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【摘 要】钢结构建筑具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保等特点，是我国十五期间重点推广项目之一。文章主要分析了钢结构高层建筑的优势以及关键施工技术。
【关键词】高层建筑;钢结构;施工
随着经济的快速发展，城市用地的紧张，高层建筑越来越多的出现在人们的视野。钢结构高层建筑能够减轻结构自重；能够缩短施工工期；能够减少建筑中结构所占面积；能更好的抗震。鉴于以上优点，高层钢结构建筑应被大力的推广。合理确定高层钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。
1.高层建筑钢结构的优势
1.1 能够减轻结构自重
一般钢筋混凝土框剪结构的高层建筑，当外墙采用玻璃幕墙或铝合金幕墙板，内墙采用轻质隔墙时，包括楼面活荷载在内的上部建筑结构全部重力荷载约为15KN/mZ一17KN/mZ，其中梁、板、柱及剪力墙等结构的自重约为10KN/mZ一12KN/mZ。相同条件下如果采用钢结构，全部重力荷载为 IOKN/mZ一，ZKN/mZ，其中钢结构和混凝土楼板的结构自重约为SKN/mZ一6KN/mZ，荷载值的很大差异，决定了基础荷载必然减轻，基础技术处理难度及工程造价将大大减少。
1.2 能够缩短施工工期
钢结构的施工特点是钢构件在工厂制作，在现场安装。在安装时，不需搭设大量的脚手架，同时采用压型钢板可作为混凝土楼板的永久性模板，无需另行支设模板，而且混凝土的施工可与钢结构安装交叉进行，可以大大缩短施工周期。
1.3 能够减少建筑中结构所占面积
采用钢结构，柱截面将大大减少，核芯筒采用钢柱及钢支撑时，包括外侧的装修做法，其厚度仍比筒壁厚度薄很多，相应的结构面积一般约为建筑面积的3%，比钢筋混凝土结构可减少约4%。
1.4能够更好的抗震
在地震力作用下，钢结构因具有良好的延性，它不仅能减弱地震反应，而且具有抵抗强烈地震的变形能力，而混凝土的抗拉和抗剪强度却较低，延性也差，混凝土构件开裂后的承载力和变形能力将迅速的降低，抗震能力较弱于钢结构。
2.高层建筑钢结构的施工技术
2.1 施工顺序
在竖向上，以一节钢柱为一个施工层;在平面上，针对每一节钢柱内的柱、梁等构件，编制吊装顺序图。安装施工顺序:先从中间区段开始安装，形成刚性单元后，再向四周扩展，直至整节钢框架全部完成，当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。
2.2 螺栓预埋
预埋柱脚螺栓的位置对钢结构工程整体的安装质量至关重要，必须非常准确。施工中应严格控制基础轴线和标高基准点，埋设后进行两次复测，第一次在埋设定位后测量，第二次在基础混凝土浇筑并待其坚固后进行复测，如果在复测过程中发现位移超出范围则必须进行重新埋设。其标高偏差控制在±5mm以内，定位轴线的偏差控制在±2mm以内。高层建筑施工螺栓预埋可以采用6~10 mm厚钢板制作加工成定位钢板，进行地脚螺栓的定位固定。定位钢板尺寸同钢柱底垫板尺寸，在钢板底部螺栓上加止退调节螺母，在钢板上部螺栓上固定调节螺母，钢板上设直径150 mm浇捣孔，在钢板下部绑扎梁钢筋时将地脚螺栓焊接在柱筋上固定，进行反复校核，无误后进行混凝土的浇注施工，地脚螺栓露出地面部分用塑料布进行包裹保护。此种方法操作简单，准确率高，可以极大的提高施工效率。
2.3 钢柱安装
钢柱吊装分区域平行进行，钢柱吊装前，应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上，可用双机抬吊或单机吊装。双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直；单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱。正方形框架取4根转角柱，长方形框架当长边与短边之比大于2时取6柱，多边形框架则取转角柱为标准柱。
高层建筑钢结构柱安装的重点主要在于控制每节柱的垂直度、标高及定位轴线的偏差。第一节钢柱控制的重点是标高及定位轴线，主要通过设置调节螺母及定位钢板来完成;第二节以上钢柱控制的重点是垂直度、标高及轴线位置，主要是通过使用调节丝杠来完成。钢柱标高的控制一般有两种方式：一是，按相对标高制作安装钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格；二是，按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸，每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中。每安装一节钢柱后，对柱顶进行一次标高实测，标高误差超过6mm时，需进行调整。中间框架柱的标高宜稍高些，因为钢框架安装工期长，结构自重不断增大，中间柱承受的结构荷载较大，基础沉降亦大。钢柱轴线位移校正，以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转，钢柱扭转对杠架安装很不利。
2.4 钢梁的安装
钢梁安装要控制钢梁与钢柱连接形成整体后的轴线位置及垂直度，可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。钢梁吊装采取在钢梁上焊吊装耳板，并采用在钢梁上部两端各焊一块安装限位钢板的措施。吊装耳板:在梁两端L/4处各焊一个，能满足该梁承载力要求。安装限位钢板，需在钢梁上部两端各焊一块，安装钢梁时将安装限位钢板卡在钢柱牛腿上，用于临时固定钢梁。钢梁吊装初步就位后，采用千斤顶和倒链对钢梁轴线位置和垂直度反复进行调整校正，直至钢框架符合要求。
2.5 焊接及螺栓连接
钢结构连接方式主要有焊接和螺栓连接，焊接质量控制的重点是合理确定焊接顺序，减少焊接变形和降低焊接应力。高层钢结构的现场焊接在平面上，从中心框架向四周扩展焊接;先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝;对称施焊;同一根梁的两端不能同时焊接，应先焊一端，待其冷却后再焊另一端。钢柱之间一般为坡口焊连接。主梁与钢柱一般为刚接，上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁一般为铰接，在腹板处用高强螺栓连接，只有少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。焊接顺序:上节柱和梁经校正和固定后进行柱接头焊接。柱与梁焊接时，先焊顶部梁柱节点，再焊底部梁柱节点，最后焊中间部分的梁柱节点。
螺栓连接采用先安装临时螺栓后安装高强螺栓。安装临时螺栓。钢梁安装就位后先采用临时螺栓固定，其螺栓个数为接头螺栓总数的1/3以上;并每个接头不少于2个，冲钉穿入数量不多于临时螺栓的30%。组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧。安装高强螺栓。安装时高强螺栓应自由穿入孔内，用扳手紧固后，再卸下临时螺栓。高强螺栓的紧固必须分两次进行，第一次为初拧，第二次为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉。
【参考文献】
［１］李恩平,王磊,孙从磊.高层建筑钢结构安装关键技术研究[J].青岛理工大学学报,2009,3．
［２］张志强.高层建筑钢结构施工技术[J].河南建材,2008,1．
［３］陈忠德.论高层建筑钢结构施工技术[J].科技致富向导,2010,7．
【关键词】高层建筑;钢结构;施工
随着经济的快速发展，城市用地的紧张，高层建筑越来越多的出现在人们的视野。钢结构高层建筑能够减轻结构自重；能够缩短施工工期；能够减少建筑中结构所占面积；能更好的抗震。鉴于以上优点，高层钢结构建筑应被大力的推广。合理确定高层钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。
1.高层建筑钢结构的优势
1.1 能够减轻结构自重
一般钢筋混凝土框剪结构的高层建筑，当外墙采用玻璃幕墙或铝合金幕墙板，内墙采用轻质隔墙时，包括楼面活荷载在内的上部建筑结构全部重力荷载约为15KN/mZ一17KN/mZ，其中梁、板、柱及剪力墙等结构的自重约为10KN/mZ一12KN/mZ。相同条件下如果采用钢结构，全部重力荷载为 IOKN/mZ一，ZKN/mZ，其中钢结构和混凝土楼板的结构自重约为SKN/mZ一6KN/mZ，荷载值的很大差异，决定了基础荷载必然减轻，基础技术处理难度及工程造价将大大减少。
1.2 能够缩短施工工期
钢结构的施工特点是钢构件在工厂制作，在现场安装。在安装时，不需搭设大量的脚手架，同时采用压型钢板可作为混凝土楼板的永久性模板，无需另行支设模板，而且混凝土的施工可与钢结构安装交叉进行，可以大大缩短施工周期。
1.3 能够减少建筑中结构所占面积
采用钢结构，柱截面将大大减少，核芯筒采用钢柱及钢支撑时，包括外侧的装修做法，其厚度仍比筒壁厚度薄很多，相应的结构面积一般约为建筑面积的3%，比钢筋混凝土结构可减少约4%。
1.4能够更好的抗震
在地震力作用下，钢结构因具有良好的延性，它不仅能减弱地震反应，而且具有抵抗强烈地震的变形能力，而混凝土的抗拉和抗剪强度却较低，延性也差，混凝土构件开裂后的承载力和变形能力将迅速的降低，抗震能力较弱于钢结构。
2.高层建筑钢结构的施工技术
2.1 施工顺序
在竖向上，以一节钢柱为一个施工层;在平面上，针对每一节钢柱内的柱、梁等构件，编制吊装顺序图。安装施工顺序:先从中间区段开始安装，形成刚性单元后，再向四周扩展，直至整节钢框架全部完成，当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。
2.2 螺栓预埋
预埋柱脚螺栓的位置对钢结构工程整体的安装质量至关重要，必须非常准确。施工中应严格控制基础轴线和标高基准点，埋设后进行两次复测，第一次在埋设定位后测量，第二次在基础混凝土浇筑并待其坚固后进行复测，如果在复测过程中发现位移超出范围则必须进行重新埋设。其标高偏差控制在±5mm以内，定位轴线的偏差控制在±2mm以内。高层建筑施工螺栓预埋可以采用6~10 mm厚钢板制作加工成定位钢板，进行地脚螺栓的定位固定。定位钢板尺寸同钢柱底垫板尺寸，在钢板底部螺栓上加止退调节螺母，在钢板上部螺栓上固定调节螺母，钢板上设直径150 mm浇捣孔，在钢板下部绑扎梁钢筋时将地脚螺栓焊接在柱筋上固定，进行反复校核，无误后进行混凝土的浇注施工，地脚螺栓露出地面部分用塑料布进行包裹保护。此种方法操作简单，准确率高，可以极大的提高施工效率。
2.3 钢柱安装
钢柱吊装分区域平行进行，钢柱吊装前，应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上，可用双机抬吊或单机吊装。双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直；单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱。正方形框架取4根转角柱，长方形框架当长边与短边之比大于2时取6柱，多边形框架则取转角柱为标准柱。
高层建筑钢结构柱安装的重点主要在于控制每节柱的垂直度、标高及定位轴线的偏差。第一节钢柱控制的重点是标高及定位轴线，主要通过设置调节螺母及定位钢板来完成;第二节以上钢柱控制的重点是垂直度、标高及轴线位置，主要是通过使用调节丝杠来完成。钢柱标高的控制一般有两种方式：一是，按相对标高制作安装钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格；二是，按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸，每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中。每安装一节钢柱后，对柱顶进行一次标高实测，标高误差超过6mm时，需进行调整。中间框架柱的标高宜稍高些，因为钢框架安装工期长，结构自重不断增大，中间柱承受的结构荷载较大，基础沉降亦大。钢柱轴线位移校正，以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转，钢柱扭转对杠架安装很不利。
2.4 钢梁的安装
钢梁安装要控制钢梁与钢柱连接形成整体后的轴线位置及垂直度，可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。钢梁吊装采取在钢梁上焊吊装耳板，并采用在钢梁上部两端各焊一块安装限位钢板的措施。吊装耳板:在梁两端L/4处各焊一个，能满足该梁承载力要求。安装限位钢板，需在钢梁上部两端各焊一块，安装钢梁时将安装限位钢板卡在钢柱牛腿上，用于临时固定钢梁。钢梁吊装初步就位后，采用千斤顶和倒链对钢梁轴线位置和垂直度反复进行调整校正，直至钢框架符合要求。
2.5 焊接及螺栓连接
钢结构连接方式主要有焊接和螺栓连接，焊接质量控制的重点是合理确定焊接顺序，减少焊接变形和降低焊接应力。高层钢结构的现场焊接在平面上，从中心框架向四周扩展焊接;先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝;对称施焊;同一根梁的两端不能同时焊接，应先焊一端，待其冷却后再焊另一端。钢柱之间一般为坡口焊连接。主梁与钢柱一般为刚接，上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁一般为铰接，在腹板处用高强螺栓连接，只有少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。焊接顺序:上节柱和梁经校正和固定后进行柱接头焊接。柱与梁焊接时，先焊顶部梁柱节点，再焊底部梁柱节点，最后焊中间部分的梁柱节点。
螺栓连接采用先安装临时螺栓后安装高强螺栓。安装临时螺栓。钢梁安装就位后先采用临时螺栓固定，其螺栓个数为接头螺栓总数的1/3以上;并每个接头不少于2个，冲钉穿入数量不多于临时螺栓的30%。组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧。安装高强螺栓。安装时高强螺栓应自由穿入孔内，用扳手紧固后，再卸下临时螺栓。高强螺栓的紧固必须分两次进行，第一次为初拧，第二次为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉。
【参考文献】
［１］李恩平,王磊,孙从磊.高层建筑钢结构安装关键技术研究[J].青岛理工大学学报,2009,3．
［２］张志强.高层建筑钢结构施工技术[J].河南建材,2008,1．
［３］陈忠德.论高层建筑钢结构施工技术[J].科技致富向导,2010,7．