论文部分内容阅读
摘要：随着社会的进步，城市化水平也有了显著的提高，城市人口越来越多，导致城市占地面积十分的有限，从而使得高层建筑逐渐普及。本文深入探讨高层建筑钢结构施工的关键技术和措施，这既符合建筑行业发展的要求，也具有十分重要的现实意义。
关键词：高层建筑；钢结构施工；关键技术；措施
中图分类号： TU208 文献标识码： A
引言
现代城市的建筑也逐渐趋于高层化，而钢结构凭借其强度高、施工周期短、可循环再利用等优势在高层建筑中得到了广泛的应用。然而钢结构也有耐腐蚀性差、耐火性差的缺点，因此，在钢结构施工的过程中采用相关关键技术、精心组织施工，克服其缺点，保证施工质量是至关重要的。下面就对钢结构施工的关键技术和措施进行相关的分析和探讨，从而有助于确保高层建筑钢结构的施工质量。
高层建筑钢结的特点
近年来钢结构因其质轻、工期短、抗震性好和环保等特性在我国高层、超高层建筑中得到广泛应用。钢结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比，钢结构有如下一些特点：
1、强度和强度质量比高
与混凝土、砖、石和木材等相比，虽然其密度较大，但是由于其强度要高得多，强度质量比仍然远高于这些材料。因此，在同等条件下，钢结构构件小，自重低，特别适用于大跨度和高层结构。
2、材质均匀、性能好，结构可靠度高
钢材内部结构均匀，比较符合理想的各向同性弹塑性材料，按照一般的力学计算理论可以较好地反映钢结构的实际工作性能。另外，钢材由工厂生产，便于严格的质量控制。因此，钢结构的可靠性高。
3、施工简便、工期短
钢结构材料均为专业化工厂成批生产的成品材料，精确度较高，材料可加工性能好，便于现场裁料和拼接，构件质量轻，便于现场吊装。因此钢结构具有较高的工业化生产程度，采用钢结构可以有效地缩短工期。
4、延性好、抗震能力强
钢结构由于材料强度高，塑性和韧性好，结构自重轻，结构体系较柔软，在地震时，地震作用小，结构耗能能力强，损失小。因此，钢结构具有较强的抗震能力。
5、易于改造和加固
钢材具有较好的可加工性能，连接措施简单，因此，与其它建筑材料相比，对已有钢结构进行改造和加固相对比較容易。
高层建筑钢结施工关键技术和措施
做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目施工单位要组织各级管理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、碰、漏、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的进度、质量。
2、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
3、测量技术
高层建筑的水平标高较高，通视条件差，这都使得测量的时候难度较大。所以，需要采用先进的测量仪器和测量技术，才能保证测量的精准性。在进行测量之前，应对测量的位置与基准点、基准线等进行合理的布置，正确选择测量方式和高程传递数值路线；在测量时，合理应用施工测量的仪器和设备以实现测量放线目标。目前比较先进的方法是双重控制网，其利用定位系统测设周边建筑物的屋面基准点，利用高精度全站仪等测量手段，实现有效准确的测量。
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。
吊装
吊装是高层建筑钢结构施工中最重要的工作，其施工的速度和质量直接影响着整个工程的施工进度和质量。
在钢结构吊装前，应该从工程的平面和立面两个层次进行考虑，根据结构的形式、塔吊的个数和位置、现场施工条件等因素确定吊装的分区与顺序。
在钢结构吊装时，应遵循两个原则，一是平面内的吊装应该从中心核心筒开始，然后向四周不断扩散。即从工程平面的一个中心单元开始，先对一个刚度柱网单元进行组装，顺序是先吊柱后吊梁，当这一柱网单元完成吊装和固定后，再在其左右或前后进行另外两个单元的吊装，当这三个单元全部组装完成后，最后进行较为全面和精准的校正。
焊接技术
钢结构构件的制作是确保施工质量的前提和基础，而高层建筑钢结构的组成构件都是利用焊接技术进行连接的，焊接作业多在高空，再加上气候的影响，很难控制和保证施工的质量和安全。因此在焊接过程中要注意很多方面的问题。
首先，在焊接的顺序上，在平面内应从建筑平面中心向四周扩散，采取对称结构和节点的全方位对称的顺序焊接；在竖向上采用上层框架梁、压型钢板支托、下层框架梁、玉型钢板支托、焊接检验的顺序焊接。柱与柱焊接要由两人从两面相对并且等温、等速对称焊接；柱与梁节头的焊接先对H型钢下翼缘板施焊，然后再焊接上翼缘板。
其次，在焊接的工艺上，为了减少因焊接热量而产生的结构变形，确保钢结构构件的几何精度，钢结构焊接大多采用小线能量的二氧化碳气体保护焊。对于箱形或工型杆件采用埋弧自动焊工艺，可以提高焊接效率。另外由于焊接过程中出产出大量的热，可能会造成钢结构构件发生收缩变形，除了可以采用热和机械方式进行矫正外，还可以在制造工艺上采用变形工艺、强制约束工艺和控制焊接顺序、方向等手段减少焊接的变形。
最后，在焊接的质量上，不能出现焊缝、焊瘤等现象，以保证钢结构的质量。因此在钢结构施焊前，应对焊条进行检查，保证焊接过程中使用的焊条都是按仿单和操作规程的。焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷。最后要对一、二级焊缝按要求进行超声波探伤和无损检测，防止忘记施焊、未采用弧板施焊等情况的发生。
电渣焊
电渣焊主要用于中碳钢和中高强度结构钢在竖向位置上的对接焊接。焊接启动时投入焊剂35-50g，焊接过程中应逐渐少量添加焊剂，焊接速度在1.5-3m/h为好，送丝速度在200-300m/h为佳，渣池深度常取35-55mm，引弧板长度为板厚2-2.5倍，熄弧板长度为板厚1.5-2倍。
焊接过程中随时检查焊件的炽热状态，一般在800℃以上为熔合良好，不足800℃时适当调节焊接工艺参数，适当增加渣池内总热量。当翼缘板较薄时，翼缘板外部的焊接部位应安装水冷却装置随时控制水冷却水温在50-60℃，水流量应保持稳定。熔嘴电渣焊不作焊前预热，和焊后热处理，只是引弧前对引弧器加热100℃左右。
结束语
在现代城市的建设中，高层建筑钢结构的施工越来越普遍，它高强度的特性使建筑结构坚固稳定，使用功能也灵活方便，在适当的对造型和空间方面进行设计创新之后，取得的反响和效果也很好，这就突出了钢结构施工的关键技术和措施重要性。特别是塔吊的选用，还要考虑其装拆是否方便。根据不同的结构特点、焊接形式及天气条件选用合理的焊接工艺和相关参数，不可一概而论，盲目照搬。结构构件的进场数量及加工顺序要充分考虑现场堆放条件及吊装设备的吊运能力。因此，全行业都争取在我国高层建筑建设进入钢结构体系时代的同时，也要严格工厂制作工艺，减少现场处理数量，从而带来建筑行业的新突破。
参考文献
[1]崔晓强,胡玉银,吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑机械化,2010(06).
[2]李丽.对高层建筑刚结构施工技术与管理的探讨[J].科技风,2012(02).
[3]衣晓鹏.高层建筑钢结构施工问题研究[J].科技致富向导,2011(02).
关键词：高层建筑；钢结构施工；关键技术；措施
中图分类号： TU208 文献标识码： A
引言
现代城市的建筑也逐渐趋于高层化，而钢结构凭借其强度高、施工周期短、可循环再利用等优势在高层建筑中得到了广泛的应用。然而钢结构也有耐腐蚀性差、耐火性差的缺点，因此，在钢结构施工的过程中采用相关关键技术、精心组织施工，克服其缺点，保证施工质量是至关重要的。下面就对钢结构施工的关键技术和措施进行相关的分析和探讨，从而有助于确保高层建筑钢结构的施工质量。
高层建筑钢结的特点
近年来钢结构因其质轻、工期短、抗震性好和环保等特性在我国高层、超高层建筑中得到广泛应用。钢结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比，钢结构有如下一些特点：
1、强度和强度质量比高
与混凝土、砖、石和木材等相比，虽然其密度较大，但是由于其强度要高得多，强度质量比仍然远高于这些材料。因此，在同等条件下，钢结构构件小，自重低，特别适用于大跨度和高层结构。
2、材质均匀、性能好，结构可靠度高
钢材内部结构均匀，比较符合理想的各向同性弹塑性材料，按照一般的力学计算理论可以较好地反映钢结构的实际工作性能。另外，钢材由工厂生产，便于严格的质量控制。因此，钢结构的可靠性高。
3、施工简便、工期短
钢结构材料均为专业化工厂成批生产的成品材料，精确度较高，材料可加工性能好，便于现场裁料和拼接，构件质量轻，便于现场吊装。因此钢结构具有较高的工业化生产程度，采用钢结构可以有效地缩短工期。
4、延性好、抗震能力强
钢结构由于材料强度高，塑性和韧性好，结构自重轻，结构体系较柔软，在地震时，地震作用小，结构耗能能力强，损失小。因此，钢结构具有较强的抗震能力。
5、易于改造和加固
钢材具有较好的可加工性能，连接措施简单，因此，与其它建筑材料相比，对已有钢结构进行改造和加固相对比較容易。
高层建筑钢结施工关键技术和措施
做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作，图纸是工程施工的依据，工程开工前项目施工单位要组织各级管理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件，充分领会设计意图。同时，要组织专业技术人员对图纸进行会审，检查施工图纸中的“错、碰、漏、缺”，力争把问题解决在施工之前，减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计，施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件，施工组织设计的完善程度直接影响工程的进度、质量。
2、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备，其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑，并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊，因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固，并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面，采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工，对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑，为节约成本，优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
3、测量技术
高层建筑的水平标高较高，通视条件差，这都使得测量的时候难度较大。所以，需要采用先进的测量仪器和测量技术，才能保证测量的精准性。在进行测量之前，应对测量的位置与基准点、基准线等进行合理的布置，正确选择测量方式和高程传递数值路线；在测量时，合理应用施工测量的仪器和设备以实现测量放线目标。目前比较先进的方法是双重控制网，其利用定位系统测设周边建筑物的屋面基准点，利用高精度全站仪等测量手段，实现有效准确的测量。
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。
吊装
吊装是高层建筑钢结构施工中最重要的工作，其施工的速度和质量直接影响着整个工程的施工进度和质量。
在钢结构吊装前，应该从工程的平面和立面两个层次进行考虑，根据结构的形式、塔吊的个数和位置、现场施工条件等因素确定吊装的分区与顺序。
在钢结构吊装时，应遵循两个原则，一是平面内的吊装应该从中心核心筒开始，然后向四周不断扩散。即从工程平面的一个中心单元开始，先对一个刚度柱网单元进行组装，顺序是先吊柱后吊梁，当这一柱网单元完成吊装和固定后，再在其左右或前后进行另外两个单元的吊装，当这三个单元全部组装完成后，最后进行较为全面和精准的校正。
焊接技术
钢结构构件的制作是确保施工质量的前提和基础，而高层建筑钢结构的组成构件都是利用焊接技术进行连接的，焊接作业多在高空，再加上气候的影响，很难控制和保证施工的质量和安全。因此在焊接过程中要注意很多方面的问题。
首先，在焊接的顺序上，在平面内应从建筑平面中心向四周扩散，采取对称结构和节点的全方位对称的顺序焊接；在竖向上采用上层框架梁、压型钢板支托、下层框架梁、玉型钢板支托、焊接检验的顺序焊接。柱与柱焊接要由两人从两面相对并且等温、等速对称焊接；柱与梁节头的焊接先对H型钢下翼缘板施焊，然后再焊接上翼缘板。
其次，在焊接的工艺上，为了减少因焊接热量而产生的结构变形，确保钢结构构件的几何精度，钢结构焊接大多采用小线能量的二氧化碳气体保护焊。对于箱形或工型杆件采用埋弧自动焊工艺，可以提高焊接效率。另外由于焊接过程中出产出大量的热，可能会造成钢结构构件发生收缩变形，除了可以采用热和机械方式进行矫正外，还可以在制造工艺上采用变形工艺、强制约束工艺和控制焊接顺序、方向等手段减少焊接的变形。
最后，在焊接的质量上，不能出现焊缝、焊瘤等现象，以保证钢结构的质量。因此在钢结构施焊前，应对焊条进行检查，保证焊接过程中使用的焊条都是按仿单和操作规程的。焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷。最后要对一、二级焊缝按要求进行超声波探伤和无损检测，防止忘记施焊、未采用弧板施焊等情况的发生。
电渣焊
电渣焊主要用于中碳钢和中高强度结构钢在竖向位置上的对接焊接。焊接启动时投入焊剂35-50g，焊接过程中应逐渐少量添加焊剂，焊接速度在1.5-3m/h为好，送丝速度在200-300m/h为佳，渣池深度常取35-55mm，引弧板长度为板厚2-2.5倍，熄弧板长度为板厚1.5-2倍。
焊接过程中随时检查焊件的炽热状态，一般在800℃以上为熔合良好，不足800℃时适当调节焊接工艺参数，适当增加渣池内总热量。当翼缘板较薄时，翼缘板外部的焊接部位应安装水冷却装置随时控制水冷却水温在50-60℃，水流量应保持稳定。熔嘴电渣焊不作焊前预热，和焊后热处理，只是引弧前对引弧器加热100℃左右。
结束语
在现代城市的建设中，高层建筑钢结构的施工越来越普遍，它高强度的特性使建筑结构坚固稳定，使用功能也灵活方便，在适当的对造型和空间方面进行设计创新之后，取得的反响和效果也很好，这就突出了钢结构施工的关键技术和措施重要性。特别是塔吊的选用，还要考虑其装拆是否方便。根据不同的结构特点、焊接形式及天气条件选用合理的焊接工艺和相关参数，不可一概而论，盲目照搬。结构构件的进场数量及加工顺序要充分考虑现场堆放条件及吊装设备的吊运能力。因此，全行业都争取在我国高层建筑建设进入钢结构体系时代的同时，也要严格工厂制作工艺，减少现场处理数量，从而带来建筑行业的新突破。
参考文献
[1]崔晓强,胡玉银,吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].建筑机械化,2010(06).
[2]李丽.对高层建筑刚结构施工技术与管理的探讨[J].科技风,2012(02).
[3]衣晓鹏.高层建筑钢结构施工问题研究[J].科技致富向导,2011(02).