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【摘 要】 钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑，因此，高强度钢材便应运而生，并在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造得到了充分的运用。
【关键词】 高层；钢结构；施工
【中图分类号】 TU762 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）01-040-01
钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有均质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。
对于高层与超高层建筑结构设计来讲，按照建筑实用功能的要求、高度、拟建场地的抗震设防烈度以及经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为几大类:
1材料的选用
钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件，目前投生产的B400RNQ和B490RNQ种型号的耐火钢，在达到600C时其屈服强度依旧有150~220MPa一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价等于钢材费用(约占40%)制作安装费用(约占30%)防火涂料费用(约占30%)放火涂料所占总造价的比重较大，如果使用高强度耐火钢虽价格有上升，但防火涂料价格有大幅度下降，可部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
2制作与安装
2.1统一测量仪器和钢尺量具。建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。
2.2定位轴线、标高和地脚螺栓。钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需设置一个控制桩，一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2~3层为一节，对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱r安装正确无误，避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式钢性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。
2.3钢柱的制作与安装。钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构建，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准100m高的超高层钢柱，一般分为8~12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等与设计长度，即使只有几毫米也小能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。矩形或力形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔焊等形式。钢柱标高的控制一般有两种力式:①按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一边在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物；②按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸每一节柱的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中无论采用何种安装力式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。
2.4框架梁的制作与安装。高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用钢性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋框架梁应按设计编号正确就位，为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的准确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接可开椭圆孔，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度，需考虑焊接收缩变形焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的准确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接施工时先焊下翼缘在焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端，腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时，孔位的精确十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。
3楼盖的设计
高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用，一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的托型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm，目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用，主要是对于板底旱波形的计算原理不甚了解或认为记算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。
参考文献
1李听鑫，高层建筑钢结构的施工[J]，科技促进发展，2009 (3)
2孙艳.高效预应力叠合梁板应用[J].黄石高等专科学校学报，1999(1)
【关键词】 高层；钢结构；施工
【中图分类号】 TU762 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）01-040-01
钢结构是以钢材制作为主，一般由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有均质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。
对于高层与超高层建筑结构设计来讲，按照建筑实用功能的要求、高度、拟建场地的抗震设防烈度以及经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为几大类:
1材料的选用
钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件，目前投生产的B400RNQ和B490RNQ种型号的耐火钢，在达到600C时其屈服强度依旧有150~220MPa一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框一筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价等于钢材费用(约占40%)制作安装费用(约占30%)防火涂料费用(约占30%)放火涂料所占总造价的比重较大，如果使用高强度耐火钢虽价格有上升，但防火涂料价格有大幅度下降，可部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
2制作与安装
2.1统一测量仪器和钢尺量具。建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须是国家法定的统一计量部门由同一标准鉴定高层、超高层建筑施工周期较反，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。
2.2定位轴线、标高和地脚螺栓。钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线100m高度的建筑需设置一个控制桩，一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置，要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为2~3层为一节，对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高空，以保证每节柱r安装正确无误，避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接，一般采用埋入式钢性柱脚，地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时，控制平面尺寸和标高的临时固定措施。
2.3钢柱的制作与安装。钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构建，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准100m高的超高层钢柱，一般分为8~12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等与设计长度，即使只有几毫米也小能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。矩形或力形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔焊等形式。钢柱标高的控制一般有两种力式:①按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一边在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物；②按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸每一节柱的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中无论采用何种安装力式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。
2.4框架梁的制作与安装。高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用钢性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋框架梁应按设计编号正确就位，为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的准确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁，悬臂梁上下翼缘的连接采用衬板个熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接可开椭圆孔，并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样小等与设计长度，需考虑焊接收缩变形焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的准确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接施工时先焊下翼缘在焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端，腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承托型高强螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系数应选用合理。采用高强螺栓群连接时，孔位的精确十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应有中心按辐射力向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头加以表示。
3楼盖的设计
高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件起到变形协调作用，一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的托型钢板加现浇钢筋混凝土楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm，目前在设计钢承混凝土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用，主要是对于板底旱波形的计算原理不甚了解或认为记算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且不需对钢梁进行稳定验算。
参考文献
1李听鑫，高层建筑钢结构的施工[J]，科技促进发展，2009 (3)
2孙艳.高效预应力叠合梁板应用[J].黄石高等专科学校学报，1999(1)