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摘要：钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑，因此，高强度钢材便应运而生，并在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造得到了充分的运用。 关键词：高层钢结构施工
Abstract: the reinforced concrete structure in ultra-high buildings because the major, a pillar of the construction of the area ratio is more and more big, tall building in the reinforced concrete structure questioned, therefore, high strength steel will come into being, and in ultra-high buildings using part of the steel structure or the steel structure of the theory research and design to build the full use.
Keywords: high-rise steel structure construction
中图分类号： TU391 文献标识码：A文章编号：引言建筑钢结构的优点多多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好，施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大的加快施工进度缩短工期。同时它还被称为“绿色建筑”，基础造价低，材料可回收和再生，节能、省地、节水。作为一种绿色环保建筑，所以很适合酒店，住宅等使用。钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有均质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。钢结构广泛应用于高层建筑、办公大楼，大型酒店，多层停车车场及民宅等建筑行业。
一、钢结构的耐火性能钢结构的耐火性能取决于钢材，钢材本身不燃烧，也具有较好的耐热性，但是钢材不耐高温，随着温度的升高，钢材的强度是呈下降趋势的，同时变形增大。在200℃以内，钢材性能没有很大变化：430℃～540℃之间强度急剧下降；600℃时强度很低不能承担荷载。基于钢材的这种物理性能，在火灾发生时，当温度达到450℃～650℃时钢结构就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因变形过大而不能继续工作，甚至垮塌。一旦遇到高温，钢结构构件的变形甚至失效是无法避免的，我们只能尽可能的提高它的耐火极限，使钢结构不至于在发生火灾后立即失效倒塌。根据实验室测得的数据，常用钢结构构件的耐火极限只有15～30min。在国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中规定一级耐火等级建筑的防火墙、柱和承重墙、楼梯间墙及梁的耐火极限为3小时和2小时。对比可见未覆盖耐火保护层的钢构件的耐火极限距离防火规范的要求相差很大，根本不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。要克服钢结构材料在实际应用中防火性能方面的不足，必须从多方面入手提高其耐火性能，以达到规范所规定的耐火等级要求。
对于高层与超高层建筑结构设计来讲，按照建筑实用功能的要求、高度、拟建场地的抗震设防烈度以及经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为几大类。
二、下面就其相应的结构体系，谈谈钢结构的施工
1．材料的选用。
钢结构有很多优点，随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件，目前投生产的B400RNQ和B490RNQ种型号的耐火钢，在达到600C时其屈服强度依旧有150~220MPa一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价等于钢材费用(约占40%)制作安装费用(约占30%)防火涂料费用(约占30%)放火涂料所占总造价的比重较大，如果使用高强度耐火钢虽价格有上升，但防火涂料价格有大幅度下降，可部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。 2. 制作与安装。 2.1统一测量仪器和钢尺量具。建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。 2.2定位轴线、标高和地脚螺栓。钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需设置一个控制桩，一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2~3层为一节，对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱r安装正确无误，避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式钢性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。 2.3钢柱的制作与安装。钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构建，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准100m高的超高层钢柱，一般分为8~12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等与设计长度，即使只有几毫米也小能忽略不计。矩形或力形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔焊等形式。
2.4框架梁的制作与安装。高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用钢性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋框架梁应按设计编号正确就位，为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的准确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接可开椭圆孔，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度，需考虑焊接收缩变形焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的准确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接連接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接施工时先焊下翼缘在焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端，腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时，孔位的精确十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。 3. 楼盖的设计 高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用，一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的托型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm，目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用，主要是对于板底旱波形的计算原理不甚了解或认为记算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。
三、总结
现在全世界都在呼吁节能减排，钢结构这种绿色环保的建筑结构形式在发达国家已经相当普及，在我国更有广大的发展空间，尤其是在住宅建筑方面更应该得到大力普及，目前，我国的钢产量已居全世界第一，为钢结构的推广吹来了东风，不要让耐火性阻碍了钢结构的脚步，我们应积极采取各种有效措施，提高钢结构的耐火性，加快钢结构的发展。
Abstract: the reinforced concrete structure in ultra-high buildings because the major, a pillar of the construction of the area ratio is more and more big, tall building in the reinforced concrete structure questioned, therefore, high strength steel will come into being, and in ultra-high buildings using part of the steel structure or the steel structure of the theory research and design to build the full use.
Keywords: high-rise steel structure construction
中图分类号： TU391 文献标识码：A文章编号：引言建筑钢结构的优点多多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好，施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大的加快施工进度缩短工期。同时它还被称为“绿色建筑”，基础造价低，材料可回收和再生，节能、省地、节水。作为一种绿色环保建筑，所以很适合酒店，住宅等使用。钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有均质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。钢结构广泛应用于高层建筑、办公大楼，大型酒店，多层停车车场及民宅等建筑行业。
一、钢结构的耐火性能钢结构的耐火性能取决于钢材，钢材本身不燃烧，也具有较好的耐热性，但是钢材不耐高温，随着温度的升高，钢材的强度是呈下降趋势的，同时变形增大。在200℃以内，钢材性能没有很大变化：430℃～540℃之间强度急剧下降；600℃时强度很低不能承担荷载。基于钢材的这种物理性能，在火灾发生时，当温度达到450℃～650℃时钢结构就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因变形过大而不能继续工作，甚至垮塌。一旦遇到高温，钢结构构件的变形甚至失效是无法避免的，我们只能尽可能的提高它的耐火极限，使钢结构不至于在发生火灾后立即失效倒塌。根据实验室测得的数据，常用钢结构构件的耐火极限只有15～30min。在国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中规定一级耐火等级建筑的防火墙、柱和承重墙、楼梯间墙及梁的耐火极限为3小时和2小时。对比可见未覆盖耐火保护层的钢构件的耐火极限距离防火规范的要求相差很大，根本不能满足火灾情况下对建筑防火的要求。要克服钢结构材料在实际应用中防火性能方面的不足，必须从多方面入手提高其耐火性能，以达到规范所规定的耐火等级要求。
对于高层与超高层建筑结构设计来讲，按照建筑实用功能的要求、高度、拟建场地的抗震设防烈度以及经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为几大类。
二、下面就其相应的结构体系，谈谈钢结构的施工
1．材料的选用。
钢结构有很多优点，随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件，目前投生产的B400RNQ和B490RNQ种型号的耐火钢，在达到600C时其屈服强度依旧有150~220MPa一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价等于钢材费用(约占40%)制作安装费用(约占30%)防火涂料费用(约占30%)放火涂料所占总造价的比重较大，如果使用高强度耐火钢虽价格有上升，但防火涂料价格有大幅度下降，可部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。 2. 制作与安装。 2.1统一测量仪器和钢尺量具。建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。 2.2定位轴线、标高和地脚螺栓。钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需设置一个控制桩，一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2~3层为一节，对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱r安装正确无误，避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式钢性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。 2.3钢柱的制作与安装。钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构建，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准100m高的超高层钢柱，一般分为8~12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等与设计长度，即使只有几毫米也小能忽略不计。矩形或力形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔焊等形式。
2.4框架梁的制作与安装。高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用钢性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋框架梁应按设计编号正确就位，为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的准确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接可开椭圆孔，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度，需考虑焊接收缩变形焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的准确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接連接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接施工时先焊下翼缘在焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端，腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时，孔位的精确十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。 3. 楼盖的设计 高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用，一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的托型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm，目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用，主要是对于板底旱波形的计算原理不甚了解或认为记算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。
三、总结
现在全世界都在呼吁节能减排，钢结构这种绿色环保的建筑结构形式在发达国家已经相当普及，在我国更有广大的发展空间，尤其是在住宅建筑方面更应该得到大力普及，目前，我国的钢产量已居全世界第一，为钢结构的推广吹来了东风，不要让耐火性阻碍了钢结构的脚步，我们应积极采取各种有效措施，提高钢结构的耐火性，加快钢结构的发展。