張松

摘? ? 要：我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)我國(guó)其它行業(yè)發(fā)展迅速。以鋼材作為高層建筑的主體結(jié)構(gòu)材料，可以滿足其較高的抗震和復(fù)雜的荷載要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)加工，簡(jiǎn)化施工現(xiàn)場(chǎng)的施工工序并且提升作業(yè)效率。因而鋼結(jié)構(gòu)成為越來(lái)越多高層建筑工程的選擇，其應(yīng)用范圍涉及框架結(jié)構(gòu)和墻體、樓板等方面。

關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu)施工;關(guān)鍵技術(shù)

1? 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使我國(guó)快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越頻繁。不僅廣泛運(yùn)用于工業(yè)廠房的建設(shè)，而且逐步向民用建筑尤其是高層建筑（如：住宅、商業(yè)綜合體、寫字樓等）延伸。鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的運(yùn)用有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2? 概述

高層建筑工程中應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)充分利用了鋼材的優(yōu)良加工性能和質(zhì)量相對(duì)較輕的優(yōu)點(diǎn)，大規(guī)模采取裝配式施工工藝，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和強(qiáng)度等性能要求，把主體框架結(jié)構(gòu)以及墻體和樓板等設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件。構(gòu)件在預(yù)制工場(chǎng)按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行生產(chǎn)加工，其幾何尺寸和形狀誤差控制可以達(dá)到極高的精確度。在梁、柱以及樓板等構(gòu)件的預(yù)制過(guò)程中，通常需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范的型鋼和鋼板等原材料，對(duì)承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材原材料的伸長(zhǎng)率、抗拉與屈服強(qiáng)度以及特定元素含量進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)所有需要使用焊接工藝加工的原材料和焊接材料進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)和組織工藝評(píng)定，設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接工藝指導(dǎo)文件和工藝卡，方可開(kāi)展構(gòu)件的焊接生產(chǎn)。而在高層建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)，則按照設(shè)計(jì)的安裝順序?qū)⒏黝愵A(yù)制構(gòu)件進(jìn)行安裝，使用吊裝設(shè)備將構(gòu)件依次安裝就位并進(jìn)行空間位置校正，在相關(guān)測(cè)量參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)的誤差要求后對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行固定。

3? 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

①鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、剛度好、自重輕，空間布局靈活。鋼結(jié)構(gòu)雖然容量大，但是它自身的強(qiáng)度確實(shí)很高的，并且它可以跨越更大的跨度（這在商業(yè)綜合體的建設(shè)中，構(gòu)建更大的空間時(shí)獨(dú)具優(yōu)勢(shì)）。②鋼結(jié)構(gòu)塑性和韌性好，所以不會(huì)因?yàn)榕既坏某?fù)荷而產(chǎn)生突然的斷裂破壞，也使其對(duì)動(dòng)荷載有較強(qiáng)的適應(yīng)性，這些特性為鋼結(jié)構(gòu)的安全、可靠性提供了充分的保證。③裝、拆方便，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)由各種鋼型材組合而成，現(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)，通過(guò)焊接、錨接、栓接等形式，能很方便地形成剛性節(jié)點(diǎn)和鉸接（柔性）節(jié)點(diǎn)，滿足不同的受力狀態(tài)。而且裝、拆都很方便，大大減少了施工周期。這對(duì)于在狹小的區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行高層建筑的施工時(shí)，優(yōu)勢(shì)十分明顯。

4? 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)

4.1? 鋼結(jié)構(gòu)柱體安裝基礎(chǔ)的施工技術(shù)

在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)安裝中，作為關(guān)鍵承重構(gòu)件的柱體安裝至關(guān)重要，因而要控制好柱體基礎(chǔ)的澆筑和柱腳螺栓預(yù)埋質(zhì)量。首先，在基礎(chǔ)澆筑前要經(jīng)過(guò)精確定位預(yù)留地腳螺栓的安裝孔洞，在完成螺栓預(yù)埋后對(duì)其位置進(jìn)行復(fù)核和校正，并且使用卡盤固定后一次澆筑成型。其次，在基礎(chǔ)澆筑固化后對(duì)基礎(chǔ)澆筑的標(biāo)高、軸線以及地腳螺栓的位置進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢驗(yàn)在澆筑過(guò)程中地腳螺栓的位移造成的誤差是否滿足設(shè)計(jì)要求，通常情況下標(biāo)高和軸線的誤差應(yīng)分別小于±5mm和±2mm。

4.2? 結(jié)構(gòu)件加工

結(jié)構(gòu)件加工盡可能地在加工廠進(jìn)行，這樣可以充分利用加工廠的機(jī)械設(shè)備優(yōu)勢(shì)，對(duì)調(diào)直、切割、焊接、除銹等工序進(jìn)行工廠化管理，確保構(gòu)件的加工精度和質(zhì)量。①加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)的資質(zhì)管理：對(duì)于大多數(shù)建筑工程總包企業(yè)而言，鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)件的加工一般都采取專業(yè)分包的形式對(duì)外委托加工。因此，根據(jù)工程體量，選擇具備相應(yīng)資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)就顯得尤為重要。加工企業(yè)只有具備相應(yīng)的技術(shù)力量、機(jī)械設(shè)備、完善的管理制度，才能保證結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，保證供應(yīng)進(jìn)度，滿足總承包企業(yè)對(duì)工程質(zhì)量和工期進(jìn)度的要求。②根據(jù)工程需要，在滿足運(yùn)輸、吊裝負(fù)荷的前提下，合理地劃分結(jié)構(gòu)件的形式、批次進(jìn)行加工。除了主要的承重構(gòu)件（如：主框架柱、梁等單件重量較大的構(gòu)件），次要構(gòu)件在保證尺寸精度的前提下，在工廠內(nèi)盡可能地采取組合的形式進(jìn)行加工（如：樓梯、欄桿、隔墻鋼骨架等），這樣能盡量地減少現(xiàn)場(chǎng)的拼接工作量。③加強(qiáng)工序質(zhì)量檢查：按照檢驗(yàn)批的要求，對(duì)結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量進(jìn)行檢查。檢查構(gòu)件用鋼的合格證明文件，檢查結(jié)構(gòu)件焊接焊縫的高度、密實(shí)性，檢查防腐、防火涂層的厚度等，確保滿足設(shè)計(jì)的要求。

4.3? 鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝

鋼結(jié)構(gòu)的加固一般通過(guò)焊接的方式進(jìn)行，高層施工中普遍采用的焊接技術(shù)有電渣焊和氣體保護(hù)焊。鋼結(jié)構(gòu)在作業(yè)中大部分運(yùn)用CO2為保護(hù)氣的焊接技術(shù)，手工焊接操作簡(jiǎn)便，設(shè)備簡(jiǎn)單易用，因此在大部分位置進(jìn)行焊接操作，然而質(zhì)量程度不高且效率低難以滿足鋼結(jié)構(gòu)的施工要求。因此在高層鋼結(jié)構(gòu)中通常作為焊縫打底施工。其焊接表面不可以出現(xiàn)氣孔、裂紋等問(wèn)題，只有保證表面符合要求才能進(jìn)行下一工序操作。我們需要根據(jù)其的施工步驟制定焊接計(jì)劃，保證整體的進(jìn)度。

4.4? 鋼結(jié)構(gòu)的涂裝

為了確保鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之初，就要考慮鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能和防火性能是否優(yōu)良，傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕或者防火，一般依賴于熱浸鍍鋅，這種工藝流程復(fù)雜，成本較高。所以，目前市面上更為主流的鋼結(jié)構(gòu)防腐、防火工序，是使用防腐涂料和防火涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂裝。一般來(lái)講，鋼結(jié)構(gòu)的涂裝主要是使用涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，主要目的是防腐蝕和防火。隨著使用時(shí)間的增加，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)有生銹腐蝕的情況發(fā)生，這樣會(huì)破壞高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增加了事故風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)建筑周邊的人身和財(cái)產(chǎn)安全都會(huì)造成威脅。另外，相比于腐蝕這種經(jīng)年累月才可能出現(xiàn)的隱患來(lái)講，火災(zāi)的破壞性則更加驚人，為此也需要在鋼結(jié)構(gòu)涂刷防火涂料來(lái)確保鋼結(jié)構(gòu)的防火性能滿足整個(gè)建筑的防火等級(jí)。這里需要注意的是，防火涂料是不能直接涂刷在鋼結(jié)構(gòu)上面的，一般來(lái)講，會(huì)選擇在底層涂刷防銹漆，如：環(huán)氧底漆、環(huán)氧富鋅漆等，之后再涂刷防火涂料。為了保證建筑的整體美觀性，最外層還會(huì)涂刷一些美觀的面漆。

4.5? 強(qiáng)化抗震理念

要想使高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能得以提升，必須在整個(gè)建筑行業(yè)強(qiáng)化抗震理念，由專門的部門對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行研究和宣傳。首先要提高建筑行業(yè)采購(gòu)人員的辨別意識(shí)，選擇密度較大、質(zhì)地較硬的鋼材料，從源頭上提高鋼結(jié)構(gòu)的抗震質(zhì)量，盡最大可能避免因?yàn)殇摬牧蠁?wèn)題而造成的安全隱患。其次，在建筑設(shè)計(jì)中，要從一而終的貫徹落實(shí)抗震設(shè)計(jì)理念，將高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能放置在重中之重的位置，并充分考慮建筑的承載能力。另外，關(guān)于抗震設(shè)計(jì)的理念，我們還應(yīng)該積極借鑒國(guó)外的優(yōu)秀設(shè)計(jì)案例，再結(jié)合我國(guó)具體情況進(jìn)行分析，強(qiáng)化我國(guó)現(xiàn)代建筑行業(yè)對(duì)高層建筑的抗震理念。

5? 結(jié)語(yǔ)

在高層建筑工程的建設(shè)中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，既滿足了其復(fù)雜的荷載要求，又由于可以應(yīng)用裝配式施工技術(shù)而節(jié)省了施工時(shí)間，有效利用了現(xiàn)代城市高層建筑施工場(chǎng)地空間，并且能夠獲得更大比例的內(nèi)部使用空間。因此，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在未來(lái)的建筑工程中必然會(huì)得到更多應(yīng)用。

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