淺析高層建筑鋼結構施工技術及質量控制

斯林軍

浙江唯勝園林建設有限公司 312000

【摘 要】近年來，隨著我國經濟的長足發展和鋼產量的大幅提高，鋼結構在我國的應用日漸廣泛，而鋼結構本身所具有的許多優越特點正逐漸被重視，這也是鋼結構工程日益增多的原因之一。結構的施工過程是一項錯綜復雜的系統工程，鋼結構建筑具有強度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好等特點。施工質量的好壞就直接影響工程結構的安全，如何控制工程施工質量已引起業內人士的重視。

【關鍵詞】高層建筑；鋼結構；施工技術

1、前言

鋼結構建筑具有強度高、自重輕、施工速度快、抗震性能好、節能環保及工業化程度高等點。隨著城市建筑業的迅速發展，高層鋼結構工程應用越來越多，合理確定鋼結構安裝的施工順序、采取各種措施提高安裝質量是保證整個工程質量和工期的關鍵。一旦鋼結構在施工過程中出現了問題就會帶來許多后患。輕者會影響工期，破壞結構外觀，浪費材料等；重者則可能會造成人員的傷亡，甚至給社會帶來嚴重的不良影響。因此，對于鋼結構工程的施工必須嚴格控制，防患于未然。

2、高層建筑鋼結構的特點

用于建造高層建筑的鋼結構有著許多的特點，其中優點有：結構自重輕.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工業化程度高，用于施工的鋼結構構件可以采用在工廠生產，運至現場進行安裝，因而可以大大縮短施工周期。另外還有一個特點是鋼結構無粉塵的干施工工藝及可回收并重復利用，這個特點符合可持續發展及環保的時代主題。

另外，主要缺點有：耐火性差，鋼材的導熱系數遠比鋼筋混凝土的導熱系數大的多，而且耐火性能比混凝土結構差很多，當溫度達到600℃時，鋼結構就基本上喪失了其所有的強度和剛度；耐腐蝕性差，鋼材表面的鐵原子在空氣中發生反應生成氧化鐵銹，銹蝕會使應力集中，使鋼結構的使用受到安全危害，提前破壞了鋼結構，所以防腐措施是必不可少的。

3、鋼結構施工中存在的問題

鋼結構工程施工中產生的問題，是由于施工單位施工不善而造成的。主要問題有以下幾點：

⑴不熟悉圖紙，盲目施工，圖紙未經會審，倉促施工；未經設計部門同意擅自修改圖紙；

⑵未按相關施工驗收規范施工；

⑶未按相關操作規程施工；

⑷施工方案不周全，質量管理紊亂。

4、鋼結構施工技術

我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20 年的歷史，并在設計和施工中積累了不少經驗，我國已自行編制了《高層民用建筑鋼結構技術規程》。針對高層建筑鋼結構安裝構件數量多和施工技術復雜的特點，對關鍵工序進行了研究，通過編制各種專項施工技術方案及質量控制措施，實現高精度安裝、快速完成工期的目標。

4.1鋼結構穩定性設計的原則

為了凸顯鋼結構的優勢，必須做好鋼結構體系以及組成部分的穩定性工作?，F在鋼結構的設計大多數是按照平面體系來設計的，如桁架和框架。我們要使得這些平面結構不發生平面外失穩，需要從結構整體布局來解決，可以增加必要的支撐構件等。要求平面結構構件的平面穩定計算需與結構布置相一致。

4.2高層建筑鋼結構施工的材料要求

在不同的結構中對材料的要求也會不同，在廣州市天河區珠江新城商業.辦公樓1幢B2-10地塊（財富中心）地下部分鋼結構安裝方案中，則需要保證材料的抗拉強度.伸長率.屈服點.冷彎試驗.沖擊韌性合格，并保證硫.碳.磷含量符合要求。當鋼板厚度≥36mm時，要求采用Q345GJC鋼材。鋼材應滿足《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）的要求，鋼材的抗拉強度與屈服強度的比值不應小于1.2。鋼材應具有明顯的屈服臺階，且伸長率δ應大于20%。鋼材應具有良好的可焊性，同時應具有冷彎試驗的合格保證。除標明外，鋼板厚度≤35mm時，采用Q345B鋼材；當鋼板厚度36～100mm時，采用Q345GJC鋼材，斷面收縮率≥Z15。其中當鋼板厚度≥50mm時，要求斷面收縮率≥Z25。當鋼板厚度≥36mm時，要求斷面收縮率≥Z15。

4.3鋼結構制造技術

對于高層建筑的柱和梁，由于是主要承力構件，其結構制造的幾何精度將直接影響到安裝精度和承載狀況。特別是柱與柱的連結節點，目前大多設計采用非對稱V型坡口全焊結構、接觸和摩擦共同傳力的栓焊結構形式。柱與梁連結節點采用單面V型坡口加鋼襯墊全焊形式和腹板栓接，翼緣焊接的栓焊結構。其中栓接螺栓大多采用高強度螺栓，栓接面需進行噴鋁或無機富鋅防銹防滑漆進行處理，出廠前抗滑移系數≥0.5。

⑴焊接工藝評定實驗

對于不同材質、板厚，特別是屈服強度大于420MPa的高強度鋼（如國家體育場“鳥巢”），必須根據不同接頭形式，確定坡口尺寸和焊接工藝參數進行實驗，并對接頭焊接試件進行機械性能、彎曲、夏比沖擊等檢驗，達到設計規范要求后，方可進行工廠批量生產。

⑵鋼結構的拼裝技術

拼裝工序是鋼結構制造的主要工序之一，拼裝質量的好壞，影響到桿件箱口尺寸、扭曲、旁彎等制造幾何精度。對于高層建筑的箱形或工型立柱，就顯得尤為重要。為保證立柱端面尺寸精度，常對隔板或腹板進行機加工或采用精密切割技術，保證其幾何尺寸誤差控制在±0.5mm或±1mm以內。同時為減少變形，采用自約束和外力夾緊的它約束方式，滿足拼裝間隙控制在0.5mm以內。

⑶鋼結構工程的焊接技術

鋼結構使焊前，對焊條的合格證進行檢查，按說明書要求使用，焊縫表面不得有裂紋、焊瘤，一、二級焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋，一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷，一、二級焊縫按要求進行無損檢測，在規定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。原則是采用結構對稱、節點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續施焊，每一層焊道焊完后應及時清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫 多層梁柱焊接時，應根據安裝情況先焊頂層柱與梁節點，其次焊底部柱與梁節點，最后焊中間部分的柱與梁節點。在焊接頂層梓與梁節點時，應先焊梓頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。

5、安全施工

安全施工是鋼結構施工中的重要環節，高層建筑鋼結構施工的特點是懸空.高空.作業點多。在施工過程中，僅高強螺栓就很多，這些零件雖小，但如果從l00m以上的高空掉下去砸到人頭頂，后果就不堪設想了。針對這些高層建筑鋼結構施工的特點，必須采取事前與過程控制相結合的方法，首先加強對施工人員的安全教育，堅持日安全巡視制度。然后采取防護措施比如帶安全帽.走安全梯.纜風繩.防墜板.防墜器等。

6、結束語

鋼結構體系已成為民用住宅建筑中的一種綠色環保的新型結構體系。由于我國對于鋼結構建筑這一領域的起點是比較低的，相應的各個方面的施工技術還不是很成熟，需要一步一個腳印，積極對待，積累經驗，不斷開拓創新，積極推動我國鋼結構建筑的發展。

參考文獻：

[1]郝燕春，大型鋼網架安裝技術[J].山西建筑，2007，33（10）：195-196.

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[3]鋼結構工程施工工藝標準 作者：張琨.北京：中國建筑工業出版社，2003