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摘要：随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步，以及新型更高强度钢材的不断研制开发生产，高层民用建筑钢结构凝聚了越来越多的高科技，本文主要就钢结构施工技术在高层建筑施工中的应用，希望本文的探讨能够为广大从业者带来些许参考。
关键词：钢结构施工技术；高层建筑施工；应用
引言：高层建筑受到其自身高度的影响对于抗震性能、强度等方面的要求会更高，而钢结构可以缓解高层建筑存在的这些问题。钢结构具备众多的优点，如加快施工速度、占用较少的结构面积、强度高、良好的抗震性等，基于此，需要对钢结构施工技术进行深入研究，从而提高高层建筑的整体质量，并且提高我国建筑施工的整体实力。
1.简述钢结构
1.1施工材料质地好
一般利用热轧、焊接、冷加工等方式对钢材进行生产加工，形成钢结构的施工材料。与其它的施工材料相比，钢材的优势众多，尤其是在强度、塑性、弹性等方面，这些优势也让钢结构更加适合应用于大跨度或荷载大的建筑结构中。高强度是钢材的另外一大特色，所以在施工中采用的钢结构截面小且壁较薄时，还可以承受外界的压力，保持良好的稳定性。
1.2材质均匀分配
钢材内部质地分布均匀，且具备共同性，所以可以利用工程力学的计算方式对钢结构的实际受力情况进行核算。同时在冶炼轧制钢材过程中需要严格控制质量，将材质影响控制到最低，从而保证核算出来的受力范围更加准确。
1.3钢结构生产工艺成熟
钢结构主要是由钢材组成，我国的钢材加工生产都是采用机械化操作，同时这些钢材制造厂加工工艺都较为成熟，可以更好的控制精准度，确保生产出来的钢材满足质量要求。钢结构基本是在施工现场进行拼装，选用不同性能的螺栓或利用焊接来完成拼接，可以在短暂时间内完成操作。
1.4钢结构的缺陷
钢结构的缺陷主要集中在耐火性、耐热性以及耐腐蚀性。相比较于混凝土而言，钢结构的导热系数会偏大很多，从而造成其耐火性与耐热性的偏差。温度大于350℃时，钢材的弹性模量与强度等性能会逐渐下降;温度超过600℃时，钢结构的各项性能基本都会丧失，所以采用钢结构施工的建筑物，在防火设计与设备配置上要更加仔细。钢材表面长期暴露在空气中，导致铁原子容易与氧气发生反应形成铁锈，危害钢结构整体安全。
2.钢结构的施工技术要点
2.1钢结构材料的到场检测
在钢结构材料进入施工场地之前需要对这些材料进行统一的检测，确保所有的材料都满足施工要求后才可以进入施工场地。采购的钢材以及焊接用料都需要根据设计图纸与施工工艺要求进行施工，而且钢材厂与焊接材料厂需要出示相应材料的质量验证书以及成本检验报告单等，确保材料成本、质量等级等都可以满足国家建筑施工标准。如果施工中需要使用替换材料，必须同设计单位协商。高层建筑采购的钢结构材料数量较大，所以检测之后，需要根据采购的型号与规格对材料进行堆放，同时要根据材料使用的时间进行排放。而且需要设计管理部门对材料进行统一管理，并做好防雨保护措施。
2.2预埋螺栓
在钢结构施工之前，需要在施工场地做好预埋螺栓的工作。需要根据高层建筑的施工面积计算出预埋螺栓的深度，确定之后才可以进行预埋工作。在螺栓预埋过程中需要进行严格的检测，首先需要确定轴线的定位点，其次预埋工作结束后需要进行浇筑，这两个阶段都要严格按照预埋要求进行，确保预埋深度与位置都足够精准。
2.3安装钢柱
安装钢柱之前需要做好一切准备工作，如选择合理的设备、安装工人、定位轴线、检查地脚螺栓等。高层建筑中一般都是采用综合吊装法对钢结构进行施工，平面上依次由钢柱、钢梁进行安装，逐渐向四周分散，垂直方向，由下向上逐渐增强。而且在安装时要划分区域依次进行，同一平面区域内完成安装后，需要对钢柱的整体性进行检查校正，满足要求才可进行下一高度的安装工作。
2.4钢结构的焊接工艺
钢结构会通过焊接的方式进行加固，高层建筑施工中常采用的焊接技术有电渣焊以及气体保护焊等。钢结构在焊接中一般采用保护气体进行焊接，同时手工焊接进行辅助。手工焊接操作便捷，设备简单，所以可在不同位置进行焊接操作，但是质量低且生产效率难以满足钢结构的施工要求。所以在高层建筑钢结构中一般作为焊缝打底。钢结构的焊接表面不可以出现裂纹、气孔等问题，只有保证表面光滑才能进行下一步操作。需要根据钢结构的施工顺序制定焊接时间表，确保整体的施工进度。
2.5安全施工
高层建筑的钢结构施工为高空悬空作业，所以危险系数较高，施工中任何物体从高空坠落，都会引发危险事故。所以施工之前需要对施工人员进行安全教育，提高自我保护意识，同时在施工过程中要将所有的防护措施配备齐全，如防坠板、安全梯等。同时也要加强监理巡视频率，制定规章制度。
3.高层建筑的钢结构安装
3.1流水段划分(立面施工流水)
由于高层钢结构制作和吊装的需要，对整个建筑从高度方向须划分若干个节，一般以钢柱的分段作为节的划分依据。它既具有总体设计的各项结构上的要求，又有其固有的单体特征。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在吊装时，除须保证单节框架本身的刚度外，还须保证自升式塔式起重机(特别是内爬式塔式起重机)在爬升过程中的框架稳定。
3.2每节流水段(每节框架)内标准节框架和特殊节框架的施工
3.2.1标准节框架的施工
超高层钢结构框架，在总体上可划分为节框架(一般以3-4层为一节)，在这些节框架中，存在着多数节框架具有结构类型大致相同的情况，把这类节框架归纳为标准节框架。只要抓住标准节框架的施工，也就基本上取得了超高层钢结构框架施工的主动权。
3.2.2特殊节框架的施工
特殊节框架，是指不同于标准节的框架。如底层大厅(裙房网架)、结构的水平加强析架层、屋顶花园层等。由于其建筑和结构上的要求特殊，施工有其不同的要求，为此应制定特殊构件吊装的施工技术方案，方能全面完成超高层钢结构框架的安装、底层大厅(裙房网架)，此类网架结构跨度较大，同时位于高层建筑的内部或旁边，施工条件较差，一般采用“地面拼装，整体提升”、“搭设平台，高空散装”等施工方法。结构的水平加强析架层，析架结构重量重，一般情况下塔吊无法整体吊装，常采取“分段吊”、“整体提升”、“散装法”等还有如屋顶花园层等，此类结构较轻，一般就直接采用塔吊进行散装法。
3.3钢柱的安装方法
(1)钢柱安装前应对节柱的标高与轴线进行复验，发现误差超出规范的，应立即修正。(2)安装前，应在地面把钢爬梯等装在钢柱上，供登高作业用。(3)钢柱工厂加工时应按要求在柱两端设置临时固定用的连接耳板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓与连接板做临时固定。待钢柱对接完成，且验收合格后，再将耳板割除。(4)钢柱一般采用两点就位，一点起吊。
3.4钢梁与钢析架的安装方法
(1)安装前必须对钢柱上的连接件上的埋件进行预检。预检内容:对连接件检查平整度、磨擦面、螺栓孔;对埋件检查位置、平整度、清洁度。(2)起吊前，在梁面装好扶手杆和扶手绳或扶手管，特别是主梁与主析架一定要装，对次梁或小梁可以根据需要安装，扶手高1m，沿梁长通长设置，供高空作业人员做通道用。(3)钢梁、钢析架安装一般采用两点吊。(4)钢梁、钢析架吊装方法一般有捆扎法、工具式吊具法、在梁上设钢吊耳法。
3.5特殊钢结构的安装
它们往往以组合体的形式出现，体积大、重量重。组合体的连接形式复杂、多样，连接要求高。在整个建筑中，它往往起到关键点和特定性作用、不同的建筑中特殊钢结构一般不会相同或相似，因此其安装不可能有一个统一的或相对固定的安装模式与工艺、这就体现了它在超高层钢结构安装施工中的难度。在很大程度上，它左右了吊装主机的选择与布局，以及施工的总体流程。它的安装工艺必须根据结构的特点、吊装设备的能力等，因地制宜地加以分析、研究。
4.测量与校正
4.1超高层钢结构校正、验收的基本顺序
超高层钢结构建筑的校正是按流水段进行的，而流水段又是按柱子的分段划分的。一般一个流水段为3层，高12m左右。校正是在一个流水段安装完成后进行的。而下一个流水段的开吊，又必须以前一个流水段校正结束为前提。这里指的校正结束，必须包括资料完整，现场监理复测认可。待几个流水段施工完成(具体几个应在开工前由设计、监理、施工单位讨论决定)，可安排阶段性验收，最后进行施工总验收。
4.2校正方法
4.2.1底层钢柱的标高调整
第一节钢柱是安装在混凝上基础上的，钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母，螺母的面标高应为钢柱底板的底标高，然后将钢柱或钢柱底板安装就位，再复测底板或钢柱的平整度与垂直度，如有误差，可用扳手微调底板下的螺母，直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母，钢柱临时固定完成、另一种方法是设置标高垫块调整的方法。
4.2.2柱顶的标高调整
(1)柱顶的标高误差主要产生原因有以下几方面:①钢柱制作误差，长度方向每节柱规范允许±3mm;②吊装后垂直度偏差造成;③钢柱电焊对接造成焊接收缩;④钢柱与混凝上结构的压缩变形;⑤基础的沉降;每安装一节钢柱后，应对柱顶做一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值小于等于5mm，只记录不调整，超过5mm需进行调整。
(2)调整的方法:如果标高高了，必须在后节柱上截去相应的误差长度;如果标高低了，须采用填塞相对厚度的钢板，钢板必须与原钢柱同种材质。
(3)垂直度校正采用以下两种方法:用激光经纬仪校正;用高精度的经纬仪校正。
5.总结语
钢结构施工技术以其独特的优势在我国高层建筑中的应用越来越广泛，但是由于钢结构施工技术在我国高层建筑中的应用时间较短，所以各项技术还不够成熟，需要不断的完善。
参考文献
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论文作者:黄志勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/6
标签：钢结构论文; 标高论文; 框架论文; 钢材论文; 高层论文; 螺栓论文; 高层建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月上论文;