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摘要：本文主要针对高层建筑钢结构的发展及应用相关问题进行分析，提出了相应的建议，希望可为有关的业内人士带来借鉴与参考，使之意识到高层建筑钢结构的应用优势，进而促使其稳健发展，最终为我国建筑事业的发展注入动力。
关键词：高层；建筑；钢结构；安装；技术
早在上世纪80年代，美国芝加哥就以建成了世界上首栋高层钢结构建筑，截止至今钢结构已有百余年的历史，进入到二十一世纪以来，世界人口与日俱增，同时土地价格也在不断的提高。加之科技的发展以及社会的进步，使得越来越多的研究人士提高了对于各类钢结构技术的重视，并增加了对于不同钢结构体系的关注，同时，施工技术的趋于完善，使得高层钢结构建筑的应用范围愈发广泛。很多时候，由于钢筋混凝土自身重量大、占地面积大等，致使高层建筑建设受到了一定的限制。为了克服以上问题，各国均提高了对于高层钢结构的重视，这样的发展趋势下使得高强度钢材应运而生，大部分高层建筑施工过程中均采用钢结构设计方案，并将其与高层建筑有效结合，为高层建筑钢结构的发展注入了动力，同时也一定程度的加快了建筑行业的发展步伐。
一、钢结构在高层建筑中的运用及优势
1、钢结构的发展
1.1钢结构设计国产化
钢结构设计理念引入到我国以来，备受业内人士的关注，截止至今我国钢结构高层建筑已超过60亿吨，钢结构施工图见下图1，。在钢结构建筑施工过程中，通常均会结合周边区域的环境特征，而后再参照结构类型，进行针对性的设计，而后再选择最为适宜的框架结构。值得一提的是，常见的框架结构有矩形框架、钢框架、Src框架等等。而其中的钢框架与Src框架组成合材占据总建筑的50%以上。据可靠数据显示，当下我国建设的高层建筑钢结构中混凝土结构所占比相对较大，出现此现象的原因主要是因为我国混凝土结构仍旧未能得到有效整合，也未能形成完整的系统性研究理论。虽说我国已针对建筑设计相关工作制定了对应的建筑抗震设计规范，但是，高层建筑钢结构的建设仍旧缺少对应的制度保障，也不具备标准限制。基于这一情况，高层建筑最大宽度与最大高度限制过数值的确定，需要在实践工作中结合建筑规范中的内容，进行针对性的研究，而后通过有效的专项论证，制定完善的技术规范与管理规范。总而言之，相关规范的整合与完善具有一定的现实性意义，有助于推进我国高层建筑钢结构的发展。通常情况下，钢结构设计可从两个方面入手，其一为施工图设计，其二为设计图设计，现阶段已有的高层建筑钢结构大多均借鉴国外的设计方案，并参照方案中的节点图，进行针对性的设计与构思，但是，这一过程中却缺少构件图以及钢材表等各类数据信息的支撑[1-2]。
1.2钢材生产的国产化
国内许多钢铁企业虽说以针对现阶段我国高层建筑钢结构的设计标准自行编制了有关高层建筑钢结构建筑与施工的相关标准，其中的高层建筑结构用钢板无疑是典型，此标准中明确提出了各类钢结构的设计标准，并针对性的指出了多种性能指标，这也为钢材原料的应用提供了一定的保障。
2、钢结构的优势
2.1抗震性能强
钢材的韧性以及塑性都相对较好，它的这一属性也使之更具适应能力，很多时候可免遭因意外所造成的断裂等破坏。以此同时，钢材的应用过程中也体现了较强的延展性与抗震性，可以在应用过程中吸收许多地震能量，若区域范围内发生地震可大大降低危害，并一定程度的提高安全系数。在灾害调查中许多调查人士均发现全钢结构建筑物再遇地震灾害时所面临的灾害威胁相对较小。
2.2施工速度快、周期短
众所周知，钢结构自身重量相对较轻，与此同时，所需消耗的原材料也相对较少，这就无疑会大大降低施工成本。除此之外，钢结构原材料生产环节也具有完整的产业化生产将作为支持，可真正实现大批量生产，进而一定程度的缩减工期，并加快施工速度，还能切实保证施工质量。不仅如此，钢结构与混凝土结构相比较，占用的建筑空间也较小，不会过多的增加建筑物使用面积。再者，钢结构的整体造型就一定的观赏性，涉及曲线较为流畅，也具有隔音、保温等多种性能，可对其进行循环利用，这就使之具备了良好的节能环保等诸多优势，可为我国环境保护工作的落实注入动力，它的应用符合社会大环境的发展趋势，必然将成为日后建筑行业发展的主要方向。
二、高层建筑钢结构安装施工技术
1、钢结构施工技术分析
1.1构件安装施工技术
在各类构件进入到施工场地后，需要及时做好吊装与塔吊等各项工作。值得一提的是，高层建筑钢结构施工过程中所设计的技术较多，同时也体现了一定的繁杂性，主要涉及钢梁安装、高强螺栓安装、钢柱安装与焊接等等，这些都是高层建筑钢结构施工过程中的重点内容，接下来本文主要针对其中的几个要点进行简要分析，详见下述。
图1-钢结构施工图
1.2安装地脚螺栓
地脚螺栓的安装直接影响整个工程的施工质量，甚至关乎工程内部结构的稳定性，因此，要提高对于地脚螺栓安装工作的重点。在地脚螺栓的安装过程中，要求安装工人运用厚度适宜的钢板，固定地脚螺栓，而后对地脚螺栓进行定位，并保证定位的准确性，确保数字的精度。不仅如此，也需及时固定支架，使之更加牢固，这一过程中应避免变形等多种问题，并确保埋件框架的稳固度，若稳定性未能达标，可针对性的采取加固措施，比如，利用底板钢筋固定支架底部，四角的位置可以相应的加设刚性支撑，其中某一段负责连接整体框架，而另一侧则要牢固的绑在底板钢筋之上，
此项工作完成后，可将预埋件与底板构造钢筋有效衔接，通过焊接的方式，使之成为有效的整体。最后，需要对埋件标高及其位置进行复测，确保测量的准确性。
1.3钢柱安装
钢柱安装工作同样会影响高层建筑钢结构的稳定性，因此，在钢柱安装过程中应从以下几个步骤，尽可能加大质量控制力度，并大大提高安装质量。要求在钢构件安装过程中，对各项配套设施进行检查，而后再实施针对性的调查，高层钢结构建筑施工过程中吊装可是首要工作，此项工作的落实速度直接影响整个工程施工，也关乎工程施工质量。所以，大部分高层钢结构建筑施工过程中都会重点对吊装工作进行把控，并在保证施工进度的基础上，通常就会在保证吊装进度的基础上，提高吊装质量。吊装过程中大部分施工单位都会采取综合吊装法，要求分片区开展，水平方向主要从中间或是某个对称节间开始，在此基础上，进一步确定吊装单元，而后再实施钢柱安装、钢梁安装等各项工作，吊装过程中应从中间位置逐步向四周展开，垂直方向应具有稳定的连接结构，同时，同节柱区域范围内的横向构架也要保证逐层安装，确保安装质量。
最后工序则是安装工作，同样需要采取分区域安装的方式，在此基础上分区同时开展。若某个片区内已完成吊装工作，那么则要对其进行全面测量，通过有效的质检工作，进一步校正吊装过程中的不足之处。在测量过程中可从标高、垂直度与轴线几个方面入手，对工程质量进行测量，进而为日后的施工工作提供数据参考。总而言之，在测量过程中应当保证测量行为的严谨性，不可出现马虎大意的情况。待到区域分工完毕后，在实施二次检测、矫正以及焊接等多项工作，直至施工质量达标方可。以此为前提，对下节钢柱进行吊装。
2、钢结构施工质量控制
在高层建筑钢结构施工过程中，可从以下几个方面入手，做好钢结构施工质量方面的把控。
首先，事前预防。事前预防所涉及的内容主要为施工安装过程中的各项工作，其中包括施工安排以及分配等等。例如，钢结构工程施工过程中所需应用的资金、人力资源、施工材料以及物力资源等等的供应规划，需要对各个阶段等施工工作合理安排，做好有效的施工点衔接工作，进而为各项工作的落实提供数据保障。
其次，事中控制。事中控制所涉及的工作内容主要为施工现场的跟踪与管理，要求相关管理人员在进入到钢结构施工现场之后，需记录各项事宜，并针对性的做好检查，对施工进度进行把控，还要对施工过程中的安全问题、技术问题与质量问题进行控制，避免因各类问题的出现影响施工进度。
最后，事后控制。要求相关技术人员做好质量检测以及工程验收，还要对工程施工过程中的技术资料进行整合与规划，针对性的落实整理与归档等各项工作，在保证工程施工质量达标的前提下完美的收尾。
结束语
综上所述，本文主要针对钢结构的发展与应用进行分析，并提出了相应的建议。经分析后可知钢结构的应用过程中体现了诸多优势，不仅具有良好的抗震性，同时还体现了一定的经济性、环保性，可在现阶段高层建筑施工过程中有效应用，发挥其使用价值，保证工程施工进度，最大程度的提高施工质量，最终为我国建筑行业的发展注入动力源泉。
参考文献
[1]吕志军，侯瑞，宋一铭等.不同荷载工况下高层薄壁钢结构的抗震性能研究[J].计算机集成制造系统，2017，23（9）：1899-1906.
[2]李鹤.钢结构在高层建筑工程中的应用及对绿色建筑发展思考[J].中国房地产业，2019，17（2）：167.
论文作者:张炳旭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年8期
论文发表时间:2019/8/1
标签：钢结构论文; 过程中论文; 高层建筑论文; 工作论文; 地脚论文; 高层论文; 螺栓论文; 《建筑学研究前沿》2019年8期论文;