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摘要：钢结构在建筑行业中有着极为广泛的应用，高层建筑与超高层建筑最常用的两种结构体系包括钢筋混凝土体系和钢结构体系以及混合类型体系。按受力形式一般分为框架机构体系、剪力墙结构体系、框架——剪力墙结构体系、框一简结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系六大类。钢结构由于自重轻，强度大非常适合于建造高层建筑，而钢筋混凝土结构的自身大，在高层建筑中经常用于基础的建造。
关键词：高层建筑；钢结构；焊接
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
1 节点设计与施工钢结构体系是许多根构件通过节点连接在一起的，构件与节点一起构成了钢结构体系。节点的设计与施工是影响钢结构施工质量的一个重要环节。（1）节点设计的一般原则钢结构节点设计首先考虑的应是传力可靠，其次是施工方便与造价经济。钢结构的节点在设计时应对整体的受力情况做出模拟分析，确保节点具有足够的强度和刚度。（2）高层钢结构建筑的节点连接钢结构高层建筑的节点设计需要按两种情况区别对待，当不考虑建筑抗震时，节点的设计应为弹性阶段，当考虑建筑抗震时，节点的设计应考虑弹塑性阶段。抗震设计的节点也应同时考虑风荷载作用的情况，以满足实际使用的各种要求。（3）节点的连接施工高层建筑钢结构的节点连接一般采用焊接或高强度螺栓连接，焊接完成时，应采用探伤设备对焊接质量作出检测；采用高强度螺栓连接时，应注意构件的不同受力情况下的影响，对某些构件应加预作用力，保证螺栓的连接可靠，不产生构件滑移。2构件的制作与安装2.1轴线与定位钢结构建筑施工时，首先应在建筑物内部或外部设置控制轴线，对访轴线进行复核，确保精度满足要求后，在随后的构件安装过程中，将以该轴线作为测量控制的基准点，以经纬仪或激光仪引导，放出构件的安装僧。钢柱的安装过程中，只允许采用地面的轴线进行测量控制，不允许引用上一节钢柱的测量参数，避免产生误差的累积。钢柱与基础相连接时，一般采用埋入式刚性柱脚，这需要用高强度螺栓将柱脚与混凝土基础连接起来，地脚螺栓在预埋时，应严格按照基准轴线来定位，当出现误差时不得强行安装，需拆除重做。2.2钢柱的制作与安装钢柱是高层建筑中承受竖向荷载的主要部件，其对建筑的承重体系起着非常重要的作用，因此，钢柱的制作与安装是高层建筑钢结构施工中的控制性步骤。由于钢柱的制作对精度要求十分严格，在下料时应充分考虑焊接变形等原因造成的误差，保证成品构件的精度符合相关规范要求。成品构件应编号加以区分，即使截面完全相同的钢柱与不允许互换，避免出现安装位置错误等问题。钢柱的制作过程中需要对以下几点进行严格控制：钢柱相关部件的位置要符合设计要求，误差也应在规范要求的范围内。一般来说钢柱装配部位的标高有两种控制方式：一种是相对标高，一种是绝对标高。相对标高要求钢柱的长度误差在3mm以内，可以不考虑焊接变形与竖向荷载变形等误差，钢柱变形误差的总和只要在建筑总高度要求的误差内就符合要求。相对标高控制方法只适用用于精度要求不高的12层以下的建筑。绝对标高控制要控制每一根钢柱的标高，它要求制作与安装人员严格考虑每根钢柱的制作误差与变形误差，每一根钢柱的误差都要满足相关的规范才可以，这样才能保证整幢建筑的高度误差得到良好的控制。绝对标高控制法一般适用12层以上的建筑。2.3框架梁的制作与安装高层建筑钢结构体系中，框架梁是重要的一个组成部分。通常情况下，框架梁会在工厂内采用预制的形式进行制作，等制作完成后再运至现场进行安装。框架梁下料时应考虑到焊接时的收缩变形与割缝的损失，因此下料长度要比设计长度稍长。焊接变形长度的估算可按经验公式进行计算，待下料后再复核下料的富裕量，为以后的施工積累经验。为了保证制作出来的尺寸符合设计要求，应对框架梁的装配部件及成品分别进行编号，避免出现乱用错拿的现象，同时也有助于精确下料，避免材料浪费。由于保证梁的承载能力达到设计要求，根据其受力特点，在制作钢柱时一般要在其与梁的连接处设置悬臂短梁（短牛腿），悬臂短梁断面一般呈H型。为了增强框架梁的承载力，梁与柱的连接形式应采用刚性连接。刚性连接就是将悬臂梁的翼缘与梁焊接起来，焊接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝，另外，还要在梁与柱的连接处设置横向加劲肋。框架梁的上、下翼缘的连接形式既可以采用焊接，也可以采用高强度螺栓连接，一般来说，带初板的翼缘多采用焊接形式连接。焊接翼缘时，应先焊下翼缘，再焊接上翼缘，而且要先点焊一端再点焊另一端，不能两端同时焊接，焊接时应采用全熔透的形式焊接。框架梁的腹板多采用高强度螺栓连接，这里值得注意的是螺栓孔需精确加工。螺栓孔的加工有两种形式，一种模板加工，一种是数控机床加工，前者的精度差，但速度快、造价低；后者的精度高，但速度慢、造价低。当螺栓孔位的加工出现偏差时，应用绞刀扩孔进行矫正，严禁采用气割扩孔，以免造成报废构件。高强度螺栓拧紧时应按一定的顺序依次进行，不同的次序的螺母应用鲜艳的色彩予以标明，以方便施工。当框架梁需要与混凝土构件进行连接时，由于混凝土构件的加工精度较低，当发生安装误差时，可以采用在框架梁的腹板上开椭圆孔的方法来解决，但椭圆孔的长向尺寸不得大于2倍螺栓直径，并且应保证孔边距符合相关规范要求。
3 焊接
高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。
3．1 确定焊接顺序
1)平面内：应从建筑平面中心向四周扩展，采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。
2)竖向上：上层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→压型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验(柱一柱焊接可在梁焊接前进行，也可于之后进行)。
3)柱一柱焊接应由两名焊工相对，两面等温、等速对称施焊。
4)柱一梁节头的焊接，一般先焊H型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温后，再焊另一端。
3．2 确定焊接工艺
采用CO2气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。焊接QC小组在项目组的带动下通过工艺评定，编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO2气体保护半自动焊接方法及参数。
首先确定攻关目标，用ABC法找出影响质量的原因，并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施；建立了有效的质量保证体系，制定完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数；通过对焊丝的伸出长度、焊缝层间清理，焊枪施焊角度反复摸索，形成了一整套的操作要领；为使焊接环境处于相对稳定状态，加强了施工防护措施和辅助措施。经过项目组和焊接QC小组全体人员的不懈努力，很好地解决了C02气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
4 安全施工
安全施工是钢结构施工中的重要环节，超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中，仅高强螺栓就有4O万颗，这些零件虽小，但如果从高空掉下去，后果可想而知。
针对超高层钢结构施工的特点，采取事前与过程控制相结合的方法，即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等)，并加强对施工人员的安全教育，坚持日安全巡视制度。在吊柱子时外墙设安全网，吊框架梁时架设临时活动式走道，并随框架吊装逐层升高；拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮，焊接时搭设操作平台，另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。
关键词：高层建筑；钢结构；焊接
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
1 节点设计与施工钢结构体系是许多根构件通过节点连接在一起的，构件与节点一起构成了钢结构体系。节点的设计与施工是影响钢结构施工质量的一个重要环节。（1）节点设计的一般原则钢结构节点设计首先考虑的应是传力可靠，其次是施工方便与造价经济。钢结构的节点在设计时应对整体的受力情况做出模拟分析，确保节点具有足够的强度和刚度。（2）高层钢结构建筑的节点连接钢结构高层建筑的节点设计需要按两种情况区别对待，当不考虑建筑抗震时，节点的设计应为弹性阶段，当考虑建筑抗震时，节点的设计应考虑弹塑性阶段。抗震设计的节点也应同时考虑风荷载作用的情况，以满足实际使用的各种要求。（3）节点的连接施工高层建筑钢结构的节点连接一般采用焊接或高强度螺栓连接，焊接完成时，应采用探伤设备对焊接质量作出检测；采用高强度螺栓连接时，应注意构件的不同受力情况下的影响，对某些构件应加预作用力，保证螺栓的连接可靠，不产生构件滑移。2构件的制作与安装2.1轴线与定位钢结构建筑施工时，首先应在建筑物内部或外部设置控制轴线，对访轴线进行复核，确保精度满足要求后，在随后的构件安装过程中，将以该轴线作为测量控制的基准点，以经纬仪或激光仪引导，放出构件的安装僧。钢柱的安装过程中，只允许采用地面的轴线进行测量控制，不允许引用上一节钢柱的测量参数，避免产生误差的累积。钢柱与基础相连接时，一般采用埋入式刚性柱脚，这需要用高强度螺栓将柱脚与混凝土基础连接起来，地脚螺栓在预埋时，应严格按照基准轴线来定位，当出现误差时不得强行安装，需拆除重做。2.2钢柱的制作与安装钢柱是高层建筑中承受竖向荷载的主要部件，其对建筑的承重体系起着非常重要的作用，因此，钢柱的制作与安装是高层建筑钢结构施工中的控制性步骤。由于钢柱的制作对精度要求十分严格，在下料时应充分考虑焊接变形等原因造成的误差，保证成品构件的精度符合相关规范要求。成品构件应编号加以区分，即使截面完全相同的钢柱与不允许互换，避免出现安装位置错误等问题。钢柱的制作过程中需要对以下几点进行严格控制：钢柱相关部件的位置要符合设计要求，误差也应在规范要求的范围内。一般来说钢柱装配部位的标高有两种控制方式：一种是相对标高，一种是绝对标高。相对标高要求钢柱的长度误差在3mm以内，可以不考虑焊接变形与竖向荷载变形等误差，钢柱变形误差的总和只要在建筑总高度要求的误差内就符合要求。相对标高控制方法只适用用于精度要求不高的12层以下的建筑。绝对标高控制要控制每一根钢柱的标高，它要求制作与安装人员严格考虑每根钢柱的制作误差与变形误差，每一根钢柱的误差都要满足相关的规范才可以，这样才能保证整幢建筑的高度误差得到良好的控制。绝对标高控制法一般适用12层以上的建筑。2.3框架梁的制作与安装高层建筑钢结构体系中，框架梁是重要的一个组成部分。通常情况下，框架梁会在工厂内采用预制的形式进行制作，等制作完成后再运至现场进行安装。框架梁下料时应考虑到焊接时的收缩变形与割缝的损失，因此下料长度要比设计长度稍长。焊接变形长度的估算可按经验公式进行计算，待下料后再复核下料的富裕量，为以后的施工積累经验。为了保证制作出来的尺寸符合设计要求，应对框架梁的装配部件及成品分别进行编号，避免出现乱用错拿的现象，同时也有助于精确下料，避免材料浪费。由于保证梁的承载能力达到设计要求，根据其受力特点，在制作钢柱时一般要在其与梁的连接处设置悬臂短梁（短牛腿），悬臂短梁断面一般呈H型。为了增强框架梁的承载力，梁与柱的连接形式应采用刚性连接。刚性连接就是将悬臂梁的翼缘与梁焊接起来，焊接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝，另外，还要在梁与柱的连接处设置横向加劲肋。框架梁的上、下翼缘的连接形式既可以采用焊接，也可以采用高强度螺栓连接，一般来说，带初板的翼缘多采用焊接形式连接。焊接翼缘时，应先焊下翼缘，再焊接上翼缘，而且要先点焊一端再点焊另一端，不能两端同时焊接，焊接时应采用全熔透的形式焊接。框架梁的腹板多采用高强度螺栓连接，这里值得注意的是螺栓孔需精确加工。螺栓孔的加工有两种形式，一种模板加工，一种是数控机床加工，前者的精度差，但速度快、造价低；后者的精度高，但速度慢、造价低。当螺栓孔位的加工出现偏差时，应用绞刀扩孔进行矫正，严禁采用气割扩孔，以免造成报废构件。高强度螺栓拧紧时应按一定的顺序依次进行，不同的次序的螺母应用鲜艳的色彩予以标明，以方便施工。当框架梁需要与混凝土构件进行连接时，由于混凝土构件的加工精度较低，当发生安装误差时，可以采用在框架梁的腹板上开椭圆孔的方法来解决，但椭圆孔的长向尺寸不得大于2倍螺栓直径，并且应保证孔边距符合相关规范要求。
3 焊接
高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点，而焊接作为钢结构施工的重要工序，其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。
3．1 确定焊接顺序
1)平面内：应从建筑平面中心向四周扩展，采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。
2)竖向上：上层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→压型钢板支托→中层框架梁→压型钢板支托→焊接检验(柱一柱焊接可在梁焊接前进行，也可于之后进行)。
3)柱一柱焊接应由两名焊工相对，两面等温、等速对称施焊。
4)柱一梁节头的焊接，一般先焊H型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头，待其冷却至常温后，再焊另一端。
3．2 确定焊接工艺
采用CO2气体保护半自动焊应用于立焊、斜立焊和俯角焊的工艺，从根本上解决手工电弧焊速度慢影响进度的问题，满足了焊接施工的需要。焊接QC小组在项目组的带动下通过工艺评定，编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO2气体保护半自动焊接方法及参数。
首先确定攻关目标，用ABC法找出影响质量的原因，并进行系列分析，针对这些问题找出相应的对策措施；建立了有效的质量保证体系，制定完善的工艺指导书。经过反复试验，确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的工艺参数；通过对焊丝的伸出长度、焊缝层间清理，焊枪施焊角度反复摸索，形成了一整套的操作要领；为使焊接环境处于相对稳定状态，加强了施工防护措施和辅助措施。经过项目组和焊接QC小组全体人员的不懈努力，很好地解决了C02气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
4 安全施工
安全施工是钢结构施工中的重要环节，超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中，仅高强螺栓就有4O万颗，这些零件虽小，但如果从高空掉下去，后果可想而知。
针对超高层钢结构施工的特点，采取事前与过程控制相结合的方法，即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等)，并加强对施工人员的安全教育，坚持日安全巡视制度。在吊柱子时外墙设安全网，吊框架梁时架设临时活动式走道，并随框架吊装逐层升高；拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮，焊接时搭设操作平台，另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。