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摘要：随着城市建筑业的迅速发展，高层钢结构工程应用越来越多，钢结构一直以其显著的优点，应用于国民建设的各个领域，发挥着重要作用。在高层钢结构建筑的施工过程中，必须严格按照施工图纸及统一的标准规范，合理制定工艺，科学有效地使用施工技术，才能保证高层钢结构建筑的施工质量，从而确保项目的安全、有序实施。本文主要对高层建筑钢结构施工技术要点进行了探讨分析。
关键词：高层建筑；钢结构施工；预埋；吊装；焊接
引 言
高层钢结构建筑在国外已经有120多年的记载，1883年最早的一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，战后由于地价上涨和人口的增长等因素，以及建筑科技水平、材料工业水平、综合技术水平的提高，高层及超高层建筑越来越多。同发达国家相比，（超）高层钢结构建筑在我国起步较晚，成熟的经验相对较少，改革开放以来，“高、大、新、尖”的现代化建筑如雨后春笋般耸立，成为地区经济高速发展的重要标记。
1、高层钢结构的施工技术特点
1.1优点
1.1.1空间感强
由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大，是混凝土强度的1.5倍，因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土结构所占用的空间，这样就增大了使用空间。
1.1.2 施工速度快
钢结构的构件都是经过工厂制作后才能在现场进行安装，与普通混凝土建筑相比，在施工中避免了脚手架的大量搭设，同时利用压型钢板代替混凝土模板，还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行，这样就提高了工程进度。
1.1.3 低成本、较环保
钢铁可以回收利用，因此钢结构同样可回收再生利用，比其他建筑材料的成本较低，而且不会产生大量的建筑垃圾，相对混凝土等材料对环境更环保。
1.2 缺点
1.2.1 耐高温性差
如果在发生火灾的情况下，钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多，其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多，随温度持续升高，钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃至500℃的环境中时，其强度下降40%至50%。若温度超过550℃，钢结构就会基本完全丧失刚度和强度，变形快速增大，承载能力完全丢失，导致钢结构倒塌。因此，在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。
1.2.2 耐腐性差
由于钢材本身具有易氧化的特性，决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈，锈蚀会引起应力集中，影响钢结构的安全，导致钢结构提前受损，因此，做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。
2、高层钢结构的关键工序施工技术以及质量控制
2.1地脚螺栓预埋
2.1.1埋设方法
为了保证地脚螺栓的埋设精度，首先应测设好位置控制线（基轴线或中心线等）及底平面的标高线。钢柱柱底标高引测示意图见下图1
图1 钢柱柱底标高引测示意图
2.1.2预埋
地脚螺栓预埋时，保证其埋设质量的关键是固定支架的牢固度。为了防止在浇灌砼时产生移动和变形，除了保证该框架应有一定的强度以外，还须设置必要的侧边支撑。在螺栓固定以前应对支架的位置及标高进行复测。套板与支架间通过椭圆孔进行位置微调，标高则由螺栓上的螺帽来调整。地脚螺栓的螺纹保护相当重要，螺纹上要涂黄油并包上油纸，外面再装上套管。
2.1.3质量控制
地脚螺栓的埋设精度，直接影响到钢梁的安装质量与进度，所以在钢梁吊装前，必须对已完成施工的预埋螺栓的轴线，标高及螺栓的伸出长度进行认真的核查，验收。对超过规范的不合格者，要提请监理和有关方会同解决。对弯曲变形的地脚螺栓，要进行校正；螺纹要清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复，并应将所有埋设好的螺栓予以保护。
2.2钢柱吊装工艺
起吊时钢柱必须垂直，尽量做到回转扶直，起吊回转过程中应避免同其它已安装好的构件相碰撞，吊索应预留有效高度。型钢柱校正后，采用四周斜拉法控制型钢柱的稳定性。四面用钢丝绳将型钢柱上端耳板与楼板预埋的钢筋环斜拉，钢丝绳下部用花篮螺栓拉紧，斜拉钢丝绳与楼板夹角控制在45。～60。。型钢柱外边搭设独立脚手架操作平台以便上下节型钢柱连接部位焊接操作，独立脚手架操作平台的搭设应考虑支模的加固方法和支模绑扎钢筋的需要。不稳定的单元，须加临时防护措施，方可拆卸吊具。
应注意事项：必须在钢柱起吊前，将临时钢爬梯绑扎在钢柱上，解除吊索吊环用的钢梯，吊环解除后，直接把钢梯和钢丝绳扣在一起，向上提起，继续吊装下一件钢柱。
2.3钢柱的矫正
2.3.1工法一：
柱子的垂直校正，测量用两台经纬仪安置在纵横轴线上，先对准柱底垂直翼缘板或中线，再渐渐仰视到柱顶，如中线偏离视线，表示柱子不垂直，可指挥调节拉绳或支撑，可用敲打等方法使柱子垂直。在实际工作中，常把成排的柱子都竖起来，然后进行校正。这时可把两台经纬仪分别安置在纵横轴线一侧，偏离中线一般不得大于3mm。在钢柱焊接结束后，还须对钢柱进行复核校正。
2.3.2工法二：
钢柱就位后，先调整标高，后调整位移，最后调整垂直度。直到柱的标高、位移、垂直度符合要求：
钢柱校正采用“无缆风绳校正法”。上下钢柱临时对接应采用大六角高强螺栓，连接板进行摩擦面处理。連接板上螺孔直径应比螺栓直径大4～5mm。标高调整方法为：上柱与下柱对正后，用连接板与高强螺栓将下柱柱头与上柱柱根连起来，螺栓暂不拧紧；量取下柱柱头标高线与上柱柱根标高线之间的距离，量取四面；通过吊钩升降以及撬棍的拨动，使标高线间距离符合要求，初步拧紧高强螺栓，并在节点板间隙中打入铁楔。扭转调整：在上柱和下柱耳板的不同侧面加垫板，再夹紧连接板，即可以达到校正扭转偏差的目的。垂直度通过千斤顶与铁楔进行调整，在钢柱偏斜的同侧锤击铁楔或微微顶升千斤顶，便可将垂直度校正至零。钢柱校正完毕后拧紧接头上的大六角头高强度螺栓。 2.4校正测量工艺
2.4.1位移调整
钢柱对接时的中心线应尽量对齐，其错边量应满足规范的要求。为上下柱不出现错口，应尽量做到上下柱十字线重合，如有偏差，在柱——柱的连接耳板的不同侧夹入垫板（垫板厚度0.5～1mm），拧紧高强螺栓，钢柱的位移偏差每次调整3 mm以内，如果偏差过大可以分2～3次调整。
每一节钢柱的定位轴线绝不允许使用下面下面一节钢柱的定位轴线，必须从地面控制线引至高空，避免产生累计误差。
2.4.2垂直度校正
对钢柱有关尺寸预检，对影响垂直的因素预先控制。对于安装误差、焊接变形、日照温度、钢结构弹性等因素引起的误差值通过不断总结、不断积累的经验预留垂偏值。采用两台经纬仪在钢柱的两个垂直方向同时进行跟踪观测控制。
2.5焊接工艺
2.5.1焊接工艺控制要点
（1）焊接材料的选用及管理：选择的焊条或焊丝要一定符合有关规范的规定，焊条或焊丝对已经变质，受潮，生锈，脏污或药皮剥落的焊接材料一律不准使用，焊接用的焊条必须按要求烘培，要求是在300-350℃的烘箱内烘1小时，然后保温在100℃的恒温箱内保存，使用时放在手提式保温桶内随用随取，对超过4小时未用完的焊条，必须重新烘培
（2）进行手工焊接时，风速大于8米/小时（三级风），气体保护焊的风速大于3米/小时（二级），均采取防风措施，相对温度不大于90%
（3）坡口的检查，焊接前对坡口的质量进行检查，如有误差超过允许误差时应进行返修，同时对焊接有妨碍的水分，污物及油漆或锈渍要清除干净
（4）柱与柱的对接，应由二名焊工相对等温等速对称焊接，焊完一层后，再选择或逆时针或顺时针焊第二层，第三层，直到最后焊最后一层时宜采用小直径选合适的电流进行焊接，对焊缝起始处要放慢焊接的速度，避免形成弧坑
2.5.2焊缝检验合格标准
焊缝外观应符合下列要求：表面无裂纹、未满焊、未熔合、气孔灰渣焊、瘤等缺陷。焊缝咬边深度不大于0.5mm，两侧咬边总长不超过焊缝总长度的10%，且不大于25mm。焊缝的错边量不大于10%的板厚，且不大于2mm
无损检测应在外观合格后进行，合格等级为现行国家新标准B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上，在外观发现有裂纹时要100%的检测。焊接材料对焊接质量的影响很大，在使用前必须按照规范及质量证明书的规定进行烘焙后，放在保温箱内随用随取。首次采用的钢种和焊接材料，必须进行焊接工艺性能评定和物理性能试验，符合要求后才采用。
3、结束语
随着钢结构的广泛应用，钢结构的技术难度会越来越大，随之而来安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。施工过程中，根据现场适用条件，严格吊装顺序，并在吊装后严格进行初校、复校，以保证吊装精度；探索焊接变形规律，优化焊接顺序，严格控制焊接质量，切实有效地进行施工管理。既要做好质量预控工作，也要重視过程控制和成果校核。
参考文献：
[1]程圣国. 浅析高层钢结构建筑的施工技术[J].科技创新导报，2011，（8）：43-44.
[2]张松. 广州珠江城钢结构关键施工技术 [J].建筑施工，2011，（10）：20-21.
关键词：高层建筑；钢结构施工；预埋；吊装；焊接
引 言
高层钢结构建筑在国外已经有120多年的记载，1883年最早的一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，战后由于地价上涨和人口的增长等因素，以及建筑科技水平、材料工业水平、综合技术水平的提高，高层及超高层建筑越来越多。同发达国家相比，（超）高层钢结构建筑在我国起步较晚，成熟的经验相对较少，改革开放以来，“高、大、新、尖”的现代化建筑如雨后春笋般耸立，成为地区经济高速发展的重要标记。
1、高层钢结构的施工技术特点
1.1优点
1.1.1空间感强
由于钢结构的抗压、抗侧弯强度很大，是混凝土强度的1.5倍，因此钢结构所占用的建筑空间就要远远小于混凝土结构所占用的空间，这样就增大了使用空间。
1.1.2 施工速度快
钢结构的构件都是经过工厂制作后才能在现场进行安装，与普通混凝土建筑相比，在施工中避免了脚手架的大量搭设，同时利用压型钢板代替混凝土模板，还有钢结构的安装与混凝土的施工可交叉进行，这样就提高了工程进度。
1.1.3 低成本、较环保
钢铁可以回收利用，因此钢结构同样可回收再生利用，比其他建筑材料的成本较低，而且不会产生大量的建筑垃圾，相对混凝土等材料对环境更环保。
1.2 缺点
1.2.1 耐高温性差
如果在发生火灾的情况下，钢材的导热系数比钢筋混凝土的导热系数大得多，其耐高温性比钢筋混凝土的结构低得多，随温度持续升高，钢结构的屈服强度与弹性模量将急剧下降。若钢结构处于温度300℃至500℃的环境中时，其强度下降40%至50%。若温度超过550℃，钢结构就会基本完全丧失刚度和强度，变形快速增大，承载能力完全丢失，导致钢结构倒塌。因此，在建筑设计钢结构的过程中钢结构防火措施是非常重要的一个环节。
1.2.2 耐腐性差
由于钢材本身具有易氧化的特性，决定了钢结构的表面容易生成氧化铁锈，锈蚀会引起应力集中，影响钢结构的安全，导致钢结构提前受损，因此，做好高层钢结构的有效防腐工作才能有效保证其使用年限。
2、高层钢结构的关键工序施工技术以及质量控制
2.1地脚螺栓预埋
2.1.1埋设方法
为了保证地脚螺栓的埋设精度，首先应测设好位置控制线（基轴线或中心线等）及底平面的标高线。钢柱柱底标高引测示意图见下图1
图1 钢柱柱底标高引测示意图
2.1.2预埋
地脚螺栓预埋时，保证其埋设质量的关键是固定支架的牢固度。为了防止在浇灌砼时产生移动和变形，除了保证该框架应有一定的强度以外，还须设置必要的侧边支撑。在螺栓固定以前应对支架的位置及标高进行复测。套板与支架间通过椭圆孔进行位置微调，标高则由螺栓上的螺帽来调整。地脚螺栓的螺纹保护相当重要，螺纹上要涂黄油并包上油纸，外面再装上套管。
2.1.3质量控制
地脚螺栓的埋设精度，直接影响到钢梁的安装质量与进度，所以在钢梁吊装前，必须对已完成施工的预埋螺栓的轴线，标高及螺栓的伸出长度进行认真的核查，验收。对超过规范的不合格者，要提请监理和有关方会同解决。对弯曲变形的地脚螺栓，要进行校正；螺纹要清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复，并应将所有埋设好的螺栓予以保护。
2.2钢柱吊装工艺
起吊时钢柱必须垂直，尽量做到回转扶直，起吊回转过程中应避免同其它已安装好的构件相碰撞，吊索应预留有效高度。型钢柱校正后，采用四周斜拉法控制型钢柱的稳定性。四面用钢丝绳将型钢柱上端耳板与楼板预埋的钢筋环斜拉，钢丝绳下部用花篮螺栓拉紧，斜拉钢丝绳与楼板夹角控制在45。～60。。型钢柱外边搭设独立脚手架操作平台以便上下节型钢柱连接部位焊接操作，独立脚手架操作平台的搭设应考虑支模的加固方法和支模绑扎钢筋的需要。不稳定的单元，须加临时防护措施，方可拆卸吊具。
应注意事项：必须在钢柱起吊前，将临时钢爬梯绑扎在钢柱上，解除吊索吊环用的钢梯，吊环解除后，直接把钢梯和钢丝绳扣在一起，向上提起，继续吊装下一件钢柱。
2.3钢柱的矫正
2.3.1工法一：
柱子的垂直校正，测量用两台经纬仪安置在纵横轴线上，先对准柱底垂直翼缘板或中线，再渐渐仰视到柱顶，如中线偏离视线，表示柱子不垂直，可指挥调节拉绳或支撑，可用敲打等方法使柱子垂直。在实际工作中，常把成排的柱子都竖起来，然后进行校正。这时可把两台经纬仪分别安置在纵横轴线一侧，偏离中线一般不得大于3mm。在钢柱焊接结束后，还须对钢柱进行复核校正。
2.3.2工法二：
钢柱就位后，先调整标高，后调整位移，最后调整垂直度。直到柱的标高、位移、垂直度符合要求：
钢柱校正采用“无缆风绳校正法”。上下钢柱临时对接应采用大六角高强螺栓，连接板进行摩擦面处理。連接板上螺孔直径应比螺栓直径大4～5mm。标高调整方法为：上柱与下柱对正后，用连接板与高强螺栓将下柱柱头与上柱柱根连起来，螺栓暂不拧紧；量取下柱柱头标高线与上柱柱根标高线之间的距离，量取四面；通过吊钩升降以及撬棍的拨动，使标高线间距离符合要求，初步拧紧高强螺栓，并在节点板间隙中打入铁楔。扭转调整：在上柱和下柱耳板的不同侧面加垫板，再夹紧连接板，即可以达到校正扭转偏差的目的。垂直度通过千斤顶与铁楔进行调整，在钢柱偏斜的同侧锤击铁楔或微微顶升千斤顶，便可将垂直度校正至零。钢柱校正完毕后拧紧接头上的大六角头高强度螺栓。 2.4校正测量工艺
2.4.1位移调整
钢柱对接时的中心线应尽量对齐，其错边量应满足规范的要求。为上下柱不出现错口，应尽量做到上下柱十字线重合，如有偏差，在柱——柱的连接耳板的不同侧夹入垫板（垫板厚度0.5～1mm），拧紧高强螺栓，钢柱的位移偏差每次调整3 mm以内，如果偏差过大可以分2～3次调整。
每一节钢柱的定位轴线绝不允许使用下面下面一节钢柱的定位轴线，必须从地面控制线引至高空，避免产生累计误差。
2.4.2垂直度校正
对钢柱有关尺寸预检，对影响垂直的因素预先控制。对于安装误差、焊接变形、日照温度、钢结构弹性等因素引起的误差值通过不断总结、不断积累的经验预留垂偏值。采用两台经纬仪在钢柱的两个垂直方向同时进行跟踪观测控制。
2.5焊接工艺
2.5.1焊接工艺控制要点
（1）焊接材料的选用及管理：选择的焊条或焊丝要一定符合有关规范的规定，焊条或焊丝对已经变质，受潮，生锈，脏污或药皮剥落的焊接材料一律不准使用，焊接用的焊条必须按要求烘培，要求是在300-350℃的烘箱内烘1小时，然后保温在100℃的恒温箱内保存，使用时放在手提式保温桶内随用随取，对超过4小时未用完的焊条，必须重新烘培
（2）进行手工焊接时，风速大于8米/小时（三级风），气体保护焊的风速大于3米/小时（二级），均采取防风措施，相对温度不大于90%
（3）坡口的检查，焊接前对坡口的质量进行检查，如有误差超过允许误差时应进行返修，同时对焊接有妨碍的水分，污物及油漆或锈渍要清除干净
（4）柱与柱的对接，应由二名焊工相对等温等速对称焊接，焊完一层后，再选择或逆时针或顺时针焊第二层，第三层，直到最后焊最后一层时宜采用小直径选合适的电流进行焊接，对焊缝起始处要放慢焊接的速度，避免形成弧坑
2.5.2焊缝检验合格标准
焊缝外观应符合下列要求：表面无裂纹、未满焊、未熔合、气孔灰渣焊、瘤等缺陷。焊缝咬边深度不大于0.5mm，两侧咬边总长不超过焊缝总长度的10%，且不大于25mm。焊缝的错边量不大于10%的板厚，且不大于2mm
无损检测应在外观合格后进行，合格等级为现行国家新标准
3、结束语
随着钢结构的广泛应用，钢结构的技术难度会越来越大，随之而来安装精度要求也越来越高，质量问题也会愈来愈受关注。施工过程中，根据现场适用条件，严格吊装顺序，并在吊装后严格进行初校、复校，以保证吊装精度；探索焊接变形规律，优化焊接顺序，严格控制焊接质量，切实有效地进行施工管理。既要做好质量预控工作，也要重視过程控制和成果校核。
参考文献：
[1]程圣国. 浅析高层钢结构建筑的施工技术[J].科技创新导报，2011，（8）：43-44.
[2]张松. 广州珠江城钢结构关键施工技术 [J].建筑施工，2011，（10）：20-21.