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第1篇

關鍵詞：高層；建筑；鋼結構；施工技術

Abstract: along with our country city to speed up the process, an influx of immigrants into the city, land shortage. With the large number of high-rise buildings.Steel structure with its special characteristics andmechanical properties, so its application in the construction industry more and more widely. This paperintroduces the composition of high-rise steel structures,analysis of high-rise steel structure construction technology, for reference only.

Keywords: high; construction; steel structure; construction technology

中圖分類號：TU74文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

一、鋼結構的特點

鋼結構是指以鋼材為材料做成受力構件的結構,因其具有承載力強、自重輕、強度高、施工快、抗震強等優點,通常用于高層、大跨度、體型復雜、荷載或吊車起重量大，有較大振動、要求能活動或經常裝拆的結構。進而取代了傳統的磚混結構、混凝土框架結構建筑。

二、鋼結構主要構件

（一）梁、柱

鋼結構住宅結構一般設計為強柱弱梁形式，梁柱均取等截面形式。梁主要選用高頻焊接和熱軋H鋼，它是工字鋼的升級換代產品，具有抗彎性能好，翼緣寬，側向剛度大，翼緣表面相互平行，構造方便等優點。我國目前采用的H鋼梁大多為Q235和Q345鋼，翼緣寬度為60～180mm，截面高度為100～800mm。

鋼結構住宅一般為大開間，框架柱在兩個方向都承受較大的彎矩，同時應該考慮強柱弱梁的要求，目前廣泛使用焊接H型鋼或I字熱軋鋼截面。對于軸壓比較大、雙向彎矩接近、梁截面較高的框架柱，采用雙軸等強的鋼管柱或方鋼管混凝土柱。方鋼管混凝土柱不僅截面受力合理，同時可以提高框架的側向剛度，防火性能好，而且結構破壞時柱體不會迅速屈曲破壞。

（二）樓板

樓板結構的選擇至關重要，它除了將豎向荷載直接分配給墻柱外，更主要的作用是保證與抗側力結構的空間協調作用。所以，樓板必須有足夠的承載力、剛度，并且與鋼框架實現可靠連接，確保結構體系的整體剛度和穩定性。另外從抗震角度來看，還應采用相應的技術和構造措施減輕樓板自重。同時樓板還要應該滿足住宅功能的要求，如防顫動、隔音、隔熱等。我國鋼結構住宅的樓板，一般采用鋼筋混凝土結構和鋼結構體系的傳統做法。常用的樓蓋結構有:壓型鋼板-現澆混凝上組合樓板，現澆鋼筋混凝土板以及鋼-混凝土疊合板，而以第一種最為常用。

（三）支撐體系

支撐分軸交支撐和近年發展起來的偏交支撐兩種，前者耐震能力較差，后者在強震作用下具有良好的吸能耗能性能，而且為門窗洞的布置提供了有利條件，目前國內用得還很少，建議在高烈度區首選偏交支撐。

三、高層建筑鋼結構施工技術

（一）塔吊

塔吊的選擇一定要符合施工要求以及布置的位置是否方便施工以及以后的拆卸等問題。在塔吊的選擇上應優先考慮內爬式塔吊，因為鋼結構建筑采用內爬式塔吊不需要對樓層進行加固，并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面，采用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工，對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。若使用附著式塔吊時，如果工程設計師180m,那么就要采用210m的塔吊比較合適,這樣,即從經濟上考慮,又在施工成本上節約。

（二）吊裝

吊裝在鋼結構施工中是一個關鍵重要的工序，吊裝的速度與質量對整個工程起著舉足輕重的作用。

吊裝的總原則：

a.在一個平面內,要從中心位置,核心筒逐步向四周去展開吊裝,從中間位置的單元,要先構件成一個穩定的單元剛度柱,要先吊裝柱,再吊裝梁,在一個柱網單元固定后,在依次在周圍吊裝兩個單位,三個單元,直到最后全部吊裝完成后進行全面的校對。

b.豎向吊裝順序(以一柱三層為例):先安4根鋼柱下層框架梁測量校正螺栓初擰中層框架粱上層框架粱測量校正螺栓初擰測量校正終擰高強螺栓焊接焊縫檢測散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接下、中、上層鋼梯、平臺吊裝樓蓋鋼筋混凝土樓板施工。

（三）焊接

焊接高層鋼結構具有工期緊、結構復雜、工程量大、質量要求高的特點,而焊接作為鋼結構施工的重要工序,其焊接順序與工藝參數的選擇與施焊水平對工程的“安全、優質、高速”的完成影響重大。焊前進行清理，使用電動鋼絲砂輪對坡口內及兩側的浮銹打磨清理，并進行必要烘干處理。焊接順序和焊接方向的合理性。先焊收縮量大的焊縫，以保證焊縫能夠自由收縮；從部件相互之間相對固定的位置朝向彼此間有更多的相對運動自由的位置。拼板時，先焊錯開的短焊縫，后焊通直的長焊縫。在焊接的過程中，注意保護氣體對焊接點的保護，限制空氣侵入。對于重要的焊接結構，若焊接接頭的組織和性能不能滿足要求時，可采取焊后熱處理（退火、回火、淬火)以改善焊接接頭的組織和性能，同時也可以消除或減少焊接應力。

四、高層建筑鋼結構施工特點

鋼結構的施工大體上可分為三大部分：鋼構配件的制作、現場的拼接安裝、防腐防火處理。

（1）鋼結構施工對施工測量要求嚴格。鋼結構在進行結構計算時，力學模型非常清晰，尺寸變化對模型影響明顯。因此，在制作和安裝階段，施工測量是較為重要的問題。例如，下料不精確，會造成構件的變形；安裝時不能就位，影響承荷效果鋼結構施工現場焊接的環境特點。

（2）鋼材具有熱脹冷縮的特性，其在安裝過程中對天氣、溫度等條件敏感。鋼結構焊接有其專門的技術規程要求，實際工作中，自然條件不能滿足工作要求時，往往要采取人工措施給施工創造條件，比如焊條的預熱、鋼板的預熱加溫等。如果鋼結構在施工過程中尺寸變化較大，溫度過高或過低都會對安裝精度產生影響。

（3）鋼結構易銹蝕，防火性能較差，需對其進行涂裝保護。把鋼結構防火涂料涂在鋼結構件表面，以起到防火隔熱保護作用，防止鋼材在火災中迅速升溫而降低強度，避免鋼結構失去支撐能力而導致建筑物垮塌。

五、安全施工

安全施工是鋼結構施工中的重要環節,超高層鋼結構施工的特點是高空、懸空作業點多。在施工過程中,僅螺栓就有40萬顆,這些零件雖小,但如果從l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。針對超高層鋼結構施工的特點,采取事前與過程控制相結合的方法,即事先采取防護措施(如防墜板、防墜器、安全梯、纜風繩等),并加強對施工人員的安全教育,堅持安全巡視制度。

工程在吊柱子時外墻設置網,吊框架梁時架設臨時活動式走道,并隨框架吊裝逐層升高;擰螺栓時在梁端掛設吊籃,焊接時搭設操作平臺,另外做到及時鋪設樓層壓型板以確保施工安全。

盡管鋼結構體系在我國還處在剛剛起步階段，但該體系集眾多優點于一身，一旦相關的配套技術及市場問題進一步解決之后，鋼結構的發展將有著非常光明、廣闊的前景。

參考文獻

[1] 王培成. 高層建筑鋼結構施工技術與管理[J]. 科技資訊, 2011,(09)

第2篇

【關鍵詞】高層建筑 鋼結構

一、住宅建筑中應用鋼結構的優勢

1.能合理布置功能區間

利用鋼材強度高的特點，設計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創造開放式住宅。

2.自重輕、抗震性能好

相同建筑面積的建筑樓層，鋼結構自重輕，根據比較，六層輕鋼結構住宅的重量，僅相當于四層磚混結構住宅的重量。而且鋼材具有延性，能比較好的消耗地震帶來的能量，所以抗震性能好，結構安全度高。

3.施工方便、工期短

鋼結構構件，可以實行工廠化生產，現場安裝。由于現場作業量小，對周圍環境污染少，同時，施工機械化程度高，加快了施工速度。根據統計，同樣面積建筑物，鋼結構比砼結構工期，可縮短三分之一，而且可節省支模材料。

4.綜合造價低

由于自重輕，基礎費用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設工期短，間接費又可減少，所以綜合造價低。

5.符合住宅產業化和可持續發展的要求

鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化程度高，并且能將節能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，將設計、生產、施工一體化，提高住宅產業化的水平。

二、鋼結構加固的方法

1.改變結構計算圖形的加固

改變結構計算圖形的加固方法指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節點性質和邊界條件，增設附加桿件和支撐，施加預應力，考慮空間協同工作等措施對結構進行加固的方法。

1)鋼柱的加固

(1)增設支撐減少柱計算長度。

(2)將屋架與柱交接改為剛接，減少柱計算彎矩和計算長度。

(3)增加屋蓋支撐使排架柱可按空間結構進行驗算。

(4)加強某柱列，使排架所受水平荷載主要由該列柱承擔，其他柱列卸載，減少加固工作量。

2)鋼梁的加固

(1)增設支柱或支撐以減少梁的跨度，提高梁的承載力。

(2)增設拉桿施加預應力。

(3)將各單跨梁支座連接成連續梁，以減少跨中彎矩。

2.增大構件截面的加固

1)鋼柱的加固可采用改變截面形式方式，來提高彎矩作用平面內外的承載能力。

2)鋼梁加固，焊接組合梁和型鋼梁都可在翼緣板上加焊水平板，斜板或型鋼進行加固，一般宜上下翼緣均加固，但當有鋪板上翼緣加固困難時，亦可僅對下翼緣補強加固。對用于梁腹板抗剪強度不足的加固，當梁腹板穩定性不能保證時，往往采用設置加勁肋的方式。

3.連接和節點加固

1)原焊接連接的加固

焊接連接的加固應采用焊接，可采用增加焊縫長度，加大焊縫高度或兩者同時進行的方法實現，優先考慮增加焊縫長度。

2)原鉚釘螺栓連接的加固

鉚釘連接的加固宜用高強螺栓摩擦型連接；螺栓連接的加固也宜用高強螺栓。當用焊縫加固普通螺栓或鉚釘連接時，應按焊縫承受全部作用力設計計算其連接，不考慮兩種連接的共同工作，且不宜拆除原有連接件。

3)節點連接的擴大

當原有連接節點無法布置加固新增的連接件或焊縫時，可考慮加大節點連接板或加輔助件，新增節點板應牢靠地焊接在原節點板上，加輔助件的方法一般要求短斜板與節點板間的焊縫承載力是該短斜板與桿件連接焊縫承載力的1.5倍。

三、鋼結構安裝

1.箱型柱安裝：箱型柱在實際施工過程中按照材料采購、加工、運輸、吊裝、連接（加固）工藝完成。所有鋼結構制品，在刷防銹油漆前，必須將構件表面的毛刺、鐵銹、油污及附著物清除干凈。立柱安裝吊裝采用塔式起重機，利用柱頂臨時設計連接耳板為吊裝吊點進行吊裝。立柱連接采用臨時連接板和臨時螺栓進行連接，形成穩定的單元框架后調整焊接及UT檢測。

2.鋼梁安裝鋼梁的安裝分主梁、次梁和外挑梁的安裝；主梁材質為Q345B軋制H型鋼。主梁在立柱形成單元后采用捆綁串吊施工，根據該工程的設計特點吊裝數量2~4根；次梁和剪力墻框架梁由于空間和接點的實際情況，一般采用單根吊裝。

3.高強螺栓安裝高強螺栓是目前建筑鋼結構最先進的連接方法之一。它的特點是施工方便，可拆可換，傳力均勻。根據本工程的設計方案高強螺栓采用摩擦型連接。緊固辦法采用專用棘輪扳手和扭矩扳手經初擰和終擰完成。

4.栓釘焊接栓釘焊接是高層鋼結構施工中不可缺少的一個環節，常見的栓釘焊接分為直接焊接在鋼梁上和穿過壓型鋼板后焊接在鋼梁上兩種方式。本工程采用直接焊接在鋼梁上。

四、鋼結構工程的事故破壞形式及原因分析。

1.鋼結構的承載力失效。

1)鋼結構的強度指標不合格。在鋼結構設計中有兩個重要的強度指標：屈服強度和抗拉強度。當構件承受較大剪力或扭轉時，鋼材抗剪強度也是一個重要強度指標。

2)鋼結構的連接強度不滿足要求。包括焊接強度，螺栓連接強度。

3)使用荷載和條件的改變。

2.鋼結構的剛度失效。

主要因素有軸心受壓構件的長細比要求，受彎構件的允許撓度要求，壓彎構件的長細比和撓度的要求，支撐體系的選擇和設置。

3.鋼結構的穩定。

鋼結構構件由于材料強度高，所需截面相對較小，所以最容易失穩，鋼結構的失穩最容易發生在其基本的軸心受壓構件、壓彎構件和受彎構件。因此，在鋼結構設計中保證其構件不喪失穩定性極為重要。

1)影響結構構件的整體穩定的主要原因。

(1)構件的各類初始缺陷。

主要包括：初彎曲、初偏心，熱軋和冷加工產生的殘余變形及其分布，焊接殘余應力和殘余變形等。

(2)構件受力條件的改變。

鋼結構使用荷載和使用條件的改變引起受壓構件應力增加，使受拉構件轉變為受壓構件，從而導致構件整體失穩。

(3)施工臨時支撐體系不夠。

2)導致鋼結構構件局部失穩的主要原因。

(1)構件局部穩定的不滿足。

組合截面要構件設計中，加勁肋的布置和構造應當合理而經濟，以加強局部穩定。

(2)局部受力部位加以勁構造措施不合理。

如支座、較大集中荷載作用點，應當設支承加勁肋，構件運輸單元的兩端及較大構件的中間設置橫隔等。

(3)吊裝時吊點位置選擇不當。

鋼結構在設計時，圖紙應詳細說明正確的起吊方法和吊點位置。

4.鋼結構的疲勞破壞。

鋼結構的疲勞破壞往往在其循環應力攤牌作用下發生。如果鋼結構構件的實際循環應力特征和實際循環次數超過設計時所采取的參數，就很可能產生疲勞破壞。

第3篇

關鍵詞：鋼混結構；鋼結構；高層建筑；施工特點

1.鋼混結構在高層建筑施工中的應用

鋼管混凝土屬于鋼混結構范疇，其主要特點是充分發揮了混凝土和鋼材的優勢，鋼管由于灌入混凝土，其穩定性得到提升；混凝土受到周圍鋼管的約束，其抗壓能力獲得提高。該組合結構具有高強度、輕質、抗沖擊性能優良及耐腐蝕等諸多優點。鋼管混凝土除了具備以上優良特性外，在施工方面同樣優勢顯著，由于鋼管的約束作用，可不搭設模板；鋼管能夠代替混凝土柱中的主筋及箍筋，省去了鋼筋籠的焊接工作，因此，極大地降低了施工周期。最適合應用在高層建筑、大跨度橋梁等工程結構的承壓構件中。

鋼混結構對于鋼管的要求較低，鋼管既可選用無縫形式也可選用焊縫形式，其中鋼管混凝土最小直徑應不低于10cm，直徑過小的鋼管增加了混凝土的灌注振搗難度；為了保證澆筑過程中鋼管的約束強度，壁厚應不低于0.4cm。為了保證鋼管混凝土的剛度，所灌注混凝土標號不應低于C40。鋼管混凝土融合鋼筋和混凝土的各自優勢，在具體施工過程中應兼具二者的特性。以下是具體施工特點分析。

1.1鋼管

絕大部分鋼混結構中，均選用卷焊鋼管，對焊縫的要求較低，一般選用直縫，保證焊縫在受力條件下不容易出現應力集中問題，卷制方向應用鋼板的軋制方向相同。卷制內徑根據鋼材類型而定，高層及大跨橋梁結構中使用最廣泛的16Mn鋼板，其卷制內徑應不低于鋼板厚度的40倍。卷制前應先開坡口，坡口位置應與卷軸正交。

1.2鋼管拼裝

為了保證運輸不受限制，單個鋼管單元長度不應大于10m，對于高層建筑中的鋼管混凝土拼裝作業，鋼管預制長度應該根據施工現場的吊裝能力而定。鋼管單元在焊接過程中，必須保證鋼管內肢管平順，應嚴控焊接應力引發的鋼管內肢管變形問題，為了盡可能降低焊接對肢管的干擾，應采取反向焊接的方式，在鋼管兩側對稱施焊，以沖抵焊接帶來的微變形。對于直徑較小的鋼管，應選擇固定點焊；直徑較大的鋼管，可選用光圓鋼筋焊接于鋼管接口處，起到支撐作用，為了提升焊接質量，可在鋼管內壁加設內襯。焊接順序的確定要以盡可能降低變形為主要目的，焊縫通過檢測后方可在焊縫處進行防腐蝕保護。

1.3鋼管混凝土結構灌注

由于鋼管混凝土結構省去了柱內鋼筋籠的編制，因此，便于進行混凝土現澆作業。為了確保鋼管內混凝土完全密實，澆筑面應略高于鋼管端口，并采用振搗棒均勻插搗。當鋼管混凝土直徑大于40cm時，除進行必要的插搗外，應采用板式振動器均勻振搗。對于少部分直徑過大的鋼管混凝土，為了保證內部混凝土密實，還應采用加速振實法。鋼管混凝土結構一個施工單元內，混凝土澆筑作業必須一次性連續完成，需要加設施工縫時，應臨時關閉管端，以防異物墜入。

當混凝土澆筑作業臨近尾聲時，應使得澆筑面略高于端口，并將預留的排氣孔板貼實于端口，并迅速焊接，待所澆筑混凝土強度達到設計強度的70%以上時，再將壓實于端口的排氣孔板同端口焊接。

2.高層鋼結構施工應用

2.1鋼筋及型鋼

為了確保框架結構中梁柱交叉位置末端鋼筋的相互獨立，在柱結構型鋼施工中，在型鋼腹板位置應預先鉆孔，保證梁端鋼筋順利穿入且互不影響。鉆孔大小既要滿足梁端鋼筋的最大直徑，還應盡可能減小腹板開孔對型鋼承載力的削弱作用，工程實際中，腹板開孔直徑一般介于5-6mm。對于梁柱交叉位置及型鋼翼緣附近，在澆筑混凝土的過程中不易排盡空氣，因此，在澆筑前應預設若干排氣孔道。

2.2混凝土模板架設及現澆作業

為了保證混凝土模板的穩定性，應將梁底部的固定螺栓置于鋼梁下弦處，蓋板應選用可拆解模板搭設，從而提高模板的利用率，g接降低施工費用。在具體的鋼結構施工中，必須嚴格依照鋼結構行業規范中要求的施工順序進行，混凝土澆筑也應遵照相關混凝土施工規范，對于型鋼翼緣等容易出現混凝土不密實的位置，應加強振動操作，保證混凝土結構整體質量安全可靠。

3.高層建筑鋼結構施工中的獨特要點

高層建筑鋼結構工程不同于普通的鋼結構施工作業，必須引起足夠的重視。首先，考慮到鋼結構的繁雜性，必須在裝配前做好施工組織規劃，加之鋼結構對施工精度要求苛刻，其拼裝工作必須做到嚴絲合縫。相反，高層建筑選用鋼混結構形式時，混凝土應采用現澆形式，其精度要求降低，若兩種結構形式并存時，將給施工過程帶來諸多不便。再者，高層建筑鋼結構施工中，其作業平臺較高，其施工進程必然受到外界不良天氣的干擾，比如遇到大風、暴雨等強對流天氣時，鋼結構的起吊作業將無法開展。所以，在安排施工進度時，應充分考慮這一方面。