摘要：自从改革开放以后，随着社会经济和科技的高速发展，我国的建筑行业有了很大的进步和发展。同时近些年随着高层建筑的不断出现，建筑钢结构具有抗震性能优及施工周期短等优点，被广泛应用于各类建筑当中。本文根据工程案例，对其钢结构的施工技术进行阐述，并进行钢结构的变形模拟计算分析，供同行借鉴参考。
关键词：钢结构；建筑工程；施工
前言
钢结构在近几年得到非常广泛的应用，特别是一些工业厂房或高层建筑，均广泛应用。高层建筑钢结构施工具有一定程度的危险性，因此在施工过程中应该根据规范，结合工程实际进行合理施工，才能确保施工质量，防止不必要的损害人身安全事故的发生。
一、工程概况
本建筑1至5楼是共用裙房，6 楼以上为两个塔楼，高为188米，西边共有37层，高为138米。其结构是由外框钢管柱以及混凝土内核心筒组成，梁柱与钢管柱之间采用钢筋混凝土环梁进行连接，钢结构总体2800 t，东边楼相互结合伸臂桁架钢结构以及 19 根钢管柱构成。西边楼主要是通过 10 根型钢混凝土结构构成。
二、高层建筑钢结构的施工分析
（1）钢结构内部剖析
钢结构包含外框圆形钢管柱和伸臂钢桁架等，而办公楼则是由核心筒和外框进行组合。伸臂钢桁架的钢材为 Q345GJB 钢，钢管柱的钢材为Q345B 钢，同时，外框共圆形钢管混凝土柱有 19根，往地下室的底板内铺上生根，而其中的 14 根柱子都是伸向办公楼的主屋面，长度为 185.8 m，5 根柱子伸向 177.35 m，全部高面一共有 8~9 次的截面尺寸有所改变。
为了能够加大核心筒与外框柱间的侧向刚度，特设伸臂桁架定于 11 层与 26 层作为突发状况的人类避难层，每一层插入 3 榀，宽跨度为 35.5 m，高跨度为 4.6 m，其中单榀桁架的合理重量大概是25.8 t。钢管柱以及桁架的连接方式主要是通过钢牛腿焊接完成，核心筒混凝土墙以及预埋在墙内的H 型钢骨柱主要是通过焊接来完成。办公楼内部结构平面分布如图 1 所示。
图1 办公楼内部结构平面分布
（2）高层建筑钢结构的钢管柱分节
钢管柱吊的分节主要是通过工程施工的实际现场情况来进行有效合理分节的。塔吊吊装能力是分节高度确认的重要前提，建筑体中的办公楼的部分组成是由 19 根圆形钢管柱所组成的，它的断层尺 寸 有 8 段 为 GKZ1、GKZ2，同 时 还 有 9 段 为GKZ3，外框钢管柱的设计图纸要参照以上尺寸来进行设计。实际施工中钢管柱位置与基坑支撑若不进行一层一节分节很难避免两者所可能产生的矛盾。同时，结合了实际经济效益后，现场的吊装能力依然按照两层一节柱将外框钢管柱分为 24 节。GKZ1 钢管柱分节见表 1。
（3）高层建筑钢结构的伸臂桁架分节与安装依照工程施工的顺序，办公楼的伸臂桁架分别设置在 12 层和 27 层，每一层都设置有 3 榀，一共6 榀。单榀伸臂钢桁架及分节单元如图 2 所示。
图2 单榀伸臂钢析架及分节单元
按照工程施工的设计图纸，伸臂钢桁架分别以斜腹杆和上下弦杆进行现场焊接，现场的散件可以作为臂钢桁架安装的依据来进行合理的安装。单榀伸臂桁架是由下弦杆、斜腹杆、上弦杆所组成，安装的具体方法为：首先将伸臂桁架的下弦杆固定安装好后再插入伸臂桁架的斜腹杆，最后再将伸臂桁架的上弦杆安装好以完成钢管柱的安装。如图 3 所示。
图3 伸臂桁架安装流程
（4）高层建筑钢结构的“十”字柱安装方法建筑体中公寓楼的有效结构是应用“十”字柱安装法，它主要是通过把 5 根侧核心筒外边的柱子用塔吊吊装进行由下往上以后，再利用塔吊吊装左侧的 5 根柱子的方法进行安装。“十”字柱安装法是在施工现场由远及近在进行的，它在地下室的第一节柱到顶部之间用塔吊吊装起来进行连续施工，待“十”字柱脚锚栓成功安装好之后再对其进行定位。需要注意的是，要避免柱的四面定位中心线以及地面定位中心线不对齐，作业人员要小心把控好“十”字柱的高度再准确无误地定位在“十”字柱脚锚栓上，保持两中心线的对齐吻合，很好去完成“十”字图柱的定位工作，如图 4 所示。
图 4 “十”字柱的就位工作分布图
三、高层建筑钢结构的钢结构变形模拟计算
高层建筑的施工工程结构构件的内力可能会发生较多的变化，结构体常处于不可预测的变化之中，因此，这对高层建筑工程施工的要求是极为严格且难度是相当大的。倘若安全度得不到提高，很容易导致事故或者工程受阻的发生。为了能够保障施工安全及施工正确方式，可以通过计算机有效进行模拟计算来进行安全保障的实施。计算机的模拟计算是以 Me-chanical-U 结构分析系统来进行，它结合 beam188 单元自定义截面技术将型钢混凝土的符合截面制作出一个建立体，考虑型钢内混凝土在外框里的结构强度以及稳定性可能带来的影响，同时也考虑了楼板配筋和钢筋混凝土核心筒两者的对比强度所可能带来的影响，合理通过荷载工况一呈现出的对比效果图就工程施工过程的第一步以及重要的最后一步而言所得出的模拟计算结果来进行正确的判断。
四、结束语
综上所述，高层建筑钢结构的钢框架施工不仅包含了柱、钢梁、测量校正、楼梯的吊装、连接、压型钢板的铺设等复杂工序，还充分表明了这是一项非常复杂的工程。要做好施工方面的工作，就要通过实践进行不断认识和改进技术，采取最为有效的施工技术措施，保证工程能有高质量的水平。
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作者简介：
孙学柱，男，1983.7.7，山东枣庄人，大学本科，工程师，发展方向：建筑施工管理
论文作者:孙学柱,, 郭婷
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/12
标签：桁架论文; 钢结构论文; 钢管论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 型钢论文; 办公楼论文; 《基层建设》2016年4期论文;