的计算，不能过多也不能太少。不能适用高强度螺栓来替代临时螺栓，目的是为了防止对螺纹可能造成的损伤，如果螺纹有了损伤，就可能造成扭矩系数的改变。

3.4.2 螺栓安装

在节点全部处理好之后才可以安装高强度螺栓。螺栓在安装时要在同一个方向上进行穿入。为了方便工程的施工，全部的螺栓都是以从里面到外面的方式进行穿入，在外面需要进行加固的措施。有的施工工人，习惯把螺栓从外面向里面进行穿入，使用自己习惯的操作方式来增加施工时的速度。

3.4.3 螺栓紧固

对于高强度螺栓的紧固情况，一般是需要进行两次紧固，分为初拧和终拧。初拧是因为考虑到螺栓与钢板扭曲之间的结合程度不是太好，所以进行第一次紧固，防止两者之间产生不好的影响，造成施工中的偏差。初拧时所使用的轴力需要达到标准轴力的百分之六十到百分之八十之间，最低的轴力是标准轴力的百分之三十，不能低于这个标准。

3.5 建筑结构中的钢结构焊接

在建筑结构的施工中，上节与下节钢柱之间通常采用的是坡口电焊连接。钢柱与主梁之间的连接方式是上、下翼缘用坡口电焊连接，高强螺栓是与腹板进行连接。主梁与次梁的连接方式大致是在腹板的地方用高强螺栓进行连接。钢柱与各梁之间的连接也有一定的方式，先要进行顶部柱和梁节点的焊接，再对底部柱和梁节点进行焊接，最后是对中间的柱和梁节点进行焊接。

4 结束语

随着经济的迅猛发展，人类对于高层建筑钢结构的施工技术与工艺越来越重视，加之钢结构的广泛应用，对于钢结构的技术要求越来越严格，随之对于安装的准确度也会要求越来越高，质量上存在的问题也将备受关注。只有在建筑结构中不断的控制高层建筑钢结构的施工技术，才会更好的完成钢结构的施工。

参考文献：

[1] 程晓芸.高层建筑钢结构施工技术的相关探究[J].建材与装饰，2017（23）：39～40.

[2] 何丽娟.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析[J].江西建材，2016（13）：96.