高层建筑主体钢结构的施工技术探讨

摘要：主体钢结构工程由于其造价低、结构性能好、施工速度快，在高层建筑领域被广泛应用，施工质量的好坏就直接影响工程结构的安全，如何控制工程施工质量已引起业内人士的重视。

关键词：主体钢结构施工质量控制工程结构

钢结构工程具有跨度大、施工速度快以及造价低的特点，在很多的建筑主体工程中被采用。建筑设计的一个重要原则就是要在满足建筑使用功能的前提下尽可能地满足建筑的工艺性能，诸如尽可能地节约材料与施工费用、缩短工期、综合经济效益最大化等，在钢结构的设计及施工中也是如此。由于高层钢结构其自身的特点，对设计过程中出现的问题进行合理处理，做到扬长避短，确保设计和施工的最优化。

1高层建筑钢结构设计

1.1高层建筑钢结构的主要特点

1)钢材强度较高、重量较轻，是一种相当理想的弹塑性材料。

2)钢结构采用多个构件进行组装后形成。构件主要是由单根型钢或者是由型钢通过焊接及螺栓连接后进行组装而成的，通常都是在工厂加工成型后运送到安装现场进行安装的。其中的材料包括型钢与钢板都是由钢铁厂按合同直接供货。

3)由于钢材自身的特性，其在一定的条件下将表现出隐脆性，尤其是对高层建筑而言，在设计时要予以充分的考虑。

4)由于普通钢材的耐腐蚀性能较差，同时钢结构的耐火能力通常较差，因此在设计时对其防护要进行同步设计。

1.2高层建筑钢结构设计的主要内容

1.2.1方案设计

除了要考虑建筑的使用功能以及施工工艺性能外，还必须因地制宜，对方案的总体进行设计。对于高层建筑钢结构而言，建筑承受的主要载荷是以风载及地震作用为主，这与以承受竖向载荷为主的一般建筑物不同，其设计的一个主要目的就是要减少侧移，防止出现扭转现象，避免在建筑中出现薄弱层面及薄弱环节。高层建筑的抗侧力结构体系的设计还需要考虑到建筑物的高度。同时，在进行结构布置时要与建筑师进行共同的设计，确保钢结构具有相当的侧向刚度与承载能力，并使载荷能够在平面及立面上均匀分布。之后，在对结构体系确定的基础上再对柱网尺寸及楼盖的结构体系进行确认，最终保证设计方案的经济合理。

1.2.2确保设计理念的先进性

在设计时要时刻关注国内外先进的设计理念，注意将当前和长远相结合，这对于工业建筑物及构筑物的钢结构设计相当重要。随着技术的进步，工艺革新及工艺需求的变化频率加快，建筑物势必需要随之进行改进。改进速度越快，耽误生产的时间将越少，这将有效减少经济效益的损失。因此，在进行设计时要充分考虑到建筑物改进的可能性及方便性。从这个角度来看，平面结构的钢架将优于空间结构，工业建筑中通常采用平面结构钢架也是出于这方面的考虑。

2高层建筑钢架构的施工工艺分析

2.1焊接工艺

由于型材的种类以及型材材质的多样性，焊接时存在一定的特殊性，所以要从焊前预处理、焊接工艺以及焊后处理等几个方面加以保证。

2.1.1焊前预处理

①应认真做好焊前的各项准备工作;②根据焊缝接头的不同形式，选择适当的焊接方法;③根据焊缝接头的坡形以及焊接的技术要求，正确安装引弧板、引出板以及背面衬板等辅助焊接工具;④根据具体的焊接环境选择合理的预热处理工艺。

2.1.2施焊工艺

除了选择合适的焊接电流及焊条直径外，还必须注意焊接中的相关工艺。例如，应该在起焊点前面的15～20mm处的焊缝隙内的焊接母材上引燃电弧，之后将电弧拉长并回到起焊点，预热片刻之后再压短电弧，将熔池熔透并填满到一定的厚度，然后将焊条向前移动，直到形成一个完整的焊缝;若接头有全熔透要求，尤其是在V形、X形、K形坡口间的对接或者是T形接头时，背面第一层焊缝往往容易出现不能焊透、夹渣或者是裂缝等焊接缺陷，这时要进行彻底的清根之后再进行焊接。

2.1.3焊后处理

焊后处理主要是为了保证焊缝不出现凹陷、超高、气孔、咬边、未熔合以及裂纹等现象。同时，还应该采用超声波无损探伤，尤其是要对受力点进行充分检查。

2.2组装工艺

2.2.1结构相对简单、批量较小零部件的组装

可按照图纸在平台上划出各组装零件的装配定位线，实现各组装构件间的装配。

2.2.2H型钢结构的组装

首先要按照图纸制作出组装胎模，通常用一块翼缘板作为定位的基准面，然后利用腹板从另一个侧向增加水平推力，这样就能够依靠翼缘板及腹板的自重，使其固定于工作位置上。

2.2.3箱形结构组装

首先应根据图纸的要求，在箱形结构的盖板、腹板以及隔板的组装面上用粉线弹出组装线。然后以下盖板以及某一侧腹板作为基准面，按照粉线安装好腹板、隔板。在安装的过程中，通常采用从一个方向进行安装，在定位中部的隔板后再对腹板进行定位，然后采用对称的顺序进行定位点焊。

2.3安装与检测

2.3.1钢结构成品的检验

钢结构成品的检验主要包括构件的成品检验以及针对工厂预组装的检验。在对各个项目进行检验的过程中，应该按照相关的国家和行业标准、设计的要求以及钢结构的使用状态来进行检验。检验的主要内容包括构件的外形尺寸、构件间连接的位置与变形量以及构件部位连接的细节等。尤其是对于大型的钢结构件，为了保证其总体的安装精度，在工厂的组装完成后要按照《钢结构工程施工质量验收规范》及相关的技术文件进行检验，并组织验收。

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