高層建筑鋼結構在土建工程中的應用研究

胡會永

摘要：近年來，我國的社會經(jīng)濟快速發(fā)展，改變了人們的生活方式以及生活水平，尤其是居住條件的改善，城市土地利用率越來越大，由于高質量的鋼結構技術能夠一定程度的提高建筑的穩(wěn)定性和安全性，因此，高層建筑鋼結構的質量就尤為重要。本篇文章主要對高層建筑鋼結構技術本身獨特的結構體系和優(yōu)勢進行一系列的分析，以及高層建筑鋼結構在建筑工程當中的應用展開討論。

關鍵詞：高層建筑;鋼結構;土建工程;應用研究

引言

伴隨著建筑工程技術的水平不斷提升，城市內(nèi)出現(xiàn)越來越多的高層建筑物，與此同時，高層建筑物的規(guī)模也在逐漸地擴大。大部分的高層建筑在建設的過程中都引用鋼結構技術，這種施工技術與以往的鋼筋混凝土結構有所區(qū)別，所以，無論是施工工藝方面，還是施工質量方面都有著更高的要求。因此，要求實際的施工人員一定要嚴格遵循設計圖紙和施工制度的要求，從而進行鋼結構安裝的工作，另一方面，還需要相關的質檢人員對施工的每道工序都進行一系列的質量檢查，全部完工后再由專業(yè)的技術人員進行確認，之后才可以繼續(xù)施工。

一、簡要論述高層建筑鋼結構技術需要具備的特點

（一）需要的材料強度相對較高

現(xiàn)階段，大部分的高層建筑物在施工的過程中都運用了鋼結構技術，因此，鋼結構在高層建筑當中占據(jù)著重要的位置，發(fā)揮著不可替代的作用。針對施工材料的角度進行分析，鋼結構材料更適合應用在荷載或者跨度較大的工程當中，作為土建工程的主要構件，能夠更好的發(fā)揮出自身的優(yōu)勢。鋼材本身具有很好的抗震性，與過去的鋼筋混凝土結構相比，鋼結構無論是在延展性還是應力吸收能力方面，都表現(xiàn)得更為出色，尤其是在提升高層建筑的抗震性方面，起到重要的作用。與過去傳統(tǒng)的土建結構相比較而言，鋼結構的強度也更大，在相同強度的情況下，鋼結構的需要的截面積相對較小，在條件允許的情況下，工藝達到更好的穩(wěn)定性。鋼結構內(nèi)部材料的分布更加的平均，如果有外力介入，則可以自動進入彈性狀態(tài)，所以建筑物的結構就不會受到損壞，從而出現(xiàn)嚴重的破損，很大程度上加強高層建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

（二）施工周期比較短

相關的施工人員為了有效提高鋼結構建筑構件的加工精度，進一步使鋼結構符合形狀以及尺寸等方面的要求，所以在鋼結構當中多數(shù)都采取工廠的預制方式，從而縮短建筑的工期，因此，作業(yè)人員的勞動強度就會隨之降低，在建筑物中只需要進行裝配作業(yè)，就可以適用于施工工期較高的土建項目工程。另一方面，工程的投入成本也會隨之降低，從而為施工單位創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。建造完成的鋼結構零部件，在進行后續(xù)加固和改造的過程中就會比較順利和方便。

（三）結構重量相對較輕

與過去傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構相比，鋼結構材料的體積更小，重量也更輕，自身優(yōu)勢比較明顯，所以鋼結構的應用更為廣泛。如果建筑物的跨度比較大，并且需要更強的承重力時，滿足這一要求的混凝土結構的重量是鋼筋結構重量的三倍之多。與此同時，由于鋼結構的重量更輕，所以在運輸?shù)臅r候也更加的方面，有效的提升了施工效率，加快了施工的進程。

（四）成本過高，并且耐溫性能差，對施工技術的要求比較高

鋼結構建筑構件中要對螺栓和焊縫產(chǎn)生的結構裂縫進行分析，而且還需要采用合理的施工工藝，才可以最大限度的滿足鋼結構的設計要求。另一方面，與混凝土結構相比，鋼結構的建筑構件的價格也更高，而且還會受到進口材料、防火涂料等方面的影響，導致價格不能保持穩(wěn)定。加之鋼材本身的導熱性能比較好，就會導致在高溫狀態(tài)下桿結構就會失去原來的承重力，從而引發(fā)建筑物坍塌等惡性事件，這幾點因素影響了鋼結構在土建工程當中的應用。

二、簡單分析鋼結構在土建工程當中的主要應用

（一）鋼結構的節(jié)點設計與施工方面

在設計高層建筑物的鋼結構節(jié)點的過程中，不僅需要考慮到應力傳遞的可靠性，而且還需要考慮施工的成本問題。這種情況下，就可以利用建模軟件對節(jié)點的手里情況進行全面的分析，進一步為鋼結構設計提供更為準確的信息和數(shù)據(jù)，從而科學的設計出鋼結構連接點的強度、剛度和抗震性能。與此同時，還要充分考慮到鋼結構節(jié)點的彈性要求、風力載荷等因素的影響。在進行高層建筑鋼結構節(jié)點連接工作時，就可以采取高強度螺栓連接或者焊接的施工方式，之后再由專業(yè)的質檢人員進行全方位的檢測即可。

（二）構件制作與安裝方面

（1）關于軸線和定位

在進行高層鋼結構建筑構件施工的過程當中，需要相關的工作人員建立一個平面控制網(wǎng)，之后確定好控制平面的軸線，軸線的設置可以是建筑物的內(nèi)部，也可以是外部，在實際的施工開始之前在進行最后的復核，從而保證軸線符合精度的相關要求，最后再開始施工。在這一過程中可以采用經(jīng)緯儀等精密的測量工具進行定位，再通過激光儀的指導，從而良好的完成鋼結構的安裝工作。需要注意的是，萬萬不能采用上節(jié)鋼結構的測量數(shù)據(jù)，需要根據(jù)建立起來的高程標準進行測量，有效避免在施工的過程中出現(xiàn)累積誤差的情況。

（2）關于鋼柱的施工和安裝

在高層建筑物的架構當中，鋼柱是承受豎向載荷的重要組成部分，由于鋼柱具有很強的承載能力，尤其是剛度和強度方面，在保證建筑物穩(wěn)定性和安全性等方面發(fā)揮著非常重要的作用。在高層建筑物當中，鋼柱的制作和安裝是土建工程施工的關鍵性內(nèi)容，需要工作人員嚴格遵循相關的規(guī)范和要求，對鋼柱的密度進行良好的控制。

三、結束語

總而言之，鋼結構在高層建筑，甚至是整個土建工程當中都發(fā)揮著非常重要的作用，為人們的居住提供了便利，從而進一步提高高層建筑物的安全性和穩(wěn)定性。由于鋼結構本身具有強度相對較高、施工周期比較短、結構重量輕等特點，被廣泛的應用在土建施工當中。但是鋼結構也有耐溫性差、成本高等缺點，所以，在實際的施工過程當中，施工人員一定要牢牢掌握鋼結構的特性和缺陷，科學、合理的將鋼結構應用在建筑物當中，并且要注意結合高層建筑的實際情況，采用合理的施工技術，保障土建工程施工的質量。

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（作者單位：石家莊市住宅開發(fā)建設公司）