高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工探討

王冬冬

（河北 石家莊 051400）

一、鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑中的優(yōu)劣勢分析

高層建筑多采用鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)的施工包括設(shè)計(jì)、材料采購、構(gòu)件加工、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場施工管理等，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，也是一個(gè)企業(yè)施工技術(shù)水平和管理水平的綜合體現(xiàn)。概括起來有如下的特點(diǎn)：

（一）優(yōu)勢

1.空間大：目前，鋼材的抗側(cè)彎及抗壓強(qiáng)度都能達(dá)到混凝土的1.5倍左右，也就是說在相同情形下，利用鋼結(jié)構(gòu)能有效減小構(gòu)件截面，增大實(shí)際使用的有效空間。

2.施工周期短：在高層建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，其構(gòu)件可以由廠家制作，鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場加以安裝。在現(xiàn)場安裝過程中，無需設(shè)置過多的腳手架，采用壓型鋼板作為混凝土樓板的永久性模板。此外，在高層建筑施工中混凝土施工可與鋼結(jié)構(gòu)安裝交叉進(jìn)行，最大限度縮短施工工期。

3.循環(huán)再利用：鋼結(jié)構(gòu)建筑物的施工建材可以實(shí)現(xiàn)鋼材的再生利用，有效減少建筑垃圾，較其他結(jié)構(gòu)形式有著明顯優(yōu)勢。

4.自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，可實(shí)現(xiàn)大跨度。用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的1尼；抗展性好，鋼材的塑性和韌性好，即鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)因?yàn)榕既怀d或局部超載而突然斷裂破壞，且對動(dòng)力荷載具有較強(qiáng)適應(yīng)性。

（二）劣勢

1.耐腐蝕性不強(qiáng)：鋼結(jié)構(gòu)所有的鋼材表面有大量的鐵元素，其鐵原子容易與空氣發(fā)生氧化作用而產(chǎn)生氧化鐵銹，這種銹蝕作用能引起應(yīng)力的集中，從而對鋼結(jié)構(gòu)的使用造成威脅，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)提前破壞。

2.耐火性差：一旦發(fā)生火災(zāi)，鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼材導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性能較差，使得鋼材屈服強(qiáng)度及彈性模量等會(huì)隨著溫度的上升而急速降低。當(dāng)溫度分別為350℃與500℃時(shí)，鋼材強(qiáng)度分別下降30%與50%；若溫度達(dá)到了600℃，那么鋼材結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度幾乎全部喪失。

二、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

（一）施工前準(zhǔn)備

開始施工之前，相關(guān)技術(shù)人員必須對工程圖紙及相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)了解，熟悉技術(shù)條件與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，充分領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)圖紙意圖，加強(qiáng)重點(diǎn)與難點(diǎn)的理解；及時(shí)組織相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員做好圖紙會(huì)審工作，檢查圖紙中可能出現(xiàn)的漏、缺、錯(cuò)誤等問題，力求將問題扼殺在施工前，從而減少因圖紙問題帶來的工程質(zhì)量及進(jìn)度問題；做好施工圖紙交底，方案編制，并交予相關(guān)專家進(jìn)行論證，待審核通過后方可進(jìn)行施工。

（二）地腳螺栓預(yù)埋

通常采用兩種螺栓，即普通螺栓和高強(qiáng)螺栓。在地腳螺栓預(yù)埋過程中，其預(yù)埋位置的準(zhǔn)確與否對鋼結(jié)構(gòu)整體安裝質(zhì)量影響很大。因此，要嚴(yán)格控制基準(zhǔn)點(diǎn)、標(biāo)高和基礎(chǔ)軸線，定位軸線的偏差應(yīng)該控制在±2mm之內(nèi)，標(biāo)高偏差控制在±5mm以內(nèi)。利用定位鋼板進(jìn)行地腳螺栓的定位固定，可以保證地腳螺栓的定位準(zhǔn)確。在地腳螺栓預(yù)埋完成后，再一次進(jìn)行復(fù)測，如果發(fā)現(xiàn)位置有偏差，就要進(jìn)行重新布設(shè)。

（三）吊裝

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工過程中，吊裝是極其重要的一道工序。吊裝的速度和質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)工程的進(jìn)展速度和質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，要考慮整個(gè)工程的構(gòu)件現(xiàn)場布置和塔吊的位置以及塔吊數(shù)量，計(jì)劃好吊裝的時(shí)間和步驟，以保證整個(gè)吊裝過程的順利進(jìn)行。

吊裝分為以下兩個(gè)方面

1.鋼柱吊裝

鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構(gòu)件。而吊裝是高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的關(guān)鍵工序，吊裝速度和質(zhì)量對整個(gè)工程質(zhì)量起著舉足輕重的作用。鋼柱的吊裝一般先安裝整體框架結(jié)構(gòu)然后再安裝樓板結(jié)構(gòu)，由中間向四周擴(kuò)展，先安裝主梁后安裝次梁。為了避免鋼柱安裝就位時(shí)損壞地腳螺栓的絲牙，在安裝第一節(jié)鋼柱的時(shí)候，要在預(yù)埋的地腳螺栓上加設(shè)保護(hù)套。

(l)鋼柱吊裝工作一般需劃分吊裝作業(yè)區(qū)域，吊裝時(shí)，先安裝整體框架梁柱結(jié)構(gòu)后安裝樓板結(jié)構(gòu)，平面從中央向四周擴(kuò)展，按先主梁后次梁順序進(jìn)行。

(2)吊裝第一節(jié)鋼柱時(shí)，應(yīng)在預(yù)埋的地腳螺栓上加設(shè)保護(hù)套，以免鋼柱就位時(shí)碰壞地腳螺栓絲牙。鋼柱吊裝前，應(yīng)預(yù)先在地面上將操作掛籃、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

(3)鋼柱的吊點(diǎn)設(shè)在柱連接耳板螺栓孔的位置，采用專用吊索吊裝；鋼柱吊裝前準(zhǔn)備好校正用的墊板和鋼楔，并將臨時(shí)高強(qiáng)螺栓等臨時(shí)固定在柱底連接耳板處。

(4)鋼柱垂直起吊至安裝位置后，擰緊臨時(shí)連接板的M22大六角頭高強(qiáng)螺栓，達(dá)到0.6kN.m扭矩。對正時(shí)，先調(diào)標(biāo)高，當(dāng)標(biāo)高誤差超過6~時(shí)，需進(jìn)行調(diào)整，如誤差過大(大于20~)，不宜一次全部調(diào)整到位，可先調(diào)整一部分，待下一次再調(diào)整，否則一次調(diào)整過大會(huì)影響支撐的安裝和鋼梁表面標(biāo)高；然后調(diào)整上下柱接頭錯(cuò)邊(扭轉(zhuǎn))，當(dāng)上柱與下柱發(fā)生扭轉(zhuǎn)錯(cuò)位時(shí)，可在連接上下的耳板處加墊板進(jìn)行調(diào)整；最后由2臺(tái)激光經(jīng)緯儀以基準(zhǔn)點(diǎn)為依據(jù)，從2個(gè)不同方向校正柱子垂直度，最終將偏差控制在土2mm內(nèi)。

(5)柱一柱臨時(shí)連接采用高強(qiáng)螺栓，在調(diào)整標(biāo)高和垂直度后緊固，安裝過程中，一節(jié)柱全部構(gòu)件的重量和施工附加荷載均由柱的臨時(shí)接頭支撐，不用纜風(fēng)繩，不用支撐。

2.鋼梁吊裝

在鋼梁吊裝前，應(yīng)在柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距。主梁吊裝前，應(yīng)在梁上安裝扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全；吊點(diǎn)位置取決于鋼梁的跨度，一般在鋼梁上翼緣處開孔，作為吊點(diǎn)。

為提高塔吊的垂直運(yùn)輸效率，對于重量較小的次梁和其他小梁，可利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根，也可將梁柱在地面組裝成排架進(jìn)行整體吊裝，減少高空作業(yè)時(shí)間，在保證質(zhì)量的同時(shí)，加快吊裝速度。

鋼梁起吊就位后，在對其進(jìn)行安裝的過程中，應(yīng)預(yù)留經(jīng)試驗(yàn)確定的焊縫收縮量(2一3mm)，并用經(jīng)緯儀跟蹤檢查柱垂直度和傾斜度，然后調(diào)整至構(gòu)件的準(zhǔn)確位置，確保螺栓孔全部對正，并放人高強(qiáng)螺栓臨時(shí)固定，待主梁全部吊裝完畢后，進(jìn)行高強(qiáng)螺栓的初擰、復(fù)擰和終擰。