高层建筑钢结构的施工技术探讨论文_邹旭东

摘要：本文主要针对某工程钢结构的施工技术展开了探讨，对钢结构的施工技术作了系统的论述，并对钢结构变形模拟计算作了分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。

关键词：高层建筑；钢结构；施工技术

钢结构建筑具有抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环保效果好等特点，在近年的高层建筑工程中被越来越广泛的应用。但是高层建筑钢结构的施工存在着一定的危险性，因此，需要我们在施 工过程中根据规范及工程实际情况进行合理的施工，并采取相应的施工技术措施来确保工程的质量，防止安全事故的发生。

1工程概况

某建筑工程，地下一层，地上11层，高度43.8m，建筑面积约38778㎡，由南北两个塔楼，从地下室到三层为连体结构，3-9层位分体塔楼，在10F-屋面即顶层设有一层连体结构组成的建筑，建筑内设 有教室、实验室、会议室、办公室等功能，采用钢筋混凝土框架剪力墙力墙结构体系。如图1所示。

图1 建筑效果图

2施工难点

本工程钢结构屋面连体桁架跨度大、重量大、桁架高度达到一个楼层的高度（4.9 m）难以在马路上进行整体运输，只能在工厂分解制作，然后再现场拼装。同时安装高度大，采用现场塔吊安装吊装 能力不能满足要求，而大型吊机无法达到，因此安装难度大。钢骨混凝土结构型钢柱与梁的受力钢筋、箍筋连接复杂，型钢梁与梁的拉筋、柱的纵向钢筋连接关系复杂。因此在钢柱加工制作时，必须 充分考虑这些复杂的施工问题才能保证整个施工优质，高效的完成。

3 钢结构施工技术

3.1 结构体系及其布置

本项目采用框架剪力墙结构体系，但又与常规的框剪结构体系有很大不同。在竖向，角部四个框筒一直延续到塔楼顶部。由于框筒尺寸因建筑要求而发生变化，最大悬挑6m。南北边各布置有数道剪力 墙，一直延伸到8 层板面，为满足建筑要求，剪力墙长度延竖向是变化的，最大悬挑达6 m，八层板面以上由斜柱支撑上部连接体，详见图2。

图2 结构典型平面布置图

3.2 节钢柱安装

根据工程实际情况对钢柱进行合理分节，分节高度由塔吊吊装能力来确定。根据钢柱的底标高调整好螺母，然后钢柱直接安装就位。钢柱起吊方式如图3所示。

图3 钢柱起吊方式

当钢柱吊到就位上方200㎜ 时，应停机稳定，对准螺栓孔和十字线后，缓慢下落，下落中应避免磕碰地脚螺栓丝扣，当柱脚刚与基础接触后应停止下落，检查钢柱四边中心线与基础十字轴线对准情况 （四边要兼顾）和柱脚下的钢垫板位置，数量是否正确，如有不符应立即调整，经调整钢柱的就位偏差在3㎜以内后，再下落钢柱，使之落实，收紧四个方向的缆风绳，拧紧地脚锁紧螺母，如受环境 条件限制，不能拉设缆风绳时，则可以采用在相应方向上以硬支撑的方式进行固定和校正。如图4所示。

图4 钢柱临时校正调整图

先在柱身标定高基准点，然后以水准仪测定其差值，利用柱脚底板下调整螺母来调整钢柱的标高和垂直偏差。或加减柱脚底板下的斜垫片，垫块来调整钢柱的标高。垫板与基础面和柱底面的接触应平 整、紧密。

3.3 上部钢柱的安装

上部钢柱的安装与首段钢柱的安装不同点在于柱脚的连接固定方式上同。钢柱吊点设置在钢柱的上部，利用四个临时连接耳板作为吊点。吊装前，下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干 静，保证上下节钢柱对接面接解顶紧。下节钢柱顶面标高和轴线编差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内，在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位的处理，逐节进行纠偏，避免造成累积误差 过大。

钢柱吊装到位后，钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拉设缆风绳对钢柱进一步 进行稳固，校正后进行焊接，腹板采取全熔透的对接焊缝。钢柱连接如图5所示。

图5 钢柱连接

4 钢结构变形模拟计算

本工程的施工要求高，难度大；同时，施工过程中结构构件的内力和变形状态与设计状态不符，结构体系处于时变状态，随着施工过程的不断进行，结构构件的内力随着时间的变化而变化，有时甚至 达到不安全的状态，从而必须进行施工过程计算机仿真计算，以保证施工过程中结构和构件的安全。根据选取的不利荷载工况组合、拟定的施工步骤及拟采用的施工措施，对本工程的施工过程进行计 算机跟踪仿真计算。

计算采用通用有限元软件ANSYS11.0的Me-chanical-U结构分析模块来完成。在模型中，梁、柱构件采用beam188空间梁单元，钢筋混凝土核心筒和楼板采用shell181板壳单元。其中，利用beam188单元 自定义截面技术建立了型钢混凝土复合截面，考虑了外框筒型钢内混凝土对结构强度、刚度和稳定性的影响；利用shell181单元自定义的Sandwich夹层单元，考虑了钢筋混凝土核心筒和楼板配筋对强 度的影响。

通过对比仅考虑荷载工况一（自重+风载+施工荷载（G+Wind_X+C）/X向风）的作用下，施工第一步与施工结束（十二步）的模拟计算结果，来最终判断本施工方案的正确性。其余荷载工况二（自重+ 风载+施工荷载（G+Wind_Y+C）/Y向风）的计算方法也是相同的。

5 结语

综上所述，钢框架的施工，主要包括钢柱、钢梁、测量校正、楼梯的吊装、连接、压型钢板的铺设等工序，可以说是一项极为复杂的工程。因此，为了做好有关方面的施工，就必须要采取有效的施工 技术进行施工，以保障工程的施工质量。

参考文献：

[1]张建文.高层建筑中钢结构施工技术探讨[J].山东工业技术.2014（18）.

[2]李鹏飞.高层建筑钢结构施工技术要点分析[J].江西建材.2014（21）.

论文作者:邹旭东

论文发表刊物:《基层建设》2015年8期

论文发表时间:2016/9/1

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