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摘要：随着城市化脚步进程的加快，我国的建筑行业蓬勃发展起来。高层民用建筑的逐渐增加，使钢结构得到了广泛的应用。但从当前的发展情况来看，我国高层民用建筑在钢结构应用方面仍需要加强，需要进一步加强对钢结构的认识。本文主要从钢结构在高层民用建筑中的优势，以及钢结构在高层民用建筑中的应用两个方面进行简要的分析。
关键词：高层民用建筑；钢结构；优势；应用
钢结构高层民用建筑是现代建筑的主要内容之一，在现代建筑中占有重要的地位。顾名思义，钢结构高层建设的主要骨架就是钢结构，并且通过使用多种复合材料将其做成墙体的一种建筑类型。这种建筑类型在现代建筑中具有明显的优势，因此在建筑行业具有较为广泛的应用。
一、钢结构在高层民用建筑中的优势
（一）方便施工布置
钢结构的容重虽然较大，单与其它建筑材料相比，它的强度却高很多，因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其它结构轻，便于运输和安装，并可跨越更大的跨度；因此在现代民用建筑中，如果是跨度较大的建筑，通常都会采用钢结构。在高层民用建筑中使用钢结构，可以将建筑内的空间合理使用，进而使高层建筑具有较强的开放性，而这是传统建筑所不能实现的。传统的大跨度建筑不仅需要较大的成本，而且还会给建筑的外观造成一定的影响。而钢结构的建筑模式很好的弥补了传统建筑的不足，在保证低廉价格的同时，可以设计各种造型、尺度和空间，保证建筑物的美观。而我们非常熟悉的央视办公楼就是这种结构的典型建筑，详见图1。
（二）具有较好的抗震性
钢结构建筑不同于传统建筑，将钢结构体系用于高层建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强的特点，并且同等面积下自重较轻，因此与混凝土结构相比，它在抗震抗风方面具有一定的优势；钢结构建筑具有较强的硬度，并且加上自身的重量较轻，因此在发生地震灾害以后，突然的挤压不会让钢结构建筑轻易出现断裂，使得这种结构的建筑在地震多发地区，以及地基相对较软的地区应用都是比较广泛的。
（三）具有较短的施工工期
钢结构建筑在施工的过程中，环境、季节对其影响相对于传统建筑要小很多。这主要是因为钢结构通常都是由正规的工厂进行生产的，因此在材质上具有一定的保障性。建筑项目在正式施工的过程中，只需要将生产完的钢材料进行相应的组装就可以进行施工[1]。钢结构建筑，组装较为简单，速度较快，并且机械化程度高，对于施工场地的要求也比较小，这与传统的建筑相比，不仅在速度方面有所提升，而且施工工期至少缩短三分之一，因而可降低综合造价，加快资金周转，大大提高投资效益。
图1 中央电视台办公楼
（四）成本相对较低
与混凝土建筑相比，高层钢结构在总体造价方面具有一定的优势。钢结构由于具有较轻的重量，所以在装卸、运输等方面的费用也相对较低。不仅如此，钢结构建筑与混凝土等传统建筑相比，其使用的材料也会有所减少，并且由于其自身操作操作相对简单，工程周期也会相应的缩短，因而在人工等方面的费用也会大大减少，使其总体成本有所降低。
（五）节能、环保效果好
采用钢结构体系，其墙体可采用轻型节能标准化预制墙板代替粘土砖，保温性能好，节能可达50%。钢结构建筑大大减少了砂、石、水泥的用量，在施工时很少有噪声和粉尘污染；所用的材料主要为可回收或能降解的绿色材料，在建筑物达到使用年限拆除时，大部分材料可回收再生或降解，不会造成很多建筑垃圾。因此钢结构建筑对于环境的污染较小，且节能效果好，符合当前绿色建筑的时代要求。
二、钢结构在高层民用建筑中的应用
（一）钢结构设计要点
1、节点细节的设计要求
在对钢结构的节点细节进行设计时，需要从以下几个方面进行：第一，严格按照相关要求以及标准进行设计。设计人员在对节点细节进行设计时，需要使用专门的工具及制图软件，进而对建筑的立面、剖面、平面等进行分析，并对其进行绘图，对于一些较为重要的细节部分，需要引起足够的重视，加强对该部分内容的关注；第二，使用专门的软件进行计算。设计人员在对钢结构的受力情况以及承载负荷等进行分析时，需要使用专门的软件进行计算，而针对一些较为复杂的结构可借助CAD软件进行工作，进而保证计算结果的客观性、精准性，促使设计人员更加科学的设计其他环节，为提升建筑的整体质量打下坚实的基础[2]。
2、加强对钢结构的加工制作
高层民用建筑与传统的混凝土建筑不同，高层民用建筑的构件都是在场外或钢结构加工厂加工的。因此，要求在对钢结构进行加工制造时，要遵循相关的设计和规范要求对其质量进行严格的控制。为此需要其从以下几个方面加强对钢结构的加工与制作：第一，在加工制作钢结构时，要对图纸进行透彻的解读，明确设计人员的意图，对不明确的地方及时询问，进而根据图纸的相关要求进行加工制作，确保钢结构制作的准确性；第二，在制定钢结构相关部件前，需要对各构件进行检查，查看材料的质量、型号等是否符合设计要求，一旦发现不合格的构件，则需要将其进行退换，避免因材料质量不合格而影响钢结构质量，进而使建筑质量问题现象的事件发生；第三，加强对钢结构的保管。将完成的钢结构构件运输到施工现场以后，需要派遣专门的人员对钢结构的构件进行保管，该工作人员需要根据各构件性质的不同，采用不同的保管方式，避免发生钢构件的弯曲、变形等情况的发生，影响钢结构构件的使用[3]。
（二）高层民用建筑安装的具体步骤
1、构件的安装顺序
钢结构构件的安装主要有两部分的内容：第一部分，对各区段的平面吊装图进行绘制。通常情况下，分区的顺序都是根据整体框架安装的顺序进行制定的。在绘制完图纸以后，对楼板的结构进行安装。在安装楼板时，要先安装柱子，再安装梁。而在安装梁时，要注意先安装主梁，再对次梁进行安装；第二部分，在安装钢结构时，要保证每天安装的内容都能形成整体的框架，从而保证钢结构的完整性和稳定性，为施工提供安全保障。
2、安装钢柱
在安装钢柱之前需要进行一些准备工作。首先，需要将螺母安装到事先预埋好的螺栓上，使其能够保持较好的垂直角度，进而为后续工作的开展提供便利的条件；其次，开始进行找平工作。在进行找平时，可通过使用专门的仪器如水平仪等，使其更加水平；最后，在做好准备工作以后，需要对钢柱进行安装。在安装钢柱时，可在其顶端系两根缆风绳，增强其吊装时的安装效率[4]。此外，在安装的过程中，应注意做好钢柱的固定工作，进而实现钢柱的有效安装及保证钢结构吊装安全。
3、安装主次梁
在安装主次梁时，需要事先做好计算工作，以及开展必要的试验，在完成相应的计算以后，在钢梁两端的螺孔中插入撬棍，然后拧入临时螺母。当安装的梁符合预期要求时，可使用工具将螺母钉入栓孔之中，在拧紧时需要注意，是从中心向四周进行延伸。
4、焊接
在焊接梁柱时，通常使用气体保护焊。在焊接时，需要遵循全方位对称焊接、结构对称、节点对称的原则。如果是多层的焊接，通常使用连续的焊接，在每完成一道工序以后，都需要对其进行清理和检查，保障施工的高质量。焊工在进行焊接时，需要根据现场的实际情况，先对顶层的节点，然后在对底层的节点进行焊接，最后对中间的节点进行焊接[5]。需要注意的是，如果顶层垂直偏差较大，则应首先对其进行焊接，进而减少偏差。
总结：
综上所述，随着社会的进步，建筑行业的快速发展，高层建筑越建越多。钢结构在高层民用建筑中具有非常大的优势，它不仅重量轻、强度高、成本低、施工周期短、抗震抗风性能好，而且还是一种绿色、环保的建筑结构，非常符合现代建筑的建设要求，因此具有较大的发展空间。因此，建筑行业应加大对钢结构的认识与应用，使其更加广泛的应用在现代建筑之中，促进我国建筑行业的发展。
参考文献：
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[2]毛志兵.高层与超高层建筑技术发展与研究[J].施工技术，2012，41（23）：4-10，22.
[3]邢杰.钢结构室内加层用于高层混凝土建筑中的抗震分析研究[J].工程抗震与加固改造，2015，37（1）：113-118.
[4]夏昌.钢混凝土组合型高层和超高层绿色住宅[J].建筑科学，2013，29（6）：6-9，33.
[5]解东亮.谈高层写字楼施工中钢结构的应用技术[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（24）：4509-4509.
论文作者:周维善
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/14
标签：钢结构论文; 建筑论文; 高层论文; 民用建筑论文; 构件论文; 节点论文; 对其论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;