超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施
2016-05-05 09:28:06 作者:7天论文网【大中小】浏览:5次评论:0条
摘要: 随着城市化建设速度的加快，我国的城市人口越来越多，城市用地越来越紧张。

超高层建筑的出现极大地缓解了城市的人地矛盾，目前常见的超高层建筑结构以钢结构为主，这种结构是对传统的钢筋混凝土结构的改善，是我国建筑业的一大进步。

本文对高层钢结构施工技术的主客观条件进行分析，简单说明了超高层钢结构施工技术的特点，并对其施工要点进行了详细研究，希望能给相关人员提供一些参考。

关键词: 超高层建筑钢结构技术措施
超高层建筑的出现对城市用地紧张的缓解以及城市环境的美化都有着重要意义，传统的钢筋混凝土结构由于自身的重量问题已不适合现代建筑的需要，逐渐被重量较轻的钢结构所替代，本文将对超高层钢结构施工的关键技术和措施进行分析探讨。

1 高层钢结构施工技术的主客观条件超高层钢结构的施工路线是受经济、技术、环境等多方面因素影响的，在确定总路线之前必须要对结构本身以及周围环境有充分的了解，一个良好的技术路线要能对自身的优势进行充分利用使之满足主客观条件。

1．1 充分理解结构的荷载传递途径和基本组成部分根据结构荷载的传递路径作出合理的施工规划，进行科学的工序安排，对超高层钢结构的组成部分，即钢柱、钢梁和钢桁架进行分析研究，保证施工能够按照设计要求顺利的完成。

1．2 依据现场环境和条件进行施工设备、路线的选择在进行安装路线的确定时，要对业主对施工的要求、安装操作工序对钢结构的限制以及运输条件等进行充分考虑并加以利用，另外，要对施工技术和所具备的资源有全面的了解，根据自己的优势特征确定最合适的施工路线，保证施工的高效顺利。

2 超高层建筑钢结构施工技术的特点2．1 高强度的材料与一般的建筑结构相比，钢结构材料具有较高的强度，更能在高荷载和大跨度的构件中发挥作用，对动力荷载有很好的适应能力。

再加上，钢材料本身具有较强的延展力和吸收力，因此在抗震方面的性能表现更加突出。

由于高强度的特性，钢材料的构件截面比较小，在承受压力的同时比一般的结构具有更好的稳定性。

同时，钢材料的内部组织相对来说是比较均匀的，能在一定的应力幅度作用性保持弹性状态，使实际的施工效果更接近预计状态。

只有在保证施工质量的同时，强化钢材冶炼和轧制过程中的质量控制，尽可能的避免材质发生波动，才能充分发挥钢结构施工技术的作用。

2．2 较短的施工周期一般来说，相比于其他建筑结构，钢结构建筑施工更加快速高效，这对于节约施工成本，促进企业经济效益的提升有着重要意义。

而钢结构施工周期短主要是由于所用的施工材料大多数是已经加工好的成品，节省了加工所需的环节，且施工起来比较简单。

一般在进行钢材构件选择时，为了确保工程的质量，对构件的精确度有严格的要求，会
选择在金属结构方面比较专业的厂家。

在工程的后期改造和加固方面，由于钢结构构件一般是通过螺栓进行连接的，拆迁起来比较容易，工序也比较简单。

2．3 较轻的重量与传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有更少的自重，却具有更高的强度，因而逐渐取代了钢筋混凝土结构在建筑工程中的应用。

较轻的自重在运输环节是占有绝对优势的，同样的荷载下，相同跨度的钢结构重量仅占传统钢筋混凝土的三分之一不到，更方便施工材料的运输，保证施工的有序进行。

3 超高层钢结构关键技术和措施3．1 机械设备选择在进行钢筋吊装时，最关键的就是根据实际情况进行吊装机械的合理选择，吊装时最常用的就是塔式起重机，门式起重机和履带吊主要用于构建驳运和低空吊装，液压集群千斤顶主要是在整个结构或是大构件的平移、提升、旋转中发挥作用。

3．2 测量技术主要是对仪器配置、基准点网的布设、数值传递路线以及测量方法进行测量，由于超高层建筑本身高度高且通视条件较差，测量的难度也大大增加。

现阶段采用的测量手段主要是通过GPS 定位、双重控制网的建立，再加上高精度的全站仪来进行三维坐标的定位。

3．3 焊接技术超高层建筑的高度较高，高空作业是施工中常见的，这就导致施工的安全控制难度较大，很容易受到天气的影响。

焊接技术以及所需的设备和材料必须根据施工现场的条件和钢材的特性进行选择，在进行钢结构的现场焊接施工时，必须通过专业的焊接工人进行施工操作，一定要做好应对风雨天气的准备，在施工中随时对建筑结构进行无损检测，必须要选用变形小、焊接效果好的焊接技术。

现阶段我国超高层建筑施工中常用的焊接技术就是二氧化碳气体保护板自动焊接技术，以手工焊作为辅助技术进行施工。

这进行焊接时，要对焊接的顺序、区段以及焊接节点的对称性进行充分考虑，尽可能的避免结构变形。

焊接材料与钢材的性能匹配表主材手工焊焊条型号埋弧自动焊焊剂与焊丝型号CO2气体保护焊焊丝型号熔嘴电渣焊焊丝型号Q235 E43xx 焊条FGAx 型焊齐H08A 焊丝EＲ49 －1E Ｒ50 －6H10Mn2Q345E50xx 焊条F50xx 型焊剂H08MnA 或H10Mn2 焊丝EＲ49 －1EＲ50 －3EＲ50 －2H10Mn2不同规格钢材焊接焊缝强度等级表( N/mm2 )牌号厚度或直径
( mm)抗压FWC焊缝质量为下列等级时，抗压fWt一级、二级三级抗剪fWv抗拉、抗压、抗剪fWfQ235 钢≤16 215 215 185 125 160＞16 ～40 205 205 175 120＞40 ～60 200 200 170 115＞60 ～100 190 190 160 110Q345 钢≤16 310 310 265 180 200＞16 ～35 295 295 250 170＞35 ～50 265 265 225 155＞50 ～100 250 250 210 1453．4 施工仿真分析技术由于施工环境、结构自重或者施工操作的影响，钢结构会出现变形现象，进而导致精准度下降，安装难度加大，严重的可能导致安全事故的发生。

因此在进行施工之前要对可能引起变形的各种因素通过仿真分析技术进行分析，以最终的分析结果来决定具体的施工操作。

目前我国建筑施工中经常使用的仿真分析软件有ANSYS 和MI －DAS，由分析软件得出具体的变形规律，
对重力条件下温度及风力荷载造成的变形影响进行分析，为制定科学的施工计划提供参考。

3．5 预应力技术由于地基的不均匀沉降或者时差异压缩变形会导致钢结构发生变形，建筑物出现歪斜扭曲，预应力技术是通过仿真分析对结构施工中的节点变形值进行研究统计，通过对构件尺寸进行调整; 来使实际的施工效果符合施工要求，对结构变形问题能够很好的进行解决。

3．6 实时监控技术虽然对工程进行了仿真分析，但在实际的施工过程中，受到各种因素的影响会与预估结果产生较大的差异，因此必须对施工过程进行实时监控，包括信息的采集、收集、传输与处理，确保施工工序的科学合理。

通过对施工过程中结构关键部位的应力变化与位移的监测，来确保施工的安全准确。

3．7 安全操作系统与临时措施为了确保施工人员的人身安全，在实际的施工过程中，要设置相应的安全操作系统，根据施工现场的实际需要，加设施工通道。

3．8 气象保障措施由于高度的影响，超高层建筑在施工过程中极易受到雷电的攻击，再加上施工工期较长，必须做好建筑的防雷工作。

施工单位要对工程所在地的气象变化进行实时监控，及时采取有效措施抵抗风雨雷电的破坏，做到未雨绸缪，时刻防护。

3．9 整体结构提升通过将超高层建筑中的天线桅杆结构和高空连体结构与地面物体相连接，进行顶升来完成安装，这样可以使起重机的作业半径减小，方便起重装备的落实，用小型起重机代替大型起重，使施工进度加快。

此外，要尽可能的在地面完成施工，减少高空作业，降低施工难度，更好的控制施工质量。

4 结束语综上所述，超高层建筑已经成为现阶段我国建筑工程发展的主要趋势，钢结构的出现取代了传统的钢筋混凝土结构，在建筑功能和外观上更符合现代人们的要求，施工单位必须要对钢结构施工的主客观条件有充分的了解，结合钢结构的施工特点对其技术要点进行全面的掌控，严格控制材料质量，对可能影响施工质量、导致结构变形的各种因素进行分析解决，切实保证超高层建筑结构的安全稳定，提高人们的生活质量，推动我国建筑业的发展。

参考文献
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