高層建筑鋼結構焊接施工技術

劉所激

摘 要：在對高層建筑進行施工建設時，離不開對鋼結構的使用，在高層建筑達到一定的高度時，怎樣在上部建立鋼結構來作為體系的支撐是施工中的重點問題，筆者通過對高層建筑中鋼結構焊接技術的分析，介紹幾點有關鋼結構的焊接施工技術，以供參考。

關鍵詞：高層建筑；轉換層；施工技術

隨著經濟的高速發展和人們生活水平的提高，人們對自己所處環境的外形要求也越來越高。施工單位為滿足受眾這一要求，在建筑物的外觀和形狀的設計上也朝著多樣化的方向發展，在很多高層建筑物的設計中都采取通透的方式來打造底部的空間，這樣看起來會更加寬敞，而在對高層建筑物的上部施工時，為了避免產生較大的負載，大多采用制作時間短拆除簡單的鋼架構支撐。

1.高層建筑鋼結構的優勢

高層建筑中使用鋼結構的優點在于：①鋼結構的重量比較輕，運輸和安裝時比較方便；②鋼結構具有較好的抗震性；③使用鋼材施工具有一定的塑性和韌性，不會因為突然的超載發生斷裂的現象；④鋼結構的設計多種多樣；⑤鋼結構連接時一般都使用螺栓連接，這樣不但可以降低鋼結構的重量，而且方便于施工；⑥鋼結構有利于保護環境，鋼結構產生的噪音較小、粉塵較少、固體垃圾量少，并且廢鋼資源還具有一定的回收價值；⑦鋼結構的綜合造價比較低，需要投入的資金不多；⑧鋼結構工業化制作的程度比較高、精度高、質量高。

2.高層建筑鋼結構的施工內容

高層鋼結構建筑施工是一項高危險性的作業，其施工中不僅主體較多，同時多數作業都需要在高空或是懸空進行，因此在施工中具有較多的不確定因素，稍不留意就可以導致安全事故的發生。所以在高層鋼結構建筑施工中應以安全為主，在施工中明確安全的重要性，將安全責任具體細化并落實到每一個具體的人，從而將安全隱患消滅在萌芽狀態中。

3.鋼結構高層建筑的構造施工

在運用鋼結構設計高層建筑時，要嚴格按照規范和實際需要對轉換層進行設計，在鋼結構的設計中要注意節點的施工問題，因為它與安全息息相關，不止如此，節點對于高層建筑的轉換層結構是否成功具有重要作用，在節點施工時，必須要保證節點的硬度和強度，在選擇材料時必須要安全可靠，還要考慮現場的焊接和螺栓安裝等一系列的安裝順序問題，以及工作人員能否方便臨時固定和現場施工，避免出現構件到達現場后無法安裝的現象。

4.焊接工藝

不同的鋼結構特點對應著不同的焊接工藝。鋼結構建筑的焊接的順序為由結構到節點再到全方位對稱焊接。從上層框架梁到壓型鋼板之托再到下層框架梁，到壓型鋼板之托，再到中層框架梁，到壓型鋼板之托，最后進行焊接檢驗。之后，焊接質量控制小組通過過立焊、橫焊、斜立焊等的反復實驗后編制焊接參數，對出現的問題進行認真并解決，最終形成工藝指導書書面材料，指導焊接工作。同時，焊接操作的確定還要結合焊絲的長度、焊槍施焊角度、焊縫的清理。

5.吊裝技術

吊裝是鋼結構高層建筑施工的關鍵環節，其速度和質量關系著整個施工工程的質量。它主要包括鋼柱的吊裝和鋼梁的吊裝。具體來講，鋼柱是決定建筑物層高和總高度的主要豎向構件。鋼柱的吊裝首先要劃分吊裝作業區域，其吊裝順序為從整體的框架梁柱結構到樓板結構，從主梁到次梁。吊裝前，在在預埋的地腳螺栓上加上保護套防止絲牙被碰壞。在吊裝第一節鋼柱時，要注意吊點的選擇。吊點的設置應該在柱連接耳板螺旋孔，并且將墊板以及鋼楔校正好。當鋼柱吊起后將M22大六角高清螺栓擰緊，再調節標高，誤差不能超過6mm，調整上下柱接頭錯邊。

在實行鋼梁的吊裝前，要先檢查標高和柱子的間距。為保證施工人員的安全，須在吊裝主梁之前，裝好扶手桿和繩。并根據鋼梁的跨度選擇吊點。鋼梁吊起后進行安裝，焊縫收縮量在2-3mm之間，并及時檢查柱垂直度、傾斜度，保證構件位置準確。

6.繪制高層建筑鋼結構的施工詳圖

一般而言，高層建筑鋼結構施工的詳圖主要包括例如：高層建筑鋼結構施工總說明、錨栓布置圖、圖紙目錄、零件詳圖、構件安裝節點圖、螺栓清單、構件立面和平面布置圖、構件清單、構件詳圖等一系列詳盡的內容。高層建筑鋼結構的施工必須明確清晰的反應出構件的斷面尺寸和幾何形狀，其中還應包含軸線、標高、構件編號以及該構件在立面圖或平面圖中所在的安裝區域等等詳細的數據。

一個高層建筑質量的好壞，首先要取決于圖紙的繪制。工程施工需要依照圖紙來進行，所以圖紙的繪制必須要明確，精煉，尺寸標注詳細，重點突出，讓人們可以通過圖紙清楚地看到整體建筑的架構，這樣才可以在后期施工時按照圖紙合理安排工期，提高工作效率。

7.高層建筑鋼結構的施工計算與要點

7.1支撐體系荷載的施工計算

為了確保高層建筑的安全問題，最重要的就是計算好鋼結構的荷載，荷載過小會造成鋼結構不安全，在施工過程和后期居住時，都嚴重威脅著生命安全。荷載過大就會增加鋼結構成本，造成經濟資源的浪費，因此，在工程施工時必須要重視對建筑荷載問題的計算。

7.2高層建筑鋼結構的施工選擇

高層建筑的鋼結構體系主要由柱間支撐、上部荷載、預埋件、支撐柱等幾部分組成。上部荷載在其中的作用最大，因為它在鋼結構體系中起到支撐整個體系的作用，在選擇高層建筑的支撐體系時都要依據支撐的平面形式和上部的荷載情況進行選擇。

7.3高層建筑鋼結構的施工要點

在建筑鋼結構體系時，必須保證整體結構的穩定性，這一方面就需要柱間支撐來發揮作用。常見的柱間支撐有H 型鋼、圓管或方管、工字型鋼等，在施工時根據不同的需要，采取不同的截面形式來保持整體結構的穩定性。柱間支撐在施工時要注意鏈接問題，主要是與上部模板結構的鏈接上，要確保能把荷載傳遞到支撐體系中，保證在連接方便的基礎上產生有效支撐，在現實施工過程中還要考慮現場施工的難易程度等現實性問題。

7.4操作環境的控制

高層建筑鋼結構焊接對操作環境也有著一定要求，由于這項工作一般是在高空環境下作業的，所以比較容易形成環形氣流，焊接會受到風的影響，焊道中可能有來自多個方向的風，樓層越高，焊接受到風的影響則越大。在風不斷的吹的前提下，焊縫冷卻的速度也會加快，施工單位選擇了CO2氣體保護焊的工藝技術，其最容易受到風的影響，所以，施工單位一定要采取有效的防護措施。本工程在普通風速的影響下采取藥芯焊絲替換實芯焊絲、增大氣體流量及焊道短防護等措施，但在秋冬季節則必須加裝防風平臺，以實現環境、操作人員與周邊人員安全的三防護。

8.結語

高層建筑的鋼結構體系是一門技術性強的學科，在施工時要嚴格按照相關標準進行計算設計，相關的工作人員在掌握過硬技術的同時還要按照工作規范來要求自己，隨著現代化進程的不斷加快，房地產事業的高速發展，在高層建筑工作人員必須要掌握專業的技術知識，不斷學習新的設計理念，這樣，才能在現場施工時更加熟練，才能滿足高層建筑鋼結構支撐體系發展的需要。

參考文獻：

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[2]李保平，安建民，余建國，趙連偉，張旭擘.特式吊樓分體與臨時支撐施工技術[J].中國建筑金屬結構，2009.