高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)現(xiàn)狀與對(duì)策分析

李偉 楊立星 劉奇

摘 ? ?要：這幾年來，國(guó)內(nèi)的城市化進(jìn)程不斷加速，建筑工程的質(zhì)量也在不斷提高，在這樣的背景下，建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)也得到了廣泛的運(yùn)用和推廣。從優(yōu)勢(shì)方面來看，鋼結(jié)構(gòu)一方面具備較輕的自重，適用于大型建筑，另一方面還具備顯著的韌性、塑性、水密性以及耐熱性，可以適應(yīng)現(xiàn)代建筑日益提升的建造要求。對(duì)比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間尚短，實(shí)際施工中仍舊存在較多問題，因此，探討建筑鋼結(jié)構(gòu)施工和質(zhì)量控制方法意義重大。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù);對(duì)策

1 ?建筑工程鋼結(jié)構(gòu)框架施工的特點(diǎn)

現(xiàn)階段，建筑工程結(jié)構(gòu)的一個(gè)明顯特點(diǎn)就是樓層越來越高，這也對(duì)建筑工程框架施工有了更高的要求。高層建筑由于其樓層不斷增高，豎向構(gòu)件和構(gòu)成所承受的重力和載荷都是逐層遞增的，所以需要依靠大尺寸柱體和墻體來進(jìn)行支撐，這樣一來就對(duì)建筑工程框架結(jié)構(gòu)施工有了新的要求。同時(shí)，由于建筑構(gòu)件需要承受地震在和和風(fēng)載荷等荷載力，均為非線性豎向分布載荷，對(duì)建筑高度具有很高的敏感度。從地震載荷的角度進(jìn)行分析，對(duì)于樓層較低的建筑，在對(duì)建筑荷載進(jìn)行考慮時(shí)，主要考慮恒定載荷與部分動(dòng)載荷，所以，不會(huì)嚴(yán)格控制建筑物墻體、柱體和樓梯結(jié)構(gòu)。而在其他構(gòu)件符合設(shè)計(jì)要求后，這些構(gòu)件也同樣達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求。不僅如此，針對(duì)當(dāng)前的現(xiàn)代化鋼架支撐體系而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)對(duì)承載能力提出特殊要求，因此將就不需要加大柱體和梁的尺寸，僅僅通過增加板就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)要求。不過，對(duì)于高層建筑來說，只是解決上述問題并不全面，在解決建筑抗剪問題外，還應(yīng)該對(duì)抵抗變形和抵抗力矩進(jìn)行綜合考慮。此外，一些高層建筑在對(duì)其柱體、梁、墻體和樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的布置以及所使用的特殊材料進(jìn)行考慮，只有這樣才可以有效的抵抗較大變形和側(cè)向載荷。

2 ?高層建筑鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目建設(shè)的缺點(diǎn)

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)并不是完美的，它也會(huì)存在很多的缺點(diǎn)及問題。首先，我們要從鋼材料的自身的特性進(jìn)行觀察，鋼結(jié)構(gòu)本身的熔點(diǎn)較低，抗熱能力較差，當(dāng)日常生活中出現(xiàn)火災(zāi)的時(shí)候，鋼會(huì)因?yàn)闇囟冗^高慢慢變軟，自身承載力的能力就會(huì)變差，鋼結(jié)構(gòu)的硬度也會(huì)慢慢降低，從建筑內(nèi)部慢慢瓦解，最后造成高層建筑坍塌損壞。其次，鋼材料還有一個(gè)缺點(diǎn)就是抗氧化的能力差。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)遭到雨水、颶風(fēng)的影響，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有極大的考驗(yàn)。如果鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)常存在水，鋼就會(huì)和氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)氧化的情況，最終造成鋼的生銹，影響建筑的穩(wěn)定和安全。

3 ?高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 ?施工機(jī)械設(shè)備的選擇、布置和裝拆

保證高層建筑質(zhì)量最基本的環(huán)節(jié)操作是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)備的合理選擇和有效布置。同樣的，作為整體工程建設(shè)最關(guān)鍵的施工設(shè)備塔吊，為充分保證塔吊設(shè)備的高效運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)施工人員有必要提前將項(xiàng)目實(shí)際施工位置、周邊環(huán)境、道路情況以及鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身情況等多方面因素全面考察清楚，有利于最合適塔吊類型和工作位置的選擇。此外，考慮到塔吊設(shè)備的笨重，可以采用內(nèi)爬式塔吊，不僅解決了塔吊的布設(shè)范圍局限性的問題，對(duì)后期拆裝操作也提供極大的便利條件。

3.2 ?螺栓預(yù)埋

預(yù)埋螺栓技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，最關(guān)鍵的操作是精準(zhǔn)的把握預(yù)埋柱腳螺栓的位置及螺栓頂標(biāo)高設(shè)定。只有這樣，才有利于保證鋼柱安裝的質(zhì)量和方便。因此，在施行該技術(shù)操作時(shí)，首先嚴(yán)格把控基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基點(diǎn)，為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以進(jìn)行三次重復(fù)檢測(cè)，第一次測(cè)量在于確定埋設(shè)具體位置，第二次是在每個(gè)地腳螺栓群固定后復(fù)檢，第三次是在混凝土澆筑完全凝固后的測(cè)量，并標(biāo)記好中心線及標(biāo)高。要注意的是，三次測(cè)量所得數(shù)據(jù)不能超過指定的位移范圍。具體來說，實(shí)際工地現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，標(biāo)高偏差確保控制在正10mm之內(nèi)，同時(shí)將定位軸線偏差定位在5mm以內(nèi)。地腳螺栓預(yù)埋好后，應(yīng)進(jìn)行有效保護(hù)，以免損傷螺牙或被混凝土所污染，常用方法有塑料套筒保護(hù)和膠帶紙包扎保護(hù)。在地腳螺栓預(yù)埋偏移的調(diào)節(jié)時(shí)，不允許采用移焊嫁接、氣割烤調(diào)的工藝。

3.3 ?鋼結(jié)構(gòu)吊裝

第一步吊裝將核心筒作為主要受力的主桁架，接著吊裝位于核心筒與獨(dú)立鋼柱之間的主桁架，這樣做最主要的目的在于使三者之間在最短時(shí)間內(nèi)形成穩(wěn)固的空間框架體系。第二步主要在于穩(wěn)定局部整體區(qū)域，主要吊裝次桁架和連接梁。最后一步設(shè)備向外伸展開始吊裝其他桁架次結(jié)構(gòu)件。通常在進(jìn)行高層建筑的結(jié)構(gòu)施工過程中，最常采用的吊裝方法是“區(qū)域吊裝”法，具體是采用多個(gè)吊裝設(shè)備相互協(xié)調(diào)配合的合作模式，進(jìn)行吊裝作業(yè)以保證吊裝保質(zhì)保量地完成任務(wù)。盡量避免兩個(gè)施工段對(duì)向而行的吊裝方向，而優(yōu)先采取同向流水安裝施工方法。吊裝過程中，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)每個(gè)構(gòu)件的型號(hào)、位置、尺寸、軸線標(biāo)高、垂直度等進(jìn)行跟蹤測(cè)量及復(fù)檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改到位。吊裝時(shí)應(yīng)做好構(gòu)件的防護(hù)，吊點(diǎn)正確，保證構(gòu)件不變形，表面防腐層不損傷。

3.4 ?預(yù)埋螺栓

在鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)埋螺栓項(xiàng)目建設(shè)的時(shí)候，一定要堅(jiān)決把控螺栓安裝位點(diǎn)的基本軸線和高度進(jìn)行精準(zhǔn)的確定，準(zhǔn)確的測(cè)量獨(dú)立柱地腳螺栓組兩者距離的差值，然后在制造平面圖的過程中，標(biāo)示出偏差的數(shù)據(jù)和方向。并且相關(guān)技術(shù)人員要對(duì)地腳螺栓鋼柱安裝孔采取仔細(xì)的監(jiān)測(cè)，從而保證安裝孔的安裝達(dá)到要求。對(duì)區(qū)型鋼板進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候，一定要提前規(guī)劃好，保證項(xiàng)目建設(shè)能夠統(tǒng)籌規(guī)劃。因?yàn)檫@項(xiàng)工作具有很多的關(guān)聯(lián)性，在區(qū)型鋼板建設(shè)的速度也要好好控制，只有這樣才能保證項(xiàng)目建設(shè)人員的安全，最終確保鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量水平。

3.5 ?焊接技術(shù)

在實(shí)際的高層建筑施工過程中，有一項(xiàng)避免不了的技術(shù)就是焊接技術(shù)，當(dāng)我們使用焊接的時(shí)候，一定要牢記焊接的基本原則，盡量降低焊接的時(shí)候出現(xiàn)變形，減少焊接應(yīng)力出現(xiàn)和發(fā)生。在平面焊接的時(shí)候，先焊接平面的中心位置，然后由這一點(diǎn)向周圍延伸進(jìn)行焊接。首先我們需要判斷好所使用的焊接技術(shù)，然后挑選適合的焊接參數(shù)，一定要在鋼柱和鋼梁吊裝完畢，建筑的高度沒有任何問題以后，再對(duì)關(guān)鍵部位采用焊接技術(shù)，在焊接的過程中也一定要細(xì)心、仔細(xì)，保證鋼梁和鋼柱能夠精準(zhǔn)的完成。當(dāng)所有部位的焊接都完成之后，相關(guān)的焊接人員要在其焊接部位打上個(gè)人的鋼印，明確焊接的責(zé)任，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)保證能夠找到對(duì)應(yīng)的當(dāng)事人，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行妥善的解決和返修。在對(duì)焊接完成部位進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，均按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，像那種超聲波探傷檢測(cè)不合格的都要進(jìn)行重焊返修，最終確保焊接成果能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，保證焊接的質(zhì)量。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，因?yàn)槿丝跀?shù)量不斷增加，優(yōu)良的建筑用地不斷縮減，在項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)過程中，高層建筑新興的模式被高速的應(yīng)用和普及，進(jìn)而因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)自身的優(yōu)越性使得其更快的發(fā)展，只有不斷提升焊接技術(shù)、螺栓預(yù)埋手段，才能夠使鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)水平得到鍛煉，保證項(xiàng)目建設(shè)的整體質(zhì)量，確保高層建筑令人更加的安心和舒適，為高層建筑鋼材料的進(jìn)步和發(fā)展提供更加充足的動(dòng)力，保證其登上更寬廣的平臺(tái)。

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