高层建筑钢结构施工技术与管理代天兵

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代天兵

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中铁四局集团钢结构有限公司?安徽合肥230022

摘要：建筑用钢结构具备抗震好、强度高、自身重量轻、安装速度快及环保等等优点，属于我国现在主要推广的一个关键项目。在钢结构的建筑中，钢结构是主要的受力部分，如果没有钢结构的受力，建筑就是不合格的。在钢结构的制作、安装、施工过程中，我们应该注重对其质量的保证。高层钢结构建筑建设是一项极为复杂的建筑过程，在施工过程中的施工技术至关重要。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

引言

最近过去的几年里，我国建筑行业的发展十分迅速，而建筑钢结构是建筑行业当中发展最快的。建筑钢结构的内部构造也各不相同，所以选择正确的安装方式是降低成本以及确保质量的重要保证。我国的钢结构施工还属于起步阶段，随着经济加速发展和加快城市化步伐，钢结构建筑质料的性能优势会逐步显现，并会越来越广泛的应用在高层建筑中。

一、高层建筑的钢结构施工设计

高层建筑结构设计的目标是满足城市超负荷的人口的居住需要，是针对高层建筑特性的建筑结构设计，是在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行性的要求下，按有关设计标准的规定，对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作，并寻求优化的工作。高层建筑钢结构的施工要素大致有以下几部分。

1、保证钢结构水平力

在高层结构的设计中，钢结构发挥着举足轻重的作用。为了保证建筑产品的质量，首先要处理的问题就是调整建筑的水平力，而调整水平力的关键就是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。另一方面，对一定高度的建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值随着结构动力性的不同而有较大的变化。所以在选材的时候就要选定能承载这种应力的材料，毫无疑问，钢结构材料是首选目标。然而，在使用的过程中，使用钢材的任务就是保证建筑的水平力，其关键途径就是设计者严格计算钢材所受的力，以及合理地设计钢材的使用区域，有效地分配钢材的布局，使钢材圆满地完成设计师赋予的使命。

2、掌握操控指标

在高层建筑中，钢结构是保证整体建筑的安全性能，而在低层建筑中可能仅仅起到连接的作用，所以保证高层建筑中钢结构的各项指标的意义也就不言而喻。在高层建筑的钢结构设计中，主要的操控指标有侧移、高层建筑高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移，抗推刚度等，这些都是设计者和施工者特别需要注意的问题。

（1）因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向钢构件，当侧向位移增大时，偏心加剧。当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。所以在钢结构的施工过程中，要特别注意避免因为侧移而造成各种危机，千里之堤，溃于蚁穴，说的就是这个道理。在钢结构的使用当中，高层建筑减轻自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样地基或桩基的情况下，使用钢结构可以更好地减轻房屋自重，而这意昧着不增加基础造价和处理措施，可以多建层数，这在软弱土层有突出的经济效益。在预防各种地质灾害的要求下，地震效应与建筑的重量成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。所以在施工过程中，大量使用钢结构来减轻产品自身的重量，有效避免灾害还是十分有必要的。

（2）在钢结构的施工过程中，保证施工人员具有良好的心理素质也是特别关键的一个环节。不管在现场发生什么情况，施工人员都要严格按照操作流程来进行相关的工作，不要使居住人员感到不适或惊慌，避免发生一些不可预见性的事故。

（3）在用钢结构填充墙或建筑装饰等条件下，容易发生开裂或损坏的情况，使机钢结构设备损坏变形不能正常发挥作用。

二、高层建筑钢结构安装过程中的技术控制要点

1、对钢结构基础工程的技术控制

基础工程的质量控制一般是指控制预埋螺栓的质量。基础强度达到后方可安装，预埋螺栓是施工的第一步骤也是最关键一步。构件组装，对H型钢组装时的胎架没有矫正。具体表现为H型钢高度尺寸没有严格按标准制作，腹板偏中心位置；翼腹板对接后，焊缝没有磨平，凹凸明显。出现这种情况时，要在H型钢的组装时装上胎架；焊接H型钢的结构件时，按长度的方向把翼缘板和腹板拼接起来，形成一个接缝的“T”字形。

2、对钢结构制作工程的技术控制

钢结构工程基本阶段是指工厂制造及现场安装，在工厂内部进行的作业时间占工程的大部分。构件进场验收时，确认其质量，钢构件质量好坏关系现场安装和整体结构的稳固，是非常重要的因素，所以需要控制工厂内对钢构件加工和制造的程序。在选择钢构件的制作厂家时，需其具备相应资质，机械设备和工艺水平。

3、对焊接工程的技术控制

施工中不可或缺的是焊接环节，在焊接配件的过程中需要注意的有4点:首先，必须保证所有进行焊接的焊工都有相关的从业证，并要求他们只能在需要焊接的地方工作。其次，在正式的焊接前，要彻底的检查组装而成的构件是否符合要求，如果有达不到规定标准的就要进行改装，此外需要事先清除焊接口表面上的油污、铁锈等各种杂质。再者，在进行焊接工作时，必须保证焊接的连续，同时在焊接完每层后需要检查是否存在焊接缺陷，如果存在一定要及时处理，之后再进行下一层的焊接。最后，在焊接后对构件进行矫正。在焊接的过程中，由于焊接产生的高温导致构件存在一定程度的变形，这就需要我们对其进行矫正。一般来说，矫正的方法有机械校正与火焰校正两种方法。机械校正时，在锤击处的下方应加放垫板，以免在校正的过程中产生另外的凹痕；火焰校正时要保证同一地方只能加热一次，且加热的温度要在900℃以内其质量好坏对工程的影响最直接。构件的缺陷以及变形必需在安装之前处理好。

4、对钢结构紧固件连接的技术控制

控制紧固件连接质量其主要目的是强调控制高强度螺栓连接质量。安装之前对高强度螺栓摩擦面进行抗滑系数测试、高强度螺栓的出厂证明批号及进行小同批号的轴力测试、加工高强度螺栓摩擦面的质量，和其安装之前的保护措施是其主要的工作内容，其他工序按照相关规范进行，钢构件在搬运时或者放置时会出现变形，如死弯、缓弯，碰伤与污染现象问题存在。在运输或者放置时要做好保护措施如：采用木枕下垫，吊运时阳角用木板保护等，放置要平整，及时包装防止污染[3]。

5、焊缝检测技术问题

施工中不可或缺的是焊接环节，其质量好坏对工程的影响最直接。构件的缺陷以及变形必需在安装之前处理好。在焊接的过程中，焊接的形变程度、焊接的顺序以及焊接所产生的应力都会对焊接的质量产生巨大的影响。一般来说，在钢结构的安装过程中焊接的顺序都依照先中心再四周的焊接原则，先焊接那些收缩量较大的缝隙，再焊接那些收缩量小的焊缝的原则。不同的部位进行焊接时，一般来说，钢柱与钢柱采用坡口焊接的方法;钢柱与主梁进行焊接时，采用刚接的焊接方法。

结束语

要想完成一个合格的钢结构产品，在使用钢结构作为主体骨架的前提下，主要还包括对钢质材料的配比进行选定，设计钢架结构的布局，对不同钢材进行处理。在妥善完成以上工作的情况下，对施工人员进行简单的培训，使其了解高层建筑钢材的使用操作问题，对于施工管理人员要进行思想上的教育，严格把控施工的质量等。这样，我国未来的高层施工才能达到预想的要求，在施工过程中的操作才能游刃有余。

参考文献:

[1]张闯;王永鑫.高层钢结构的施工优势及技术要点浅析[J].华章.2013(15)

167-168.

[2]董建设.小议现代建筑钢结构的设计与安装[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2010(03)：29-30.

[3]于维东.厂房钢结构制作、安装及保证措施[J].科技创新导报.2011(12)：123-124.