超高层钢结构施工的探讨

超高层钢结构施工的探讨

张胜辉

广东省第一建筑工程有限公司

摘要：随着我国建筑行业的不断发展，钢结构施工技术也得到了广泛的应用。为了提升钢结构的施工质量，我国加大了对钢结构施工技术的研究力度，在钢结构施工过程中，严格按照钢结构吊装顺序进行操作，做好钢结构的焊接工作，完善并创新相关技术方法，提升钢结构连接质量，确保超高层建筑钢结构工程顺利完成。

关键词：超高层建筑；钢结构；关键技术

1导言：随着我国建筑业的快速发展，高层建筑的发展对建筑施工技术的新要求。钢结构施工技术在高层建筑工程中的应用，大大提高了建筑的性能，因此，加强对高层建筑工程钢结构的施工技术的研究，对快速的钢结构的施工具有十分重要的意义。基于钢结构施工技术在高层建筑工程分析中的应用，笔者认为，我国在发展钢结构施工技术时，也应加强对钢结构工程施工的监督管理，这在很大程度上提高了我国高层建筑的水平。

2钢结构的施工优势

2.1钢结构，重量轻，有效空间大

自重轻、施工速度快是钢结构工程的最突出的特点，高层钢结构具有很好的抗震效果。此外，钢结构具有较大的有效利用空间，与一般建筑材料相比，钢具有较强的耐高压强度，因此在相同的工作条件下，钢结构可以有效地减少构件截面，提高有效空间利用率。

2.2钢结构绿色，节能，环保

钢结构由废料产生，钢结构材料在施工过程中多次循环使用。随着我国经济和技术的不断进步，我国大力提倡环境的可持续发展，对日常生活和工作环境提出了更高的要求。钢结构属于绿色建筑，绿色建筑是我国建筑业未来发展的总趋势，所以钢结构的绿色、节能、环保的特点不仅可以满足环保理念，满足人们对建筑外观的要求。

3超高层建筑钢结构的发展

超高层建筑是人类征服自然的重要标志，是不断进步的，是现代科学技术发展的结晶，也是一个国家科技水平和综合实力的体现之一。因此，无论是发达国家和发展中国家，超高层建筑的建设作为展示社会发展成果的重要手段。高层建筑通常是钢结构的主要组成部分，因此超高层建筑一般都是超高层钢结构。

现代高层建筑的起源，在美国，有着110多年的历史，高层建筑的建设不仅具有显著的经济效益和社会效益，还显示出一个时代、一个国家的科技成果，可以极大地促进科技相关领域的发展。因此，目前，高层建筑施工的新高潮的兴起。不仅高度越来越高，如高达492m的上海环球金融中心，508m的台北国际金融中心，阿联酋超过700m高的BurjDubai大厦（迪拜塔），图1。而且超高层建筑造型也更加多样化，扭转的广州新电视塔和倾斜的中央电视台新台址建设工程就是其中典型的代表。

4大型超高层钢结构施工关键技术和措施

4.1确定大型超高层钢结构工程施工技术路线

首先，结构的建设应充分理解，并综合技术，经济和环境因素考虑。对于结构本身的认识和对环境及其自身资源的充分认识，决定了整个技术路线的建设的前提。最好的技术路线必须符合客观和主观条件，充分利用时间、空间和自己的专业知识的技术路线。主要的考虑因素是：

1）了解基本组件的结构和负载传递路径。

只有明确了结构的基本组成，才能正确划分起重单位，只有明确荷载传递路径分析，才能确定合理的施工顺序，保证施工和设计的完成要求。对于超高层钢结构，钢柱、钢梁和钢桁架是常用的构件，是结构分析的主要对象。

2）熟悉建筑施工现场条件及周边环境是一个合理的选择

施工设备的选择，有效的施工组织和规划建设的重要前提之一。施工环境还包括工程业主的要求（如施工期等）、外部运输条件和土建施工及设备安装等工艺对钢结构安装的限制等。

充分利用施工现场环境和空间条件，实现连续、高效、快速的施工，是确定安装技术路线的主要考虑因素之一。

3）了解资源配置和技术能力的情况，这也是确定安装方案的重要前提。各施工企业都有其特定的资源和环境和技术专长，确定施工技术路线应充分发挥自己的优势和优势，以达到事半功倍的效果。大型超高层钢结构的关键施工技术及措施主要有。

4.2机械设备选型

根据结构的实际情况，合理的起重机械的选择是钢结构吊装的最重要的工作。目前，塔式起重机是钢结构的主要设备。本履带式起重机，可作为起重机的一种低空吊装辅助机械及零件工艺。目前，液压千斤顶集群快速发展可用于大型零件或部件的整体吊装结构，在地方操作平移和旋转。

如根据实际情况的特点和广州新电视塔钢结构外框筒结构，选择两1200tm的m900d起重机作为主要的起重设备，钢结构吊装和定位。2m900d安装在芯管的两侧。此外，考虑到项目和结构的重量以及100M的安装时间的期限分布，当m900d正在吊装，到300吨履带式起重机的辅助，这是由4条线组成，同步提升，大大提高了速度。

4.3焊接技术

绝大多数超高层钢结构构件采用这种焊接连接，不仅数量大，而且质量高。同时，由于结构的高，大部分焊接工作都需要在高空进行，安全控制难度大，对气候有显著的影响。

因此，有必要根据不同的钢结构特点和施工条件，选择合理的焊接工艺、设备和材料，注意高空施焊工况，培训技术人员，实施风和雨的技术措施，及时进行无损检测等，钢结构现场焊接作业是关键。此外，焊接程序也必须从保证焊接质量的保证，提高焊接效率，减少焊接变形等因素考虑。

以二氧化碳气体保护的半自动焊为主，辅以手工焊接的焊接工艺是最常用的焊接工艺，不仅需要考虑整体和部分焊接顺序对焊接接头也需要采用对称分布的焊接顺序，以最大限度地控制焊接变形的不利影响。

4.4施工仿真分析技术

在施工的影响下（焊接、施工荷载等）和重力的作用，以及在环境条件（风、温度、日照等）结构的影响下继续发生变形，如果不加以控制，造成安装困难和精确控制，甚至留下安全隐患。因此需要事先对各种因素引起的结构变形和内力的计算和分析，结合现场实测数据，掌握各施工阶段的结构变形规律，并在各种环境条件下，指导结构的施工。

施工过程设计与施工控制是计算机模拟施工过程中的一项重要的施工技术措施。在整个施工过程仿真分析的条件（图5）利用Midas和Ansys软件，重力作用下的结构理解变形行为。同时，它可以对施工中各个阶段的温度和风荷载进行评价和分析，为确定关键工艺和方案提供依据，并保证施工结束后的最终，达到变形之间的差异，内力不超过极限要求。

4.5预变形技术

超高层钢结构，显示出电缆、扭曲和结构特征的建筑不在少数，而这些结构在施工过程中会不会对三维变形不可忽视，必须加以控制，否则会影响结构的功能，严重的会危及结构的安全。同时，压差的压缩变形和不均匀沉降也会引起结构的大变形，必须综合考虑。

预变形技术是解决这一问题的一种有效的方法。预变形技术在整个施工过程仿真分析的基础上，得到了结构在施工过程中的连续变化和不断积累的节点变形值，通过处理和调整构件的长度和施工预逆节点的变形值，以达到最终完成施工时的结构设计中的初始几何方法。需要说明的是，由于风荷载、温度荷载等都是变量和随机荷载，影响可以恢复，所以预变形补偿通常只考虑恒载作用（通常是自重结构）。

4.6实时监控技术

在施工过程中，在不断的变化、模拟计算结果与实际情况有时有较大的区别，为保证施工过程的控制和安全，利用实时监测技术就显得非常重要和必要。由于采用现代监控系统的实时监控系统，实时跟踪关键部件的施工过程中的关键部位的位移和应力的变化，以及其他如振动、温度等。通过实时采集信息，确定原预期和实际发生的相同，以便进行调整，使施工的准确性和安全性得到保证。

参考文献：

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