论文部分内容阅读
摘要：高层建筑钢结构施工已成为目前我国重要的建筑形式之一，但是由于其具有高空作业、悬空作业等特点，这就加剧了施工难度。因此，在进行高层钢结构施工时，要选择合理的钢结构施工技术，并且结合具有的建筑工程特点，进行必要的机械设备选择，加强钢结构施工现场的控制，做好高层钢结构施工现场安全控制工作，及时跟进安全防护工作，措施要严密，检查要到位，保证安全施工。本文从多个方面对高层建筑钢结构施工技术进行了分析，供今后研究作参考。
关键词：高层建筑；钢结构；施工技术
中图分类号：TU208文献标识码： A
有着强度高，自重轻，有良好的塑性和韧性，抗震性能好，工业化程度高，安装容易，投资回收快，环境污染轻，施工周期短，造型美观等优势的钢结构逐渐成为我国高层建筑的主要结构形式，钢结构建筑被称为21世纪的绿色建筑。近些年，涌现出上海的金茂大厦、大连世贸中心、深圳的赛格大厦等均是著名的钢结构工程。但是由于结构的耐火性差，同时还有最致命的不足就是耐腐蚀性差等因素。因此，在高层建筑钢结构施工时，必须在施工前和施工中加以安全上的谨慎。施工前的施工组织方案的制定，必须协调各专业施工间的关系，对于相应的影响要考虑周密；施工前的施工计划需要详细制定，做到安全施工。
1、钢结构种类与特点
高层建筑结构钢分为三大类,分别是：碳素钢、低合金钢以及热处理低合金钢。在广泛的运用中,碳素钢最受广泛运用Q235钢在我国当今建筑结构钢中使用最普遍。为了凸显高层钢结构的地位，提出检验钢材的五项技术性能,分别是：冷弯性能、韧性冲击、属服竟、强度拉伸以及伸长率。在钢材进入使用阶段前,上述五项指标必须符合相关规定不同用途的钢结构，其技术要求也不同。比如应用于抗震功能的钢结构，其屈强比要高于1.2；设防在8度以上的钢结构，其屈强比要高于1.5，如果钢结构上屈服合阶比较明显，其伸长率要高于20%，而且其延性和可焊性要比较高。对于钢柱中的磷、硫等的含量需要控制这是防止厚板层撕裂的有效措施，其含量要控制0.04%之内。
而对于钢结构在高层建筑中的应用，其优劣势也较为明显。优点：结构自重轻、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、较高的工业化程度，施工中所用的钢结构构件也可以在工厂生产，将其运用到现场后再进行安装，施工周期明显缩减。另一个优点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这一优势完全符合当前可持续发展及环保的时代主题；缺点：耐火性差，与钢筋混凝土相比，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，耐火性能要比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构的所有强度和刚度基本会丧失掉；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使用中会给钢结构带来危害，导致钢结构提前被破坏。因此，必须要做好防腐措施。
2、高层建筑钢结构施工技术
2.1、钢结构的安装
钢结构施工的龙头工序——吊装，吊装的速度与质量都将会影响到整个工程。钢结构在吊装前应该先确定吊装分区与吊装顺序，可以围绕着结构平面、结构形式、立面形状、塔吊的数量和位置、工程现场的施工条件等多个因素来进行。而吊装应该遵循的基本原则为以下几点：第一在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的，也就是先从中间的一个单元开始，逐一的进行，全部完成后，当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时，还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则，固定好一个柱网单元吊装后，直到吊装完三个单元全部构件后，才能进行一次全面的精确校正；第二对该工程的主体钢结构施工，要解决好工期紧与工程量大的矛盾，就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出，每个环节都是相互联系、相互制约的，并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时，我们要结合起 “预先控制”与“跟踪校正”，吊装前先测量楼层柱标高及定位，并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子，及时做好纠偏工作，形成单元体后再进行最终校正，以此将校正难度降到最低，实现施工各工序之间的良性循环。
2.2、钢结构的连接技术
焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。目前钢结构的连接技术主要包括手工电弧焊和自动埋弧焊。对于手工电弧焊，其设备简单，操作灵活方便适用于各种位置的焊接，但生产效率低，质量较差。一般用作钢结构高层建筑的焊缝打底，是在现场焊接中被广泛采用的一种焊接技术。而对于自动埋弧焊，焊丝和焊剂的选择我国《钢结构高层建筑设计与施工规程》推荐自动埋弧焊焊丝和焊剂。另外，高强度螺栓连接是我国比较流行的钢结构连接形式之一，其已发展成为与焊接并举钢结构的重要连接形式，使用高强度螺栓连接技术施工时，可以比其他连接形式更加简单，更加耐疲劳，主要是抗震效果好、刚度强。因此，在现代各种建筑工程中被广泛的应用。
2.3、高层钢结构的测量与校正
2.3.1、校正、验收顺序
一个流水段安装完成后是需要校正的。按柱子的分段划分流水段，超高层钢结构建筑的校正就需要按3层为一节柱，12米高的流水段进行。前一个流水段资料完整，现场监理复测认可后，开始下一个流水段的开吊，依次进行直到几个流水段施工完成，再进行阶段性验收和施工总验收。
2.3.2、校正方法
先确定高层钢结构标准柱，可以减少安装误差。正方形框架标准柱的确定方法就是4根转角柱；长方形框架的长、短边的比大于2时，标准柱的确定方法是取6根柱；多边形框架标准柱的确定方法是取转角柱。基准点就确定为标准柱基中心线。对标准柱垂直度的观测，将测量目标固定在柱顶，需要借助激光经纬仪，以基准点为依据。在施工中，钢结构的振动会产生机械误差，仪器在安置中也会出现细小的误差。这样就需要在测量中，每测一次，将激光仪进行90度的转动，在柱顶的目标上测出4个激光点，其相交点，就是量测安装误差。在设在地下室底板上的基准处的激光仪上方的金属上，固定一个小钢管，或埋在混凝土楼板上，使激光束能够通过。注意只对标准柱用激光经纬仪。其他柱子的误差以标准柱为依据用丈量法测量，方法就是在角柱上拉设钢丝绳，沿柱子外侧成平面方格，用钢尺量，超过规定标高误差6mm，就得调整。
3、施工人员与安全管理
为保障施工质量，参加单位应加强施工人员对基础施工技术的了解，通过学习及实践进行掌握基础施工技术。同时，要重视施工人才队伍的建设，不断提高相关工作人员的施工技能，建立和完善人才管理制度，包括定期培训制度、业务考核制度等等，还应建立健全奖罚机制，提高相关技术人员的工作热情和积极性。此外，还应加强对施工安全的管理，完善安全管理制度，提高安全管理水平，从思想上提高工作人员的安全意识，尽可能避免安全事故的发生。
4、結束语
总之，随着我国建筑行业的快速发展，高层建筑钢结构在建筑行业的地位越来越重要，成为我国主要的建筑形式。但是在高层建筑中的钢结构施工中，可能会存在大量的临时性的危险，这是发生作业人员坠落的主要坠落点之一。采用临时性人货两用电梯、临时性扶梯可以保证施工人员正常登高的安全。在钢柱安装和柱顶拆除吊索的施工中，在安装前，工具式爬梯采用捆扎固定方法临时固定在钢柱侧面，用完拆除。用工具式脚手通道和扶手绳等形式，保证水平通道的安全。无安全通道的，就在钢柱表面焊接连接件，靠钢丝绳或尼纶绳当做扶手绳，确保安全施工。在钢柱间的连接上，用钢管脚手搭设操作平台，供焊工焊接紧固作业，确保设施的安全施工使用。因此，在钢结构施工中，必须对施工技术进行合理的选择，根据工程特点，选择机械设备，控制好施工现场。在施工过程中，必须做好施工的安全工作，安全防护工作必须及时跟进，防护措施必须严密。施工完成后，要及时做好检测、校正工作，确保工程的施工质量。
参考文献：
[1]郑江.复杂刚性钢结构施工过程力学模拟及计算方法研究[D].西安建筑科技大学,2011.
[2]邱文雄.钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J].科技资讯,2009,19:85.
[3]龙舟.高层建筑中的钢结构设计与施工初探[J].建筑机械化,2011,07:66-68.
关键词：高层建筑；钢结构；施工技术
中图分类号：TU208文献标识码： A
有着强度高，自重轻，有良好的塑性和韧性，抗震性能好，工业化程度高，安装容易，投资回收快，环境污染轻，施工周期短，造型美观等优势的钢结构逐渐成为我国高层建筑的主要结构形式，钢结构建筑被称为21世纪的绿色建筑。近些年，涌现出上海的金茂大厦、大连世贸中心、深圳的赛格大厦等均是著名的钢结构工程。但是由于结构的耐火性差，同时还有最致命的不足就是耐腐蚀性差等因素。因此，在高层建筑钢结构施工时，必须在施工前和施工中加以安全上的谨慎。施工前的施工组织方案的制定，必须协调各专业施工间的关系，对于相应的影响要考虑周密；施工前的施工计划需要详细制定，做到安全施工。
1、钢结构种类与特点
高层建筑结构钢分为三大类,分别是：碳素钢、低合金钢以及热处理低合金钢。在广泛的运用中,碳素钢最受广泛运用Q235钢在我国当今建筑结构钢中使用最普遍。为了凸显高层钢结构的地位，提出检验钢材的五项技术性能,分别是：冷弯性能、韧性冲击、属服竟、强度拉伸以及伸长率。在钢材进入使用阶段前,上述五项指标必须符合相关规定不同用途的钢结构，其技术要求也不同。比如应用于抗震功能的钢结构，其屈强比要高于1.2；设防在8度以上的钢结构，其屈强比要高于1.5，如果钢结构上屈服合阶比较明显，其伸长率要高于20%，而且其延性和可焊性要比较高。对于钢柱中的磷、硫等的含量需要控制这是防止厚板层撕裂的有效措施，其含量要控制0.04%之内。
而对于钢结构在高层建筑中的应用，其优劣势也较为明显。优点：结构自重轻、施工速度快、施工周期短、抗震性能好、较高的工业化程度，施工中所用的钢结构构件也可以在工厂生产，将其运用到现场后再进行安装，施工周期明显缩减。另一个优点是钢结构无粉尘的干施工工艺及可回收并重复利用，这一优势完全符合当前可持续发展及环保的时代主题；缺点：耐火性差，与钢筋混凝土相比，钢材的导热系数远比钢筋混凝土的导热系数大的多，耐火性能要比混凝土结构差很多，当温度达到600℃时，钢结构的所有强度和刚度基本会丧失掉；耐腐蚀性差，钢材表面的铁原子在空气中发生反应生成氧化铁锈，锈蚀会使应力集中，使用中会给钢结构带来危害，导致钢结构提前被破坏。因此，必须要做好防腐措施。
2、高层建筑钢结构施工技术
2.1、钢结构的安装
钢结构施工的龙头工序——吊装，吊装的速度与质量都将会影响到整个工程。钢结构在吊装前应该先确定吊装分区与吊装顺序，可以围绕着结构平面、结构形式、立面形状、塔吊的数量和位置、工程现场的施工条件等多个因素来进行。而吊装应该遵循的基本原则为以下几点：第一在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的，也就是先从中间的一个单元开始，逐一的进行，全部完成后，当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时，还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则，固定好一个柱网单元吊装后，直到吊装完三个单元全部构件后，才能进行一次全面的精确校正；第二对该工程的主体钢结构施工，要解决好工期紧与工程量大的矛盾，就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出，每个环节都是相互联系、相互制约的，并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时，我们要结合起 “预先控制”与“跟踪校正”，吊装前先测量楼层柱标高及定位，并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子，及时做好纠偏工作，形成单元体后再进行最终校正，以此将校正难度降到最低，实现施工各工序之间的良性循环。
2.2、钢结构的连接技术
焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。目前钢结构的连接技术主要包括手工电弧焊和自动埋弧焊。对于手工电弧焊，其设备简单，操作灵活方便适用于各种位置的焊接，但生产效率低，质量较差。一般用作钢结构高层建筑的焊缝打底，是在现场焊接中被广泛采用的一种焊接技术。而对于自动埋弧焊，焊丝和焊剂的选择我国《钢结构高层建筑设计与施工规程》推荐自动埋弧焊焊丝和焊剂。另外，高强度螺栓连接是我国比较流行的钢结构连接形式之一，其已发展成为与焊接并举钢结构的重要连接形式，使用高强度螺栓连接技术施工时，可以比其他连接形式更加简单，更加耐疲劳，主要是抗震效果好、刚度强。因此，在现代各种建筑工程中被广泛的应用。
2.3、高层钢结构的测量与校正
2.3.1、校正、验收顺序
一个流水段安装完成后是需要校正的。按柱子的分段划分流水段，超高层钢结构建筑的校正就需要按3层为一节柱，12米高的流水段进行。前一个流水段资料完整，现场监理复测认可后，开始下一个流水段的开吊，依次进行直到几个流水段施工完成，再进行阶段性验收和施工总验收。
2.3.2、校正方法
先确定高层钢结构标准柱，可以减少安装误差。正方形框架标准柱的确定方法就是4根转角柱；长方形框架的长、短边的比大于2时，标准柱的确定方法是取6根柱；多边形框架标准柱的确定方法是取转角柱。基准点就确定为标准柱基中心线。对标准柱垂直度的观测，将测量目标固定在柱顶，需要借助激光经纬仪，以基准点为依据。在施工中，钢结构的振动会产生机械误差，仪器在安置中也会出现细小的误差。这样就需要在测量中，每测一次，将激光仪进行90度的转动，在柱顶的目标上测出4个激光点，其相交点，就是量测安装误差。在设在地下室底板上的基准处的激光仪上方的金属上，固定一个小钢管，或埋在混凝土楼板上，使激光束能够通过。注意只对标准柱用激光经纬仪。其他柱子的误差以标准柱为依据用丈量法测量，方法就是在角柱上拉设钢丝绳，沿柱子外侧成平面方格，用钢尺量，超过规定标高误差6mm，就得调整。
3、施工人员与安全管理
为保障施工质量，参加单位应加强施工人员对基础施工技术的了解，通过学习及实践进行掌握基础施工技术。同时，要重视施工人才队伍的建设，不断提高相关工作人员的施工技能，建立和完善人才管理制度，包括定期培训制度、业务考核制度等等，还应建立健全奖罚机制，提高相关技术人员的工作热情和积极性。此外，还应加强对施工安全的管理，完善安全管理制度，提高安全管理水平，从思想上提高工作人员的安全意识，尽可能避免安全事故的发生。
4、結束语
总之，随着我国建筑行业的快速发展，高层建筑钢结构在建筑行业的地位越来越重要，成为我国主要的建筑形式。但是在高层建筑中的钢结构施工中，可能会存在大量的临时性的危险，这是发生作业人员坠落的主要坠落点之一。采用临时性人货两用电梯、临时性扶梯可以保证施工人员正常登高的安全。在钢柱安装和柱顶拆除吊索的施工中，在安装前，工具式爬梯采用捆扎固定方法临时固定在钢柱侧面，用完拆除。用工具式脚手通道和扶手绳等形式，保证水平通道的安全。无安全通道的，就在钢柱表面焊接连接件，靠钢丝绳或尼纶绳当做扶手绳，确保安全施工。在钢柱间的连接上，用钢管脚手搭设操作平台，供焊工焊接紧固作业，确保设施的安全施工使用。因此，在钢结构施工中，必须对施工技术进行合理的选择，根据工程特点，选择机械设备，控制好施工现场。在施工过程中，必须做好施工的安全工作，安全防护工作必须及时跟进，防护措施必须严密。施工完成后，要及时做好检测、校正工作，确保工程的施工质量。
参考文献：
[1]郑江.复杂刚性钢结构施工过程力学模拟及计算方法研究[D].西安建筑科技大学,2011.
[2]邱文雄.钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J].科技资讯,2009,19:85.
[3]龙舟.高层建筑中的钢结构设计与施工初探[J].建筑机械化,2011,07:66-68.