浅谈超高层建筑钢结构加工与安装技术

浅谈超高层建筑钢结构加工与安装技术

发表时间：2019-06-11T15:18:48.083Z 来源：《建筑模拟》2019年第14期作者：李小弟

[导读] 钢结构本身就以其刚度大等特点被应用在众多建筑工程中，尤其是现在的超高层建筑中应用的比较多。

李小弟

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摘要：钢结构本身就以其刚度大等特点被应用在众多建筑工程中，尤其是现在的超高层建筑中应用的比较多。超高层的钢结构安装技术有很大的难度，而且施工工艺也比较复杂，对施工技术有很大的要求，在施工的时候要综合考虑到建筑结构特点、施工单位技术水平以及施工现场各种施工环境，然后再制定科学的施工设计。由于施工难度大，所以在加工制造和安装的时候都要控制好施工技术，确保建筑的稳定性。本文分析了超高层建筑中钢结构在制造和安装技术上的相关问题。

关键词：超高层建筑；钢结构；加工技术；安装技术

引言：

近年来，以钢结构为主要原料的建筑，凭借其在环境保护、节约能源、工业生产等方面明显优于砖混结构的优势，在房屋建筑中的利用率越来越高。如具有良好的抗震性和空间感、超快的施工速度、能源消耗量低、可重复利用以及较小的占地面积等特点。虽然是一种比较新兴的建筑体系，但是目前高层建筑钢结构的发展愈发成熟，有不断成为主流结构的总体趋势，同时也是以后超高层建筑的一个发展方向。

1、超高层建筑的定义及钢结构应用现状

1.1超高层建筑的定义

通常情况下，超高层建筑是指高度在 100 米以上，层数在 40层以上的建筑。超高层建筑是现代科技的产物，将钢结构应用于超高层建筑中，有利于超高层建筑的标准整体结构强度要求的实现。

1.2超高层建筑钢结构应用现状

在发达国家中，运用钢结构完成超高层建筑施工已经成为一种普遍现象。钢结构建筑在日本的建筑总量中占据了 50% 的比例。近年来，我国的钢结构产业的发展速度较快，2012 年，我国钢结构的总产量达到了 3000 万吨。但目前我国钢结构的加工技术和安装技术水平相对较低，人们对钢结构的认识较少。与发达国家相比，我国的超高层钢结构应用存在着较大的发展空间。但我国的钢材规格不齐全，使用率相对较低，超高层建筑中可以选择的钢的种类较少。在钢板加工等方面的技术相对较为薄弱，并且在某些方面存在着一些质量问题。为了将钢结构更好地运用到超高层建筑施工中，需要对以上问题进行解决。

2、超高层建筑钢结构的加工技术解析

超高层建筑中要求要有比较高的钢结构加工技术。如在钢结构的内部，需要对结构件的表面粗糙程度、具体材质以及影响到材料的气密性的相关内容等进行严格的各种检测。而且超高层建筑有不同于一般建筑的特点，在建筑的结构件的加工、选材等众多方面要求更高且需要注意的事项更多。

2.1 构件加工制作的整体流程

钢结构高层建筑工程有很大的工作量。钢结构构件有多种结构形式，主要表现为箱型构件、T 型构件和 H 型构件等。构件的焊接工序非常繁琐，同时要求也很严，体现在：焊接要有较大的变形、很多的熔透焊位置以及高质量的焊缝等。一般而言箱型构件由于其内隔板很少，在焊接过程中非常容易发生扭曲和变形。为了确保焊接的最终质量和变形程度、构件的尺寸精细合理以及避免层状性撕裂出现，有效的焊接工艺指标和措施尤为重要，这也是此类建筑工程加工技术中面临的难题。钢结构高层建筑工程中的许多主要构件大多是在工厂里面加工制作而成，基本的加工流程如下：做好技术上的准备→采购与复验材料→钢材的前期加工→对杆件进行加工→整体节点的组装→进行涂装→最终运输。

2.2 工程焊接

焊接的方法选择应考虑整体工艺流程和钢柱的结构等，优先选用有先进配置的焊接方法和设备装置。如对于加劲板和内部的隔板的焊接，宜采用二氧化碳气体保焊法。需要注意的是，要保证保焊焊丝应符合国家的相关规定，且二氧化碳气体的纯度和含水量不能异于一定指标。

3、超高层建筑钢结构的安装技术

3.1预埋件的安装。施工本工程预埋件是由钢板、预埋螺栓和矩形短柱构成的一种长方形结构，总质量为10.8t，总长度为6.9m，最大埋件截面积为1200mm×1200mm×50mm。由于一些埋件的质量很大，需要使用塔吊来进行施工。在安装过程中需要做好以下几方面的控制。

3.2标准节框架的安装。超高层钢结构标准节框架的施工一定情况下代表着超高层钢结构框架施工的主动权，其安装方法通常分为节间综合安装法和按构件分类大流水安装法。前者节间综合安装法是选择一个区间作为标准区间，安装4根钢柱构成空间标准间，按照施工进程逐渐扩大框架，最终完成施工。

3.3特殊节框架的安装。特殊节框架指不用于标准节的框架，如底层大厅和屋顶花园层等等，由于超高层建筑中建筑和结构的特殊要求，施工技术方案也应有所不同。对于网架结构，由于内部结构跨度较大且多位于高层建筑或旁边，施工难度较大，一般采用“地面拼装，整体提升”“搭设平台，高空散装”的安装方法。

3.4钢柱的安装。管柱安装应在分析下层杯口偏离网络线的位置数据后，确定管柱的偏移和倾斜数据，据此数据进行安装。根据钢管柱截面高度变化形式及钢柱的分节长度，每3层浇筑一次，浇筑高度约为12.3m。混凝土采用立式高位抛落无振捣法，利用混凝土下落时产生的动能达到振实混凝土的目的。当浇捣至8.3m高度时，上端4m范围采用振捣器内部振捣振实。一次抛落的混凝土量最好在0.7m 3 左右，用料斗装填或设置浇筑漏斗，料斗的下口尺寸应比钢管内径小100～ 200mm，以便混凝土下落时，排出管内空气。现场利用1.2m 3 吊斗进行浇筑，并在拟浇筑混凝土的钢柱顶部布置高500m，边长lm的漏斗进行下料，漏斗下口边长为160～ 180mm，进入钢柱内的斗口高度约200mm。

3.5安装钢梁。由于本项目中需要安装的钢梁数量非常多，则需随钢柱一起进行安装。临近钢柱安装好以后，将钢梁和钢柱连接到一起