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高层建筑钢结构在土建工程中的应用研究权锋

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：权锋

[导读] 摘要：随着我国的现代化建设逐渐推进，高层建筑已经成为城市的基本配置，成为满足广大人民群众住房需求的一项根本途径。

        中国建筑第二工程局有限公司华东公司上海 200000
        摘要：随着我国的现代化建设逐渐推进，高层建筑已经成为城市的基本配置，成为满足广大人民群众住房需求的一项根本途径。在高层建筑的建设施工中，钢结构技术得到迅速推广。客观来说，钢结构技术所具备的较高的抗震性能和强度，和高层建筑的性能要求基本一致，因而受到了各大建筑施工企业单位的高度重视。因此，在高层建筑施工建设中，相关企业单位务必要结合实际情况对这一技术进行不断优化，整体上提高建筑性能和建筑质量，以满足人们日益增长的物质生活需求。
        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，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利支持。
        1高层建筑钢结构的优势
        1.1钢结构的强度较高
        与混凝土图结构相比，钢结构具有更高的密度，且抗震性能、吸收能力和延伸性等等都更胜一筹，能够充分满足工程施工的需求。同时，由于钢材的强度较高，能够实现最小截面的构件，使构件的承载能力更加稳定，再加上钢材本身就是一个内部组织比较均匀的材料，能够保证工程施工的实际效果达到预期的目标。
        1.2材质均匀分配
        由于钢材具有十分均匀的内部质地，因此，可以利用材料力学的相关专业知识来计算钢材内部结构的受力情况。为确保钢材可以满足项目结构的设计需求，在对钢材进行冶炼轧制生产的过程中需要对工艺水准以及钢材质量进行严格的把控，确保成品钢材的各项性能符合要求，减少可能会影响工程项目的不良因素，确保工程结构强度。
        1.3可回收利用
        对于钢结构建筑物，其施工材料可以再次加工、回收利用，减少建筑材料的浪费，在节省开支的同时产生更多的经济效益。
        2高层建筑钢结构的劣势
        2.1施工技术的要求较高
        在进行高层建筑钢结构的施工时，既要充分考虑到钢结构的功能，也要重视在荷载作用下钢结构的变形，对钢结构的焊接及螺栓安装可能出现的缝隙进行计算。与混凝土结构相比，钢结构对工程施工技术的要求更高，否则将直接影响到钢结构施工的效率及质量。
        2.2抗火能力弱
        钢结构不仅怕水，还怕火，原因在于钢结构的材质。由于钢结构属于合金材质，其中铁的导热性非常强，当钢结构遇到明火时，能够迅速传导至主体结构，当温度上升到一定阶段时，钢材的强度下降。
        3超高层钢结构建筑施工技术的要点分析
        3.1施工前的准备工作
        设计图纸超高层钢结构建筑施工前需要进行图纸规划，明确施工工艺及尺寸，保障设计理念能被施工方理解并作为施工方的建设标准，同时也能作为施工结束后的评判标准。安装准备由于超高层建筑采用的钢结构主体是由前期工厂模具制作好的结构，需要一次性安装到位，体积和重量较大，因此在安装过程中需准备好吊装设备———起重机。吊装前要考虑吊装设备能否满足承载需求，只有将合适的吊装设备准备到位，才能确保施工过程顺利进行。施工准备施工人员需要做好一系列准备，包括钢结构配合部件、设计尺寸、仪器设备、运输装备等。施工过程中遇到突发事项时的应对措施也要准备到位，防止突发事项的产生，保障施工过程安全顺利。

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        3.2钢结构选型与布置
        目前建筑材料市场上流转的钢结构选型种类非常多，在实际进行钢结构种类选择和布置时，应该提前考察和了解工程建设环境特点和业主需求，而且还需要充分考虑到建筑所要实现的施工功能特点、荷载性能、抗震需求、材料供应、人员组成等多方面影响因素，最终选择出最适合建筑施工需求，且经济环保的钢结构体系和结构形式。
        4高层建筑钢结构在土建工程中的具体应用分析
        4.1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[3]。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。
        4.2钢结构焊接技术
        在架构高层建筑的钢结构时，技术人员往往会首选焊接手段，在我国现阶段的高层建筑施工中，比较常规的焊接技术主要有气体保护焊和电渣焊。具体来说，钢结构的焊接往往采用一氧化碳作为保护气体，但是如果想要进一步提升焊接效果往往需要手工辅助气体。在开展手工焊接操作时，其操作工艺相对来说更加简易，用到的操作设备难度系数整体较低，能够结合实际情况，在不同的钢结构位置进行精准焊接。但是，手工焊接操作也存在比较明显的弊端，那就是效率和质量方面距离高层建筑的钢结构施工要求水准还有一定差距。所以，高层建筑的钢结构焊接往往会采用焊缝打底。技术人员务必要保证焊接表面的绝对光滑，任何的裂纹和气孔都有可能导致焊接工艺功亏一篑，无法与下一步作业顺利衔接。
        4.3螺栓预埋技术
        预埋螺栓技术的具体应用过程中，最关键的操作是精准的把握预埋柱脚螺栓的位置及螺栓顶标高设定。只有这样，才有利于保证钢柱安装的质量和方便。因此，在施行该技术操作时，首先严格把控基础轴线和标高基点，为保证测量的准确性，可以进行三次重复检测，第一次测量在于确定埋设具体位置，第二次是在每个地脚螺栓群固定后复检，第三次是在混凝土浇筑完全凝固后的测量，并标记好中心线及标高。要注意的是，三次测量所得数据不能超过指定的位移范围。具体来说，实际工地现场施工过程中，标高偏差确保控制在正10mm之内，同时将定位轴线偏差定位在5mm以内。地脚螺栓预埋好后，应进行有效保护，以免损伤螺牙或被混凝土所污染，常用方法有塑料套筒保护和胶带纸包扎保护。在地脚螺栓预埋偏移的调节时，不允许采用移焊嫁接、气割烤调的工艺。
        4.4螺栓安装技术
        节点全部处理好之后才能进行高强度螺栓的安装，对此螺栓穿入的方向要保持一致性。通常情况下，为了使施工便利，箱型截面的部件接合部，都应该从内往外插入，在其外侧进行紧固。如果操作不方便，可以反方向的插入螺栓。大六角螺栓连接在安装的时候，螺栓头连接的应该是有倒角的一侧，尾部的螺母垫圈应该和扭剪型螺栓的安装相同，不能强行的穿入螺栓，在不能穿入的情况下，要对螺孔进行修正，修正前要拧紧四周的螺栓，板叠密贴后才能进行，修正时候要注意不能使铁屑掉入叠缝中。完成铰孔之后要除去毛刺和铁屑。
        结束语
        综上所述，高层建筑钢结构是土建工程中不可或缺的重要部分，但是钢结构本身不仅具有较高的优势，也存在着一些劣势，这就需要加强技术研究，以便能够在改进技术的同时，帮助施工人员更好地应用高层建筑钢结构，从而满足土建工程各方面的要求，促进土建工程施工技术水平的提高。
        参考文献：
        [1]王瑞亮.超高层建筑钢结构制作施工重点、难点分析及控制措施[J].住宅与房地产,2018(36):141.
        [2]张利军.高层建筑结构抗震设计要点解析[J].建材技术与应用,2018(06):12-14.
        [3]赵建洪.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].现代物业(中旬刊),2018(12):196.
        [4]张志强,贾洪亮.高层建筑混凝土结构设计分析[J].工程建设与设计,2018(23):21-22.
        [5]王小光.高层钢结构建筑施工技术分析[J].居舍,2018(34):74.