摘要：近年来，随着建筑业的迅猛发展，高层建筑施工中钢结构的使用越来越广泛。钢结构以其良好的抗风、抗震及占有面积少、施工快等诸多优点在建筑工程中得到广泛的认可。在整个工程中，钢结构主要的作用是支撑整个工程并且能够对工程进行每个部分的连接和加固，施工中要遵循施工过程的规范性以及施工技术的可靠性，严格按照施工图纸进行作业，采取相应的施工技术措施，保障施工的整体质量。本文在此分别从设计和施工两个方面对高层建筑钢结构设计施工技术的要点做了一定的研究。
关键词：高层建筑；钢结构；施工技术
前言：高层建筑中大都采用钢结构体系，钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是一项综合性很强的工作，在施工过程中钢结构工程需要制作高精度构件，安装过程受外界条件影响较大，大多数采用手工作业，从而增加高层钢结构的施工难度，导致施工中极易发生安全事故。因此，采取有效保障措施对高层钢结构工程的施工质量进行严格的管理与控制，才能保证工程质量。
一、高层建筑钢结构设计
1、钢结构选型与布置
由于结构选型涉及广泛，做结构选型及布置应该具体工程具体分析。应根据工程的条件和特点，综合考虑建筑的使用功能、荷载性能、制作安装、材料供应等因素，择优选择抗震性能良好，而又经济合理的结构体系和结构形式，对高烈度设防的高层钢结构，宜选用钢框一支、钢框一筒或钢一筒中筒等钢结构体系。
2、节点设计
节点设计是钢结构设计中的重要问题之一。按照传力特点节点分为刚接、铰接与半刚接三种。不同的连接方式对于结构的影响是不同的。节点的设计主要包括五个方面：焊接。焊接的焊缝形式与尺寸都有严格的规定，在焊接过程中必须遵守。另外，焊条应该与金属连接材料匹配。栓接。高层建筑钢结构连接传力螺栓通常使用高强螺栓，适合选择10.9s强度等级。选择螺栓的类型可以是扭剪类型，连接型全部使用摩擦类型。梁腹板。对栓孔位置的腹板抗剪净截面实施验算，连接高强承压型螺栓还要对局部孔壁的承压能力进行验算。连接板。将梁腹板加厚4mm，不过需要进行抗剪净截面验算。节点设计还需要考虑的是考虑螺栓的安装、现场焊接等工作空间与吊装构件的具体顺序等。
3、支撑设计
支撑设计是保证现代钢结构稳定性的重要设计，通过有效的支撑设计可以构建合理的内力分配体系啊，从而有效改善现代钢结构的整体刚度分布状况，巩固其薄弱环节，从而使整个钢结构抵御水平荷载的能力更加强大。在进行现代钢结构支撑体系的设计过程中，必须严格遵守下面的原则：实现纵向荷载的明确合理地进行传递；确保整个钢结构平面外稳定，给钢结构以及各组成构件的整体稳定性设计侧向支点；使钢结构的安装更加快捷方便；满足现代钢结构的强度以及刚度的要求，使其具有更强的可靠性。
二、高层建筑钢结构安装施工过程的几个技术要点
1、机械设备的选择、布置和装拆
钢结构施工设备的选择与布置是确保施工质量的基础。其中塔吊是整个工程建设的核心设备，因此应对施工现场建筑物的位置、环境、条件以及钢结构自身等进行综合考虑，来进行塔吊的选择和布置。另外，还需考虑到未来塔吊拆装的安全、可靠和便捷。现在普遍采用的塔吊是内爬式塔吊，因为它不需要对楼层进行加固处理，这样在起重机位置的布设方面有较大的范围可自由选择。
2、螺栓预埋
在螺栓预埋技术中，最重要的一点则是对预埋柱脚螺栓的位置的确定，必须保证此位置的准确性，否则进行钢柱安装时则会有较大的难度，同时安装的质量也很难保证。所以在预埋螺栓位置进行施工时，需要对基础轴线和标高基准点进行严格的控制，必要时需要进行两次复测，首先在埋设定位后进行测量，其次在混凝土浇筑变得坚固后进行复测，二次测量都必须保证位移不能超出范围，其标高偏差控制在正负5毫米以内为宜，而定位轴线的偏差则正负2毫米以内为宜。
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3、钢结构吊装
吊装是钢结构施工的关键重点工序，直接关系到整个工程的质量和进展，而吊装顺序则关系到吊装的质量和是否顺利。确定吊装顺序的原则是在确保工程安全、承载稳定的前提下，尽快形成稳定的结构体系。对于楼层桁架需按照先核心区后悬挑区的顺序，从下至上开始吊装，首先吊装以核心筒为承载力的主桁架，再吊装核心筒与独立钢柱之间的主桁架，采取这种吊装顺序的目的在于让主桁架与核心筒以及钢柱之间尽快形成稳定的空间框架体系，接着吊装次桁架和连接梁，以对局部整体区域进行稳定，最后向外延伸吊装其他桁架。在高层钢结构施工中，往往采取“区域吊装”法，通过多个吊装设备的相互配合进行吊装作业，以保证吊装的质量和进度。
4、钢结构高强螺栓连接技术
（1）节点处理技术
高强度螺栓连接应该在其结构架设调整完成后，再对接合件进行相应的矫正处理，从根本上对接合件的变形、错位和错孔等问题进行消除，板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了使得接合部板束间摩擦面贴紧的效果更好，先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。
（2）螺栓安装技术
高强度螺栓在节点全部处理好后即可以进行安装工作，在安装时需要保证螺栓穿入的方向一致，同时还要充分的考虑到施工的便利性，当在箱形截面的接合部位进行螺栓的插入时，可以按其方便操作的原则，可以从内向外，或是反方向进行，对于有垫圈的，则将垫圈有倒角的一侧面向螺栓插入，对于无法将螺栓穿入时，则需要用绞刀对螺孔进行修整后再穿入，避免强行进行穿入，修整时的铁屑不能掉入叠缝中，修整完后需要将周围的毛剌用砂轮除去。
（3）螺栓紧固技术
在对高强螺栓进行紧固时，则需要按照初拧、复拧和终拧的顺序进行，所以在紧固时，利用初拧来减少螺栓所导致的钢板变形，而复拧则是在初拧的基础上进行的重复坚固，复拧与初拧所做的扭矩值是相等的，最后需要进行终拧，从而使高强度螺栓达到紧固的目的。
5、焊接
二氧化碳气体保护焊操作工艺，施工操作中要注意焊接参数的选择，焊丝的选择和焊接电弧电压与电流的选择，电流要根据工件的厚度、施焊位置和焊丝直径和熔滴过渡形式来选择，电弧电压的选择要与电流恰好配合；不同位置选择不同的焊接方式，平焊多选择左向焊法，能清楚地看到焊缝和熔池，便于控制焊缝的成型，横焊大多采用右向焊法，立焊分为向上立焊和向下立焊，中厚板的细丝焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊。自动埋弧焊操作工艺，在施工操作中首先是焊丝的选择，可参照《钢结构高层建筑设计与施工规程》进行选择；其次是焊丝的数目，可选择双丝焊，可一次得到大量的熔敷金属，焊接变形小同时也能提高焊接速度；其次对于无法使用衬热的焊缝，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，对于较厚钢板可采用多层焊，在塔接接头和 T 形接头中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。
6、钢结构防腐
钢结构的防腐方法很多，包括改善钢材材质的防腐蚀方法、电化学防腐蚀方法，以及使用金属或非金属涂层的防腐蚀方法等。在钢结构表面涂刷防腐涂层，仍是目前钢结构防腐的主要措施之一。过去均为红丹两道打底，调和漆两道罩面，现在还有这样的写法或者写钢材表面须认真除锈，均是不符合规范的要求的。规范明确规定：要注明除锈等级和涂料及涂层厚度，一般为Sa2.5，推广使用喷射除锈的方法。因为其不仅除锈彻底，而且能在钢材表面形成微小的凸凹面，有利于涂料与钢材的粘结，大大提高防腐年限，当构件有残余应力时，喷射还可以消除部分残余应力。对于埋入地下的部分应采用混凝土包裹，受侵蚀作用的柱脚不宜埋入地下。
三、结语
综上，高层建筑钢结构应用变得越来越广泛，设计施工过程中应结合工程的实际情况，严格按照吊装顺序进行安装，认真把握好钢结构安装施工的技术要点，对钢结构进行合理的优化，在保证工程的质量的同时推动钢结构技术的革新和应用，保证高层建筑施工的整体质量。
参考文献：
[1]王卫洪.高层钢结构建筑施工技术分析[J].科技与企业，2012（16）
[2]金天德，郁庆浩，汪灏.高层钢结构工程施工技术[J].浙江建筑，2002（5）：23-25.
论文作者:吴世春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：钢结构论文; 螺栓论文; 桁架论文; 高层建筑论文; 节点论文; 塔吊论文; 高层论文; 《基层建设》2019年第19期论文;