钢结构的施工技术论文(2)
钢结构的施工技术论文篇二
高层建筑的钢结构施工技术
摘要：高层建筑钢结构是以钢材为主要结构支撑体系的，由于钢结构的自重轻，构件预制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特点，但同时也存在一些缺陷。文章介绍了高层建筑钢结构的优点与缺点，并将钢结构的制作、吊装与螺栓紧固过程作了说明，以供广大施工人员参考。
关键词：高层建筑;钢结构;螺栓固定;钢构件
中图分类号：TU758 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2012)20-0081-03
随着我国社会经济的发展与人民生活水平的提高，城市用地越来越紧张，中心城区的人口居住密度也越来越大。此时，建造高层及超高层建筑是解决用地紧张与人口居住矛盾的最佳途径，而且高层建筑也容易成为一个城市建设发展水平的象征。
1 高层建筑钢结构的特点
高层建筑钢结构是以钢材为主要结构支撑体系的，由于钢结构的自重轻，构件预制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特点。但钢结构也有自身的一些缺陷，下面就钢结构的优、缺点进行
介绍：
1.1 高层建筑钢结构的优点
1.1.1 施工周期短
钢结构构件多在工厂中进行预制，通过车辆运输至施工现场即可使用，加之机械化施工方法的普遍应用，钢结构建筑的建造速度都非常快。相比于传统的钢筋混凝土结构，无需考虑混凝土达到设计强度才能进行下一道工序的停留时间，钢结构建筑的建造速度是传统建筑建造速度的4倍以上。
1.1.2 自重轻
普通的高层住宅建筑如采用钢结构，则其自重可以大大减轻。其上部的自重仅为传统钢筋混凝土结构的1/15～1/10，而下部基础的自重为传统建筑结构的1/4～1/3，大大减少了施工材料的用量与降低了地基承载力。
1.1.3 方便于机械化施工
钢结构构件在施工现场安装时使用塔吊就位，并用高强度螺栓安装固定，其施工过程简便，操作技术易掌握，可以大规模开展应用机械施工方法。
1.1.4 适应性强
钢结构的形式与色彩可以多种多样，根据建筑设计的要求，可以建造出各种各样的效果，而且建筑外观的色彩也可以随着外覆涂料的颜色进行变化，这一点是传统的钢筋混凝土结构无法相比的。
1.2 高层建筑钢结构的缺点
尽管高层建筑钢结构的优点很明显，但它也有其自身无法消除的缺点。
1.2.1 耐火性能差
由于钢材是金属制品，其导热系统要远大于钢筋混凝土结构，因此，当钢结构建筑发生火灾后，热量可以沿着钢结构构件迅速传递，当温度达到600℃，钢结构基本丧失了其应用的强度和刚度，导致建筑的垮塌。因此，高层建筑的防火设计是钢结构设计的重要一环，其防火设计需要考虑更多的安全措施。
1.2.2 耐腐蚀性差
由于钢筋混凝土结构由耐腐蚀的混凝土包覆钢筋，其耐腐蚀的性能要比钢结构强。因此，在钢结构建筑进行设计时，必须充分考虑建筑的防腐的问题。一般是通过刷涂防锈漆或在钢构件冶炼过程中加入特殊的防腐元素。
1.2.3 造价高
高层钢结构建筑以钢材为主要原料，其用量比较大，导致整个建筑的造价比较昂贵。相对于廉价的钢筋混凝土结构，钢结构建筑的造价可能是前者的若干倍。
2 高层建筑钢结构施工技术分析
2.1 钢结构构件的制作
在钢结构构件体系中，钢柱与钢梁是最重要的两种构件。由于设计要求不同，需要施工单位对出厂的钢材进行下料、切割、焊接和打孔等工序的制作。
2.1.1 钢柱的制作
在高层钢结构建筑中，钢柱是承受建筑竖向荷载的主要部件，在上部荷载的作用下，钢柱会发生弹性变形，因此，在下料的过程中，钢柱的长度并不完全等同于构件的制作长度。另外，不同的建筑部位有着不同的强度设计要求，因此，即使是形状完全相同的钢结构构件也有可能因其安装部位不一样而采用不同型号的钢材制作，在制作钢柱时，一定要对已完成的成品进行编号，避免下错料、安错位置等情况的发生。钢柱在制作过程中应严格标高的控制，钢柱的长度误差不能超过3mm。当建筑的总层高在12层以下时，由于自重的影响较小，可以不用考虑焊接缩缝、弹性变形等因素的影响，但当建筑的层高大于12层时，则一定要考虑这些因素对标高的影响。
2.1.2 钢梁的制作
高层建筑的钢结构属于框架体系，钢梁与钢柱的连接应采用刚性连接。钢梁多为贯通型结构，其与各结构构件相连接的部位比较多，因此，其制作的工艺方法与要求相应的要复杂一些。钢梁为了增加自身的刚性，多在上下翼缘处设置横向加劲肋，与钢柱等构件相连接处多采用剖口穿透焊缝，腹板采用贴角焊缝，而连接点采用高强度螺栓加固连接。钢梁的制作与安装精度要求也比较高，其施工要求要比钢筋混凝土结构的精度要求高得多。
2.2 钢柱地脚螺栓的预埋
钢结构建筑与混凝土基础相连接时，需要与预埋的高强度地脚螺栓相连接，地脚螺栓的预埋位置准确与否将直接影响上部钢结构安装的质量与难易程度。在进行地脚螺栓预埋时，应严格控制坐标点与高程，在埋设前应进行放线定位复测，浇筑混凝土完成预埋后应进行第二次复测，控制其坐标偏差在±2mm以内，标高偏差在±5mm以内，否则将会导至构件难以准确安装。
2.3 钢结构构件的吊装
在钢结构构件进行吊装前，应检查各钢柱的标高与间距是否准确，同时，保证构件按设计要求的顺序进行安装。在制作时对构件进行编号，吊装时一定不能将错误编号的构件吊到构件安装位置。吊装时应在构件上安装好扶手杆和扶手绳，等构件就位后，将扶手绳系牢，以保证施工人员的安全。某些钢构件由于长度较长，在设计与制作时就对其吊装点进行了考虑，为其预留了吊装孔洞。吊装作业进行时，应按设计要求进行吊装，多点吊装的要保证每个吊装孔处都用钢绳牢固连接。对于小型构件较多的梁柱可以在地面安装完毕后再进行整体吊装，这样可以加快施工速度。
2.4 螺栓固定
2.4.1 螺栓安装
高强度螺栓安装到位后，应保证穿入方向一致，以保证施工的便利。对于箱形截面的构件，可以将螺栓全部从内部穿入，从外面进行紧固。在螺母安装前，应按设计要求先加入规定数量的垫片，如果因为安装误差，使得部分螺母不能穿入，严禁用敲击强行穿入。强行穿入会导致螺纹的损失，造成螺母的安装困难，影响螺栓连接的强度。此时，可以用绞刀进行纠正，纠正前应先将周围其他的螺栓拧紧，避免产生板间的位移。当纠正好并将螺栓安装完毕后，应将孔洞周围的毛刺用砂轮磨光，并清理干净。
2.4.2 螺栓紧固
建筑钢结构的高强度螺栓紧固时，应分为初拧和终拧。对于某些大型构件还可以在初拧与终拧间加入复拧步骤。采取初拧和终拧的紧固方法是为了避免构件在安装过程中，由于某一个部件的点紧固时，对其他的点产生微小的位移影响，导致螺栓的安装强度不均匀。在初拧时，各螺栓应交替进行，不能将某一螺栓一次拧到初拧值，而在终拧时，也应遵循相同的规律进行，最后的紧固值扭力应等于设计的标准轴力扭矩值。
3 结语
钢结构在高层建筑的建造中有着广泛的应用，其自重轻、强度与刚度高、施工速度快等优点正好适用于高层与超高层建筑的需要。钢结构建筑的建造过程主要分为钢结构构件的制作、钢结构的安装就位与节点连接等步骤，在施工过程中，要想保证钢结构达到设计的强度和效果，必须严格施工操作规程，保证施工质量。只有这样，才能确保钢结构发挥其应有的作用。
参考文献
[1] 张峰.浅谈建筑钢结构的施工管理技术[J].城市建设，2010，(67).
[2] 王爱辉.钢结构建筑的制作、安装及施工工艺分析[J].现代制造技术与装备，2008，5(186).
[3] 夏志斌.钢结构设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，1994.
看了“钢结构的施工技术论文”的人还看：
