高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

張松

摘? ? 要：我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展推動我國其它行業(yè)發(fā)展迅速。以鋼材作為高層建筑的主體結(jié)構(gòu)材料，可以滿足其較高的抗震和復(fù)雜的荷載要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)加工，簡化施工現(xiàn)場的施工工序并且提升作業(yè)效率。因而鋼結(jié)構(gòu)成為越來越多高層建筑工程的選擇，其應(yīng)用范圍涉及框架結(jié)構(gòu)和墻體、樓板等方面。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu)施工;關(guān)鍵技術(shù)

1? 引言

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展使我國快速進入現(xiàn)代化發(fā)展階段。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的運用越來越頻繁。不僅廣泛運用于工業(yè)廠房的建設(shè)，而且逐步向民用建筑尤其是高層建筑（如：住宅、商業(yè)綜合體、寫字樓等）延伸。鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的運用有著自己獨特的優(yōu)勢。

2? 概述

高層建筑工程中應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)充分利用了鋼材的優(yōu)良加工性能和質(zhì)量相對較輕的優(yōu)點，大規(guī)模采取裝配式施工工藝，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點和強度等性能要求，把主體框架結(jié)構(gòu)以及墻體和樓板等設(shè)計成標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件。構(gòu)件在預(yù)制工場按照設(shè)計圖紙要求進行生產(chǎn)加工，其幾何尺寸和形狀誤差控制可以達到極高的精確度。在梁、柱以及樓板等構(gòu)件的預(yù)制過程中，通常需要根據(jù)設(shè)計要求選擇符合國家相關(guān)規(guī)范的型鋼和鋼板等原材料，對承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材原材料的伸長率、抗拉與屈服強度以及特定元素含量進行檢驗，對所有需要使用焊接工藝加工的原材料和焊接材料進行工藝實驗和組織工藝評定，設(shè)計相應(yīng)的焊接工藝指導(dǎo)文件和工藝卡，方可開展構(gòu)件的焊接生產(chǎn)。而在高層建筑的施工現(xiàn)場，則按照設(shè)計的安裝順序?qū)⒏黝愵A(yù)制構(gòu)件進行安裝，使用吊裝設(shè)備將構(gòu)件依次安裝就位并進行空間位置校正，在相關(guān)測量參數(shù)達到設(shè)計的誤差要求后對節(jié)點進行固定。

3? 鋼結(jié)構(gòu)的特點

①鋼結(jié)構(gòu)強度高、剛度好、自重輕，空間布局靈活。鋼結(jié)構(gòu)雖然容量大，但是它自身的強度確實很高的，并且它可以跨越更大的跨度（這在商業(yè)綜合體的建設(shè)中，構(gòu)建更大的空間時獨具優(yōu)勢）。②鋼結(jié)構(gòu)塑性和韌性好，所以不會因為偶然的超負荷而產(chǎn)生突然的斷裂破壞，也使其對動荷載有較強的適應(yīng)性，這些特性為鋼結(jié)構(gòu)的安全、可靠性提供了充分的保證。③裝、拆方便，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)由各種鋼型材組合而成，現(xiàn)場拼裝時，通過焊接、錨接、栓接等形式，能很方便地形成剛性節(jié)點和鉸接（柔性）節(jié)點，滿足不同的受力狀態(tài)。而且裝、拆都很方便，大大減少了施工周期。這對于在狹小的區(qū)域內(nèi)，進行高層建筑的施工時，優(yōu)勢十分明顯。

4? 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)

4.1? 鋼結(jié)構(gòu)柱體安裝基礎(chǔ)的施工技術(shù)

在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)安裝中，作為關(guān)鍵承重構(gòu)件的柱體安裝至關(guān)重要，因而要控制好柱體基礎(chǔ)的澆筑和柱腳螺栓預(yù)埋質(zhì)量。首先，在基礎(chǔ)澆筑前要經(jīng)過精確定位預(yù)留地腳螺栓的安裝孔洞，在完成螺栓預(yù)埋后對其位置進行復(fù)核和校正，并且使用卡盤固定后一次澆筑成型。其次，在基礎(chǔ)澆筑固化后對基礎(chǔ)澆筑的標(biāo)高、軸線以及地腳螺栓的位置進行復(fù)測，檢驗在澆筑過程中地腳螺栓的位移造成的誤差是否滿足設(shè)計要求，通常情況下標(biāo)高和軸線的誤差應(yīng)分別小于±5mm和±2mm。

4.2? 結(jié)構(gòu)件加工

結(jié)構(gòu)件加工盡可能地在加工廠進行，這樣可以充分利用加工廠的機械設(shè)備優(yōu)勢，對調(diào)直、切割、焊接、除銹等工序進行工廠化管理，確保構(gòu)件的加工精度和質(zhì)量。①加強對鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)的資質(zhì)管理：對于大多數(shù)建筑工程總包企業(yè)而言，鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)件的加工一般都采取專業(yè)分包的形式對外委托加工。因此，根據(jù)工程體量，選擇具備相應(yīng)資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)就顯得尤為重要。加工企業(yè)只有具備相應(yīng)的技術(shù)力量、機械設(shè)備、完善的管理制度，才能保證結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，保證供應(yīng)進度，滿足總承包企業(yè)對工程質(zhì)量和工期進度的要求。②根據(jù)工程需要，在滿足運輸、吊裝負荷的前提下，合理地劃分結(jié)構(gòu)件的形式、批次進行加工。除了主要的承重構(gòu)件（如：主框架柱、梁等單件重量較大的構(gòu)件），次要構(gòu)件在保證尺寸精度的前提下，在工廠內(nèi)盡可能地采取組合的形式進行加工（如：樓梯、欄桿、隔墻鋼骨架等），這樣能盡量地減少現(xiàn)場的拼接工作量。③加強工序質(zhì)量檢查：按照檢驗批的要求，對結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量進行檢查。檢查構(gòu)件用鋼的合格證明文件，檢查結(jié)構(gòu)件焊接焊縫的高度、密實性，檢查防腐、防火涂層的厚度等，確保滿足設(shè)計的要求。

4.3? 鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝

鋼結(jié)構(gòu)的加固一般通過焊接的方式進行，高層施工中普遍采用的焊接技術(shù)有電渣焊和氣體保護焊。鋼結(jié)構(gòu)在作業(yè)中大部分運用CO2為保護氣的焊接技術(shù)，手工焊接操作簡便，設(shè)備簡單易用，因此在大部分位置進行焊接操作，然而質(zhì)量程度不高且效率低難以滿足鋼結(jié)構(gòu)的施工要求。因此在高層鋼結(jié)構(gòu)中通常作為焊縫打底施工。其焊接表面不可以出現(xiàn)氣孔、裂紋等問題，只有保證表面符合要求才能進行下一工序操作。我們需要根據(jù)其的施工步驟制定焊接計劃，保證整體的進度。

4.4? 鋼結(jié)構(gòu)的涂裝

為了確保鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計之初，就要考慮鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能和防火性能是否優(yōu)良，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕或者防火，一般依賴于熱浸鍍鋅，這種工藝流程復(fù)雜，成本較高。所以，目前市面上更為主流的鋼結(jié)構(gòu)防腐、防火工序，是使用防腐涂料和防火涂料對鋼結(jié)構(gòu)進行涂裝。一般來講，鋼結(jié)構(gòu)的涂裝主要是使用涂料對鋼結(jié)構(gòu)進行保護，主要目的是防腐蝕和防火。隨著使用時間的增加，鋼結(jié)構(gòu)會有生銹腐蝕的情況發(fā)生，這樣會破壞高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增加了事故風(fēng)險，對建筑周邊的人身和財產(chǎn)安全都會造成威脅。另外，相比于腐蝕這種經(jīng)年累月才可能出現(xiàn)的隱患來講，火災(zāi)的破壞性則更加驚人，為此也需要在鋼結(jié)構(gòu)涂刷防火涂料來確保鋼結(jié)構(gòu)的防火性能滿足整個建筑的防火等級。這里需要注意的是，防火涂料是不能直接涂刷在鋼結(jié)構(gòu)上面的，一般來講，會選擇在底層涂刷防銹漆，如：環(huán)氧底漆、環(huán)氧富鋅漆等，之后再涂刷防火涂料。為了保證建筑的整體美觀性，最外層還會涂刷一些美觀的面漆。

4.5? 強化抗震理念

要想使高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升，必須在整個建筑行業(yè)強化抗震理念，由專門的部門對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要點進行研究和宣傳。首先要提高建筑行業(yè)采購人員的辨別意識，選擇密度較大、質(zhì)地較硬的鋼材料，從源頭上提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震質(zhì)量，盡最大可能避免因為鋼材料問題而造成的安全隱患。其次，在建筑設(shè)計中，要從一而終的貫徹落實抗震設(shè)計理念，將高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能放置在重中之重的位置，并充分考慮建筑的承載能力。另外，關(guān)于抗震設(shè)計的理念，我們還應(yīng)該積極借鑒國外的優(yōu)秀設(shè)計案例，再結(jié)合我國具體情況進行分析，強化我國現(xiàn)代建筑行業(yè)對高層建筑的抗震理念。

5? 結(jié)語

在高層建筑工程的建設(shè)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，既滿足了其復(fù)雜的荷載要求，又由于可以應(yīng)用裝配式施工技術(shù)而節(jié)省了施工時間，有效利用了現(xiàn)代城市高層建筑施工場地空間，并且能夠獲得更大比例的內(nèi)部使用空間。因此，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在未來的建筑工程中必然會得到更多應(yīng)用。

參考文獻：

[1] 姜雅琴，陸明磊，周林.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)要點探究[J].絲路視野，2017（15）：139.

[2] 陳海波.淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016（11）：254～255.

[3] 馬嘯天.高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（18）：33.

[4] 于天然.建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)探析[J].工程技術(shù)研究，2018（12）：172～173.

[5] 楊永剛，羅蔚.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)伸臂桁架的施工技術(shù)分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（12）：122～123.