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高层建筑钢结构在土建工程中的应用研究张安茹

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：张安茹

[导读] 摘要：近年来，中国经济发展水平在快速和高效地提高，城市化进程也在加快。

        身份证号码：37082619860113xxxx
        摘要：近年来，中国经济发展水平在快速和高效地提高，城市化进程也在加快。在这种情况下，人们越来越重视土建工程项目的应用和成效。由于科学技术水平的持续提高，相应的工程技术已不能满足现阶段社会发展的需要。因此，必须要从实际出发，并不断创新，以改进和完善相关的技术和工艺，特别是与土建工程相关技术的创新。
        关键词：高层建筑；钢结构；土建工程；应用
        引言
        近年来，随着我国建筑行业的快速发展，各种新技术、新材料被应用到建筑施工领域，对提高工程施工效率和施工质量起到了较好的积极作用。而高层建筑钢结构就是当前土建工程中较为常用的一种技术，能够充分满足我国人民对工程质量和安全等各方面的要求，并且可以进一步降低工程资金的浪费，使土建工程的整体效益得以提升。但是在应用高层建筑钢结构技术的时候，也要充分认识到这一技术的缺点，以便能够对其进行灵活运用，促进工程施工技术水平的提升，为高层建筑施工技术的发展提供有力支持。
        1钢结构的优势
        ①造价低，质量轻在众多的建筑工程施工材料中，钢材造价比较低，使更多的人容易接受。所以，钢材使用率比较高。与此同时，钢的质地比较轻，方便移动，可以充分满足建筑施工需求。钢由于其经济价值和使用价值比其他材料占据很大优势，所以被广泛应用到建筑工程中。②抗震性能好，不易变形在建筑工程建设过程中，通过对各个类型的工程施工材料对比分析，钢结构的抗震性能比较好。同时不会出现变形的情况。同时，钢的拉伸性强，具有较强的抗震性，抗风性能。大大提高了建筑工程的安全性和稳定性。在面对地震，台风，海啸等恶劣条件下，钢筋结构可以减少建筑物倒塌的带来的不利影响。③钢的施工效率高，环保根据相关统计，在建筑工程中应用钢结构，可以有效的缩短施工时间，比传统建筑工程施工减少了三分之一的时间，一栋2000m2的大厦只需要40d的时间，五个施工人员就可以完成，很大程度上减少了人工费用，节约了施工时间。在应用钢结构的时候可以减少石灰，石子，沙子的使用量。施工过程中使用的材料通常是一些绿色材料，可以完全降解和回收利用。如果建筑拆除也不会污染环境，同时不会产生建筑垃圾。
        2高层建筑钢结构在土建工程中的应用
        2.1钢柱的制作和安装
        高层建筑物中的钢柱是承受竖向载荷的关键构件，钢柱具备的承载能力、刚度和强度在保证建筑物稳定性和安全性方面发挥着重要作用。钢柱制作和安装是土建工程施工的关键内容，需严格按照相关规范内容要求，控制好钢柱加工制造精度，在下料和制作过程中应避免外界影响引起加工误差，保证钢柱加工精度达到设计要求。对已经加工完的钢构件进行编号和记录，可在安装过程中更好地进行区分，不可随意将钢构件挪作他用。为更好地控制钢柱加工和安装质量，需对作业流程进行规范，应按照钢结构建筑构件设计，确定好每个钢柱的具体位置，保证加工误差满足设计和安装要求。钢柱构件装配标高可以采用相对和绝对方式。钢柱绝对标高控制需要控制好每根钢柱的高度，避免出现加工误差和安全变形误差，可以更好地控制高层建筑整体高度误差，多应用在高度超过12层的土建工程项目。相对标高控制不需要考虑钢结构竖向荷载产生的变形、焊接变形导致的误差，应保证钢柱长度误差不超过3mm。对钢柱构件误差进行计算，如果没有超过高层建筑高度整体误差要求，就达到了合格标准。
        2.2钢结构的水平力
        在高层建筑工程设计过程中，钢结构设计占据主体地位，为了有效的确保建筑工程质量，要将水平力放在首位。在竖向构件中，建筑自身和楼面种类负载产生的弯矩和建筑高度的一次方是成正比例关系。然而水平荷载对建筑产生的轴向力和建筑高度的二次方成正比。所以，在钢结构设计过程中，不但要考虑竖向荷载，同时要注重水平荷载，选择水平荷载能力比较高的钢材。

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        2.3吊装施工技术
        在进行高层建筑钢结构施工的时候，需要借助各种设备设施对钢梁、钢柱等等进行吊装，确保整个吊装施工过程的安全性及有效性。在进行吊装施工的时候，施工人员必须要充分考虑到竖向荷载对钢柱产生的负面影响，避免因竖向荷载过大造成钢柱变形等不良状况，从而保证吊装施工的整体质量。同时，施工人员需要充分掌握钢柱的设计长度，对钢柱的实际长度进行检查，使其能够达到工程施工的要求。在钢柱的实际长度与设计长度相符的情况下，不能对其进行随意更换，以此保证工程施工的科学性和严谨性。其次，在进行施工操作前，需要做好施工人员的安全防护，通过绳索和栏杆对其进行保护，并利用钢梁的跨度对打孔位置进行确定，之后做好吊耳的焊接工作，使其能够成为满足工程施工需求的吊装点。
        2.4焊接技术
        在焊接过程中，施工人员一定要合理的选择焊接参数、焊丝、电瓶等。对于不同的焊接位置一定要先进行分析，然后再选择不同的焊接工艺，以此达到施工的真正目的。在焊接的时候可以运用左向焊法，这样可以更有效的检查焊缝和熔池，以及准确判断焊缝的形成，但在横焊的时候，就可以采用右向焊法。除此之外，必要的时候还可以选择电渣焊，这是一种自动焊接方式，在焊接的时候只要选择正确的电流、电压，然后根据公式计算出电压、电流、熔缝的宽度，在焊接起弧阶段，电压需要高一点，在焊透之后，电压就要低一点，注意随时调整电压，在焊接结束之后，还要检查焊件的炽热状态，调整工艺参数。
        2.5螺栓连接技术
        在进行土建工程的施工过程中，钢结构的螺栓连接是否紧密直接影响着工程的稳固性，是保证工程使用寿命及使用安全的重要因素。因此，需要确保施工人员能够熟悉运用螺栓连接技术，其中包括了螺栓的安装、螺栓的紧固等等，只有保证螺栓连接的质量达到要求，才能够开展下一道工序的施工。在完成螺栓结构的架设之后，需要根据工程构件的情况进行合理的矫正，防止出现螺栓错位、螺栓变形等不良状况。同时，在进行螺栓的施工过程中，需要从同一个方向进行螺栓的穿入，对每一个细节进行有效管控，以此确保螺栓安装的整体质量，为工程施工的开展提供有利环境。若是在螺栓的安装中出现无法穿入螺孔的情况，需要利用铰刀对其进行调整，使螺栓能够顺利穿过螺孔。
        2.6框架梁制作和安装
        框架梁是高层建筑的关键组成部分，该构件大多会采用工厂化预制的方式，加工制作完成后输送到安装现场。框架梁的下料制作需考虑割缝及焊接变形造成的长度损失，下料长度应稍大于设计尺寸。雪原岩石石材对框架梁制作材料和配器进行编号和记录，避免在安装过程中出现混淆。需结合框架梁承受应力的特点，与钢柱连接部位断面采用悬壁短梁的方式，从而保证框架梁达到设计承载能力。如果采用刚性连接的方式，则需要把框架梁和悬臂梁翼缘进行焊接。
        结语
        钢结构施工技术是传统土建工程建设技术的一项新改革。钢结构技术其施工成本比较低，同时确保了工程的整体稳定性。在施工中利用钢结构技术可以有效提高建筑质量，加快建筑进度，而且还节省了建筑材料，从根本上满足了现代建筑的需求。在具体的工作关系中，还需要不断改进和优化相关技术，以使钢结构技术可以更加成熟和完善，并进而提供更好的应用效果，进一步改进和完善钢结构施工技术，以提高建筑业的发展水平。钢结构技术其施工成本比较低，同时确保了工程的整个稳定性。
        参考文献
        [1]沈强．浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用[J]．山西建筑，2019，45（14）：71-72．
        [2]徐锐．新型装配式高层钢结构住宅体系抗震性与经济性研究[D]．西安建筑科技大学，2018．
        [3]尚龙军．WZ中心钢结构工程施工安装技术研究[D]．青岛理工大学，2015．