论文部分内容阅读
【摘 要】 随着社会经济的不断发展，建筑水平的不断提高，钢结构以其自重轻、施工方便快捷、抗震性能好、环境污染少的优势在建筑工程领域得到了合理、广泛的应用，是主要的建筑结构类型之一。由于建筑钢结构的施工工程具有强度高、耐久性好、可循环利用的环保特性，对建筑施工业实现可持续发展有着重要意义。因此，如何采取提高建筑钢结构施工的技术与质量控制的措施势在必行。本文对高层建筑钢结构施工技术进行了探讨。
【关键词】 高层建筑;钢结构;施工技术
引言：
高层建筑的钢结构施工技术是一项复杂的、多系统配合的工程，施工技术难度较高，复杂性较强。必须严格按照施工工艺，需要大量的专业施工技术人员，在高层建筑施工中抱以实事求是的精神、科学律已的态度，才能促进这一行业更好的发展。
一、高层建筑钢结构的分析
高层建筑事业的不断发展，明显标志之一便是钢结构建筑的广泛使用，所谓的钢结构就是以钢材为主要建筑材料，通过钢板焊接、钢柱安装、螺栓连接而成的建筑结构，优势诸多，在施工过程中所需钢结构的配件可以直接通过工厂化生产，安装可以随时进行，使用空间范围较广，整个施工工程所需要的时间比较短，材料购买成本低，具备一定的施工安全可靠性，传统的钢筋混凝土在使用上一旦受到强烈的抗压，便会造成建筑质量的损坏，钢材的抗压强度比钢筋混凝土大，固定性强，利于导热，强烈的耐火性能维持建筑结构的抗火性，建筑结构所需材料较多，在一定程度上会有成本上的压力，但是钢材料有可循环再利用的效果，避免出现材料浪费的现象。虽然钢结构有較多的优势，但是其也有局限性，钢结构必须有防火涂料维持其抗火性的稳定，但是所需要的防火涂料价格高，提高涂料购买成本，钢结构表面的铁离子容易与空气中氧气生成化学反应，导致钢材料不断出现生锈现象，进一步腐蚀钢结构的其他配件，缩短了钢结构的使用时间，降低建筑工程的整体质量。
二、建筑钢结构施工的前期准备
在建筑工程的钢结构工程进行施工之前，开展了施工人员的技能培训课程，严格对每个施工人员进行素质加强和能力提高。由于项目的施工组织设计是工程实施的指导性文件，是每个工序实施的首要前提条件，该工程进行施工组织设计的时候十分严谨、有序地参照相关标准组织设计，并且施工部门组织了有关工程管理和技术人员对设计图纸进行会审。为了进一步预防发生质量和安全事故，该工程还制定了工程的主体施工方案，并提出材料进度计划。
此外，还根据施工图纸结合本单位的设备和技术条件，提前做好焊接工艺评定报告，做好放样、切割、组装、焊接的技术保证措施，同时进行钢材进场检验并合理堆放。图纸是工程施工的依据，设计图纸上的数据是否正确，关系到工程能否顺利无误执行，这需要施工人员在工程开始之前与设计单位结合，一起讨论研究图纸涉及的各个方面和图纸上位置、标高等的数据，如发现有出入的，要及时与设计单位探讨研究，做出更改，避免施工过程中的错误。同时施工组织设计的完善程度直接关系到工程的质量、进度，为了保证施工过程中各项工程的有序开展，应该要对施工中的关键控制点、难点做详细的说明，并提出具体的解决方案。
三、高层建筑钢结构施工技术
1、螺栓预埋
在螺栓预埋过程中，柱脚螺栓的预埋点必须十分精确，如有一点的偏差就会导致钢柱安装上出现困难，进而对安装质量有较大的影响。因此，螺栓的预埋位置必须给予十分严格的控制，特别是在施工过程中应该严格控制好基础轴线以及标高基准点，在埋设后应进行两次复测，第一次复测应该在埋设定位之后进行，第二次的复测应该在基础混凝土浇筑并待其坚固之后进行，当在复测的过程中出现位移超出了规定的范围就必须进行重新埋设。其标高位置的偏差应在±5mm之间，定位轴线的偏差范围应控制在±2mm之内。
2、钢柱吊装
钢柱竖直于地面，钢柱影响了建筑高度和层数。对其生产加工需考虑目前行业标准。钢柱在用料制作时要注意焊接过程会导致材料收缩，并且将其竖直放置后受力改变后也有可能受向下的压力扭曲，因此翻样、下料时选择材料要比完成长度略长些，大概几毫米的差距。且钢柱上相两截的尺寸即使一样也不能互换。每节钢柱用编号加以区分。准确安装。
高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域，吊装按划分的区域，平行顺序同时进行。为了避免钢柱安装的时候撞坏螺栓丝牙部位，要在地脚处安装保护保护装置。钢柱被吊起来等待安全前需做好前期设置工作，在预定位置按好应用于上下的梯子，挂蓝等。起重时用双机还是单机设备的选择根据高柱的轻重和起重机的载重能力来判定。
3、钢梁吊装
主梁起吊前期要调查好各项安全设施，梁上安装好辅助工具：扶手干，绳。起吊安装到位后把扶手绳和柱子紧紧挤在一起，确定稳固。这是施工安全的重要组成部分。通常情况下选择梁上边界处打孔使之成为吊点。它的大小和方位反映的是钢梁跨度的大小。如果小梁数量很多，也可以用一次多吊的方法节省时间。此外还有一种方法增加施工安全和效率是将梁、柱在地面组合成一个大的整体一次性起吊，但需要保证整体性不会因为高空重力而散架。
4、钢结构高强螺栓连接
（1）节点处理
高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔、板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧，结合良好，先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量不宜多于临时螺栓总数的3%。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓，以防止损伤螺纹，引起扭矩系数的变化。
（2）螺栓安装
高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行。螺栓要按照同一个方向穿进。考虑到工程方便，所有都按照由内而外的方向进入螺栓，在外面做好牢固措施。也有一些习惯从外向内穿进，以方便实际动手操作。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时，根部的垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头，安装尾部的螺母垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。 （3）螺栓紧固
高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧是考虑钢板扭曲和螺栓的切合程度不再紧实，做好第一次加固措施，防止二者相互影响。高强度螺栓紧固时，至少分二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧轴力一般宜达到标准轴力的60%-80%，最低不应小于标准轴力的30%。
复拧即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的基础上，再重复紧固一次，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。终拧是对高强度螺栓作最后的紧固。终拧的轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。考虑高强度螺栓的蠕变，终拧时预拉力的损失、根据试验，一般为设计预拉力的5%-10%。
5、钢结构焊接
钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设计要求分为I、Ⅱ、Ⅲ级，I级焊缝要求最高，Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查，表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。I、Ⅱ级焊缝应进探伤检验，其检验方法按以下原则确定：①对工厂制作的焊缝，应按每條焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm。②对现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，且应不少于1条焊缝。Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%，Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%。
施工中钢柱之间的连接常采用坡口电焊连接。主梁与钢柱间的连接，一般上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接，柱与梁的焊接顺序，先焊接顶部柱、梁节点，再焊接底部柱、梁节点，最后焊接中间部分的柱、梁节点。
对坡口进行电焊粘贴的前期工作有检测坡口平实度、清理杂物废物使之符合焊接标准、先加温使其适应焊接、两个柱子结合时用两个焊接人员两边同时开工，柱子和梁也采用这种连接方式，这样可以缓解形状不对称或变形。
对于厚板的坡口焊，打底层焊多用直径4mm焊条焊接，中间层可用5mm或6mm焊条，盖面层多用直径5mm焊条。三层应连续施焊，每一层焊完后及时清渣。焊缝余高不超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10，但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时，用石棉布保温使焊缝缓慢冷却。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。
6、防火喷涂
6.1喷涂工艺的流程
先利用搅拌机拌料，其次对拌料振动筛过滤，然后把过滤后的料倒进料斗，接着用喷涂工具把料喷涂在结构的表面，最后加覆防火涂料进行固化。需注意流程中，要重点重复最后两道工序，以达到标准要求的厚度。
6.2注意事项
（1）拌料过程配料时要严格按照涂料的配比。搅拌时间不能够少于20分钟，搅拌合格标准，涂料内没有结块、稠度均匀，还要求流动性达到施工要求，涂料以用手抓起掌心向下，涂料不落下。
（2）喷涂过程中，第一遍为防止涂料在固化过程中产生裂纹，厚度达到4到8mm之间。喷枪操作时，距工作墙面的距离必须小于0.3m。
（3）喷涂完成后，需检查喷涂效果，尤其是角落和缝隙处。厚度不够处进行补涂。
四、结束语
高层建筑的钢结构施工是一项极为复杂的工程。但是高层建筑中钢结构以其自身的特点得到广泛的应用。但要实现建筑工程的高质量还要从建筑的施工技术着手，对于钢结构在高层建筑中的施工技术，需要对施工工艺的各细节进行严格把关。
参考文献：
[1]王留成.大连期货广场钢结构工程安装施工技术[J].钢结构.2010（01）
[2]郑茁.建筑工程中超高层钢结构旋工管理技术[J].中国新技术新产品.2011（07）
[3]文科，高层建筑施工安全对应措施探析[J]，科技风，2009（9）.
[4]宾洁，浅谈高层建筑施工安全管理[J]，企业研究，2011（16）.
[5]阎安定.浅述轻钢结构施工质量控制[J]，山西建筑.2009，（2）.
【关键词】 高层建筑;钢结构;施工技术
引言：
高层建筑的钢结构施工技术是一项复杂的、多系统配合的工程，施工技术难度较高，复杂性较强。必须严格按照施工工艺，需要大量的专业施工技术人员，在高层建筑施工中抱以实事求是的精神、科学律已的态度，才能促进这一行业更好的发展。
一、高层建筑钢结构的分析
高层建筑事业的不断发展，明显标志之一便是钢结构建筑的广泛使用，所谓的钢结构就是以钢材为主要建筑材料，通过钢板焊接、钢柱安装、螺栓连接而成的建筑结构，优势诸多，在施工过程中所需钢结构的配件可以直接通过工厂化生产，安装可以随时进行，使用空间范围较广，整个施工工程所需要的时间比较短，材料购买成本低，具备一定的施工安全可靠性，传统的钢筋混凝土在使用上一旦受到强烈的抗压，便会造成建筑质量的损坏，钢材的抗压强度比钢筋混凝土大，固定性强，利于导热，强烈的耐火性能维持建筑结构的抗火性，建筑结构所需材料较多，在一定程度上会有成本上的压力，但是钢材料有可循环再利用的效果，避免出现材料浪费的现象。虽然钢结构有較多的优势，但是其也有局限性，钢结构必须有防火涂料维持其抗火性的稳定，但是所需要的防火涂料价格高，提高涂料购买成本，钢结构表面的铁离子容易与空气中氧气生成化学反应，导致钢材料不断出现生锈现象，进一步腐蚀钢结构的其他配件，缩短了钢结构的使用时间，降低建筑工程的整体质量。
二、建筑钢结构施工的前期准备
在建筑工程的钢结构工程进行施工之前，开展了施工人员的技能培训课程，严格对每个施工人员进行素质加强和能力提高。由于项目的施工组织设计是工程实施的指导性文件，是每个工序实施的首要前提条件，该工程进行施工组织设计的时候十分严谨、有序地参照相关标准组织设计，并且施工部门组织了有关工程管理和技术人员对设计图纸进行会审。为了进一步预防发生质量和安全事故，该工程还制定了工程的主体施工方案，并提出材料进度计划。
此外，还根据施工图纸结合本单位的设备和技术条件，提前做好焊接工艺评定报告，做好放样、切割、组装、焊接的技术保证措施，同时进行钢材进场检验并合理堆放。图纸是工程施工的依据，设计图纸上的数据是否正确，关系到工程能否顺利无误执行，这需要施工人员在工程开始之前与设计单位结合，一起讨论研究图纸涉及的各个方面和图纸上位置、标高等的数据，如发现有出入的，要及时与设计单位探讨研究，做出更改，避免施工过程中的错误。同时施工组织设计的完善程度直接关系到工程的质量、进度，为了保证施工过程中各项工程的有序开展，应该要对施工中的关键控制点、难点做详细的说明，并提出具体的解决方案。
三、高层建筑钢结构施工技术
1、螺栓预埋
在螺栓预埋过程中，柱脚螺栓的预埋点必须十分精确，如有一点的偏差就会导致钢柱安装上出现困难，进而对安装质量有较大的影响。因此，螺栓的预埋位置必须给予十分严格的控制，特别是在施工过程中应该严格控制好基础轴线以及标高基准点，在埋设后应进行两次复测，第一次复测应该在埋设定位之后进行，第二次的复测应该在基础混凝土浇筑并待其坚固之后进行，当在复测的过程中出现位移超出了规定的范围就必须进行重新埋设。其标高位置的偏差应在±5mm之间，定位轴线的偏差范围应控制在±2mm之内。
2、钢柱吊装
钢柱竖直于地面，钢柱影响了建筑高度和层数。对其生产加工需考虑目前行业标准。钢柱在用料制作时要注意焊接过程会导致材料收缩，并且将其竖直放置后受力改变后也有可能受向下的压力扭曲，因此翻样、下料时选择材料要比完成长度略长些，大概几毫米的差距。且钢柱上相两截的尺寸即使一样也不能互换。每节钢柱用编号加以区分。准确安装。
高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域，吊装按划分的区域，平行顺序同时进行。为了避免钢柱安装的时候撞坏螺栓丝牙部位，要在地脚处安装保护保护装置。钢柱被吊起来等待安全前需做好前期设置工作，在预定位置按好应用于上下的梯子，挂蓝等。起重时用双机还是单机设备的选择根据高柱的轻重和起重机的载重能力来判定。
3、钢梁吊装
主梁起吊前期要调查好各项安全设施，梁上安装好辅助工具：扶手干，绳。起吊安装到位后把扶手绳和柱子紧紧挤在一起，确定稳固。这是施工安全的重要组成部分。通常情况下选择梁上边界处打孔使之成为吊点。它的大小和方位反映的是钢梁跨度的大小。如果小梁数量很多，也可以用一次多吊的方法节省时间。此外还有一种方法增加施工安全和效率是将梁、柱在地面组合成一个大的整体一次性起吊，但需要保证整体性不会因为高空重力而散架。
4、钢结构高强螺栓连接
（1）节点处理
高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔、板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧，结合良好，先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量不宜多于临时螺栓总数的3%。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓，以防止损伤螺纹，引起扭矩系数的变化。
（2）螺栓安装
高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行。螺栓要按照同一个方向穿进。考虑到工程方便，所有都按照由内而外的方向进入螺栓，在外面做好牢固措施。也有一些习惯从外向内穿进，以方便实际动手操作。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时，根部的垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头，安装尾部的螺母垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。 （3）螺栓紧固
高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧是考虑钢板扭曲和螺栓的切合程度不再紧实，做好第一次加固措施，防止二者相互影响。高强度螺栓紧固时，至少分二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧轴力一般宜达到标准轴力的60%-80%，最低不应小于标准轴力的30%。
复拧即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的基础上，再重复紧固一次，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。终拧是对高强度螺栓作最后的紧固。终拧的轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。考虑高强度螺栓的蠕变，终拧时预拉力的损失、根据试验，一般为设计预拉力的5%-10%。
5、钢结构焊接
钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设计要求分为I、Ⅱ、Ⅲ级，I级焊缝要求最高，Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查，表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。I、Ⅱ级焊缝应进探伤检验，其检验方法按以下原则确定：①对工厂制作的焊缝，应按每條焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm。②对现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，且应不少于1条焊缝。Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%，Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%。
施工中钢柱之间的连接常采用坡口电焊连接。主梁与钢柱间的连接，一般上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接，柱与梁的焊接顺序，先焊接顶部柱、梁节点，再焊接底部柱、梁节点，最后焊接中间部分的柱、梁节点。
对坡口进行电焊粘贴的前期工作有检测坡口平实度、清理杂物废物使之符合焊接标准、先加温使其适应焊接、两个柱子结合时用两个焊接人员两边同时开工，柱子和梁也采用这种连接方式，这样可以缓解形状不对称或变形。
对于厚板的坡口焊，打底层焊多用直径4mm焊条焊接，中间层可用5mm或6mm焊条，盖面层多用直径5mm焊条。三层应连续施焊，每一层焊完后及时清渣。焊缝余高不超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10，但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时，用石棉布保温使焊缝缓慢冷却。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。
6、防火喷涂
6.1喷涂工艺的流程
先利用搅拌机拌料，其次对拌料振动筛过滤，然后把过滤后的料倒进料斗，接着用喷涂工具把料喷涂在结构的表面，最后加覆防火涂料进行固化。需注意流程中，要重点重复最后两道工序，以达到标准要求的厚度。
6.2注意事项
（1）拌料过程配料时要严格按照涂料的配比。搅拌时间不能够少于20分钟，搅拌合格标准，涂料内没有结块、稠度均匀，还要求流动性达到施工要求，涂料以用手抓起掌心向下，涂料不落下。
（2）喷涂过程中，第一遍为防止涂料在固化过程中产生裂纹，厚度达到4到8mm之间。喷枪操作时，距工作墙面的距离必须小于0.3m。
（3）喷涂完成后，需检查喷涂效果，尤其是角落和缝隙处。厚度不够处进行补涂。
四、结束语
高层建筑的钢结构施工是一项极为复杂的工程。但是高层建筑中钢结构以其自身的特点得到广泛的应用。但要实现建筑工程的高质量还要从建筑的施工技术着手，对于钢结构在高层建筑中的施工技术，需要对施工工艺的各细节进行严格把关。
参考文献：
[1]王留成.大连期货广场钢结构工程安装施工技术[J].钢结构.2010（01）
[2]郑茁.建筑工程中超高层钢结构旋工管理技术[J].中国新技术新产品.2011（07）
[3]文科，高层建筑施工安全对应措施探析[J]，科技风，2009（9）.
[4]宾洁，浅谈高层建筑施工安全管理[J]，企业研究，2011（16）.
[5]阎安定.浅述轻钢结构施工质量控制[J]，山西建筑.2009，（2）.