沈 強

(山西潞安工程有限公司，山西長治 046000)

1 高層建筑鋼結構的優(yōu)劣勢分析

在高層建筑鋼結構工程中，鋼材是最主要的原材料，它憑著自身的優(yōu)勢，在土建工程中得到了廣泛的使用，既而讓建筑結構由原來的單一化走向了多元化道路。為此，在土建工程中，需要合理的運用鋼結構施工技術，而對此進行研究，是整個行業(yè)的重要課題。

1.1 鋼結構的優(yōu)勢

在如今的建筑行業(yè)中，鋼結構施工技術已經(jīng)被得到了廣泛的使用，同時也是建筑行業(yè)中最重要的組成部分，這對高層建筑的發(fā)展起到了一定的推動作用，而它主要有以下幾點優(yōu)勢:

1)鋼結構強度大:a.鋼材比起混凝土，它的密度更大，這個優(yōu)勢在跨度大的工程中能夠得到更好的運用。b.鋼材具有較好的抗震性、延伸性、吸收能力等，對比其他的抗震材料，鋼材更具優(yōu)越性。c.鋼材它自身的強度較大，單憑這一點，就可以對鋼材所制成的構件做到最小截面，這在壓力所能承受的范圍內起到了更好的穩(wěn)定效果。d.鋼材它的內部組織較為均勻，不會讓使用和預期效果產(chǎn)生太大的差距。

2)施工周期短，更方便:把鋼結構工程與傳統(tǒng)的工程相比較，它能夠在滿足任務要求的同時，縮短施工周期、節(jié)約一定的成本，從而給業(yè)主創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。而施工周期短的主要原因是因為鋼結構它本身就有很多的成型材料，這種成品就壓縮了施工時間，一般情況下，為了從根本上保證鋼材尺寸的準確度，相關人員都會選擇加工廠來對構件進行加工，然后直接運往施工現(xiàn)場進行安裝、加固、改造。

3)質地輕:傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構它的自身重量是很大的，而鋼結構就與之相反，它的質地非常輕，在某種程度上，它的效果就遠遠超過了傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構，比如在承重力相同的情況下，鋼筋混凝土的重量也會超過鋼結構3倍以上。此外，鋼材在運輸?shù)臅r候也會更加方便，這就降低了運輸成本。

4)韌性和塑性強:在靜力荷載下，擁有較強韌性和塑性的鋼結構能夠有效吸收自身的變形，而對于一些重力荷載，鋼結構只會增加變形，不會出現(xiàn)任何的斷裂。鋼結構在動力荷載下，它自身所擁有的韌性和塑性可以幫助它更快的適應，這個優(yōu)勢可以給高層建筑提供更加安全的保障。除此之外，鋼結構還可以進行回收利用，這不但可以減少對環(huán)境的污染，而且更節(jié)能、更環(huán)保。

1.2 鋼結構的劣勢

1)施工技術要求高:在鋼結構施工過程中，除了要規(guī)范它的功能之外，還要對它承受荷載所產(chǎn)生的變形進行前期的考量，加上鋼結構的節(jié)點較多，在設計的時候，就要精確計算出每個螺絲和焊接中所產(chǎn)生的縫隙。此外，由于鋼結構的設計過程比混凝土結構復雜，這就需要較高的施工技術才能滿足鋼結構施工要求。

2)價格太高:雖然鋼結構每年的產(chǎn)量都呈上升趨勢，也形成了生產(chǎn)體系，但由于原材料進口因素的影響，使得市場上的價格極其不穩(wěn)定，這時候的鋼筋混凝土優(yōu)勢就被突顯出來了。

3)不耐高溫:鋼材它具有一定的導熱性，在耐火耐高溫上可以說是一點優(yōu)勢都沒有，比如鋼結構在高溫下會失去一定的承載力，使得建筑出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，而鋼結構耐火性能差，也是阻礙它在土建工程中應用的重要因素。面對這樣的情況，在施工的時候，就需要涂防火涂料，使得鋼結構能夠滿足設計要求。

2 高層建筑鋼結構的設計

2.1 鋼結構的水平力

在高層建筑設計過程中，鋼結構設計占核心位置，為了從根本上保障建筑的質量，就需要把水平力放在第一位。在豎向構件中，建筑物自身和樓面重量荷載所產(chǎn)生的彎矩與建筑物高度的一次方是成正比的;而水平荷載對建筑物產(chǎn)生的軸向力與建筑物高度的二次方成正比。因此，在鋼結構設計過程中，除了要考慮豎向荷載之外，更重要的是要考慮水平荷載，這就需要選擇水平荷載能力比較高的鋼材，深刻了解鋼材的特性，對鋼材的分布進行合理的設計，這也是設計師的首要任務［1］。

2.2 鋼結構設計控制指標

在低層建筑中，鋼結構只是用作連接構件，而在高層建筑中，鋼結構是提高工程安全的重要保障，可見，在高層建筑鋼結構施工中，控制各項技術指標是非常關鍵的，比如在豎向鋼構件偏心加劇的時候，就會開始出現(xiàn)位移，使得附加內力出現(xiàn)，然而當附加內力達到一個限值的時候，就會出現(xiàn)建筑倒塌現(xiàn)象。為此，這就需要對構件進行合理的設計，避免豎向構件出現(xiàn)位移，有效避免側移所帶來的安全隱患。除此之外，在高層建筑中使用鋼結構，還要重視填充墻設計，因為在鋼結構中，填充墻極為容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，會給鋼結構本身造成傷害。

3 土建工程中高層鋼結構施工技術的具體運用

3.1 地腳螺栓預埋技術

在高層鋼結構中，地腳螺栓預埋技術是最常用的，但在該技術運用過程中，一定要注意螺栓的位置，如果還未確定螺栓的位置，那么就會增加鋼柱安裝的難度。因此，施工人員一定要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，按照相關標準確定螺栓預埋水平和垂直標高，然后根據(jù)確定好的位置，把誤差控制在有效范圍內。在螺栓預埋完成后，還要測量預埋的具體位置，并在混凝土凝固后，再次展開測量工作，從而保證測量數(shù)據(jù)符合實際要求［2］。

3.2 吊裝施工技術

在建設過程中，吊裝主要包含了鋼梁和鋼柱的吊裝，其中鋼柱吊裝為主要。在具體施工中，鋼柱在豎向荷載作用下所產(chǎn)生的變形情況是施工人員最需要注意的問題。與此同時，鋼柱的實際與設計長度可能會產(chǎn)生一定的偏差，這就要對鋼柱豎向變形因素進行充分的考慮，即便上下兩節(jié)的截面形狀和長度完全一樣，也不能隨意進行更換，這樣才能控制好施工的嚴謹性。除此之外，在展開鋼梁吊裝施工之前，先要在梁上安裝扶手桿和繩子，保證安裝人員的安全，然后以鋼梁跨度為主要基準，在鋼梁的上方找到適合打孔的位置，然后把吊耳焊接上去，從而用作吊裝點。

3.3 螺栓連接技術

在連接螺栓的時候，施工人員要全面掌握螺栓安裝、緊固工藝，讓螺栓連接中的每個環(huán)節(jié)的質量都能得到相對的保障。在螺栓結構架設完成后，要結合構件展開矯正工作，避免螺栓出現(xiàn)任何的變形和錯位現(xiàn)象。除此之外，在安裝的時候，還要保證螺栓都是從同一個方向進行穿入，只有做好每一個細節(jié)，才能給施工創(chuàng)造更好的條件，如果螺栓無法穿過螺孔，不能強行進行穿入，而是運用鉸刀進行螺孔修正，然后再次進行穿入。

3.4 焊接技術

在焊接過程中，施工人員一定要合理的選擇焊接參數(shù)、焊絲、電瓶等。對于不同的焊接位置一定要先進行分析，然后再選擇不同的焊接工藝，以此達到施工的真正目的。在焊接的時候可以運用左向焊法，這樣可以更有效的檢查焊縫和熔池，以及準確判斷焊縫的形成，但在橫焊的時候，就可以采用右向焊法。除此之外，必要的時候還可以選擇電渣焊，這是一種自動焊接方式，在焊接的時候只要選擇正確的電流、電壓，然后根據(jù)公式計算出電壓、電流、熔縫的寬度，在焊接起弧階段，電壓需要高一點，在焊透之后，電壓就要低一點，注意隨時調整電壓，在焊接結束之后，還要檢查焊件的熾熱狀態(tài)，調整工藝參數(shù)。

4 結語

根據(jù)以上的闡述和分析，高層鋼結構建筑不僅對土建工程的發(fā)展起到了一定的推動作用，同時也在土建中得到了廣泛的應用，鋼結構自身所具有的各種優(yōu)勢適用于不同類型的建筑工程中。為此，相關人員就需要對鋼結構施工技術進行深入的研究，不斷總結經(jīng)驗，學習新知識，只有這樣，才能更好的為我國高層鋼結構建筑提供有力的依據(jù)，促進土建工程走向可持續(xù)發(fā)展道路。