魏林强　李连江

（河南省豫兴建筑安装有限公司）

关于高层建筑钢结构技术的探析

魏林强李连江

（河南省豫兴建筑安装有限公司）

随着我国经济的发展和城市化进程的加快，我国城镇住宅建设也快速发展起来。人们在满足居住要求后，开始对居住质量提出了更高的要求。钢结构住宅具有节约能源、施工迅速、抗震性能好等等优点，且又符合环保及适应产业化生产等优势，高层住宅建筑的钢结构体系是一种绿色环保的新型结构体，高层钢结构住宅的应用对社会效益和经济效益有着明显的贡献。本文结合实际，探讨了多高层钢结构工程建设的有关技术。

高层住宅；钢结构技术

1　引言

钢结构建造运用于高层建筑的施工技术是率先在美国实施的。从1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。随着我国经济发展和人口城市化进程的加快，我国住宅建筑也发展迅速。人们的居住条件逐步提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国是第一产钢大国，钢结构住宅适宜工厂大批量生产，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平。

2　高层钢结构的主要施工方法

2.1箱型柱的制作

钢结构加工制作的箱型柱采用的原料主要是钢板，一般在钢构件加工车间完成对钢板的加工、除锈和焊接。

（1）是钢板的拼接，因为每段的钢柱高是12m以下，为了保证下料后钢板能保持直线度，必须先将两块钢板进行拼接，钢板两头要开坡口。

（2）划线、下料、安排料图，划线宽度要留有余量3mm，长度要留有余量50mm，中间隔板划线部分不留。长度方向要沿着划线每5m钻φ8mm孔。另外找两台半自动的切割机（或者双头）沿划线中心一起进行切割，隔5m留100mm不切割，冷却后继续切割。

（3）开始组装。组装焊接用的H型钢作临时组装平台，组装之前必须用水准仪把平台找平，并将H型垫实固定结实。在两腹的板上划组装线进行组装焊接衬板，然后进行定位焊。衬板内侧隔300mm焊10～20mm焊缝。再将一腹板和隔板组对进行定位焊。组对两盖板，定位焊。组装腹板、定位焊时用三根同尺寸的箱体并排，两点焊接，把两边的箱体作为自动焊机轨道使用。用两台埋弧自动焊沿着同一个方向焊接两条焊缝，焊缝两端要加100mm引弧板和熄弧焊。焊完一层后把箱体翻过来，继续焊接另一两条焊缝。焊接方法同上。等焊接结束后翻身焊接另一面两条焊缝。结束后，将引熄弧板离母材5mm处切断，修磨平整，这道工序要用砂轮机，绝对不能使用锤子敲打击落；修磨后再对切割面进行全面检查。检查焊缝有无损伤，最好使用超声波进行检测。探伤长度一般为每条焊缝的20%，按JB11345的规定不低于Ⅱ级。

2.2连接板加工及组焊方式

下料型钢主要采用的是根据型钢切割机决定，钢板采用下料方式是半自动切割机，注意下料后一定要进行清渣、修磨、编号、分类存放；钻孔前一定要在构件面上划针，用钢尺划出孔的中心点和直径数，在孔周围（90°位置）打上四只冲孔，钻孔后必须检查。

另外，注意对高强度螺栓摩擦面的处理，处理方式主要采用的有喷砂式摩擦面表面的粗糙度，喷砂压力大约6kg/cm2，石英砂粒度为1.5～4mm，加工后钢材表面呈灰白色。处理过程：先用电动砂轮机打磨其表面，打磨方向与受力方向垂直，打磨范围大于倍螺栓直径的4倍，打磨后钢材表面不能有明显凹坑。

3　钢结构的安装技术

3.1箱型柱的安装

箱型柱钢结构在实际的施工中都是按照材料的采购，加工，运输，吊装，连接加固的工艺完成的，安装前要涂刷防锈油漆，刷漆前务必将所有构件表面上的毛刺、铁锈、油污和附着物清理干净。手工除锈一定要达到St2，机械除锈必须达到Sa2。并依照（实际工程情况）工程建筑面积为3.3万m2，地下一层，地上26层（其中地下为立体式车库，1～3层为公建，4层以上为住宅楼）。此工程四层以下是裙楼，立柱是48根，主楼立柱是37根，单根最短为4.5m，最长是12.5m，截面的形状是箱形。每根立柱设计最大重量是3.5t，设计最小重量是1.88t。剪力墙框架立柱是150×150H型钢。吊装顺序应采用沿中心向四周原则，这样能保证框架的对称性及稳定性。当单元框架稳定后，及时调整焊接并进行“UT检测”。

3.2钢梁安装

钢梁安装分主梁，次梁和外挑梁。主梁材质是Q345B轧制的H型钢材。立柱形成单元后对主梁采用捆绑串吊施工，要根据工程设计掌握吊装数量的根数，一般为2～4根。安装次梁和剪力墙框架梁时根据空间和接点的实际情况，或单根吊装。

3.3高强螺栓安装

高强螺栓在钢结构安装中是最先进的安装连接方法之一，它主要的特点是方便、可拆换、传力均匀。根据本工程设计方案需要，可以采用高强螺栓（摩擦型）来完成连接，采用专用的棘轮扳手、扭矩扳手，经过初拧、终拧来完成。

3.4栓钉的焊接

栓钉焊接是建筑工程很重要的环节。常见栓钉焊接一般都是直接焊接在钢梁上，或者穿过压型钢板再焊接。文中工程采用的前者。

4　施工优势

4.1箱型混凝土柱

箱型混凝土柱即在箱型柱内灌注高强度（C50）等级的混凝土，此目的是在箱型柱中间内加隔板支撑，以形成两种材料相共同工作的结果。此方法解决了荷载作用下，在强度没达到极限时率先发生变形过大的问题。箱型混凝土柱施工技术具有承载力高，抗震好，施工简便的优点。每四层（每节长大概12m），每层作为一个单元。箱型混凝土柱具有整体一次性吊装就位的优点，必须要注意的是混凝土柱包装好防火板后，一定要按照建筑规范要求，即耐火极限大必须要于3h，只有这样才能满足高层建筑中钢结构框架规定的防火要求。对H型梁的加工、栓钉焊接要采用合理工艺，尽可能的减少焊接残余应力并及时查看校正细微误差。对所使用的高强螺栓型号要了解清楚。高强螺栓接触面在使用前必须用砂轮打磨，打磨时高强螺栓方向和构件受力方垂直。安装施工中发现浮锈时要及时清除。施工前要做摩擦面抗滑移系数试验，所得抗滑移系数不能小于0.35。

4.2H型梁

高层建筑中所使用的H型钢梁都要采用轧制H型，因为它具有抗震性好、承载力高、变形能力强的优点。H型钢梁解决了钢结构中防腐、防火的问题。在施工时钢梁具有较大的承载力，极大地节省了模板的工作量。所用的梁一般都是在工厂加工后运输到工地，减少了现场工作量，缩短了工程工期。

4.3抗侧力支撑及混凝土筒结构

在建筑工程中电梯楼梯的位置形成了钢筋混凝土的核心筒。作为剪力墙抗侧力的支撑，它提高了建筑整体结构的稳定性，对优化、抗侧刚度、改善抗震有着积极作用。

4.4现浇钢筋混凝土

利用钢框架梁下翼缘作为支模板材撑，铺装竹胶板，按照设计铺设的钢筋浇筑C30混凝土，这样也能起到节省模板材缩短工期的作用。

[1]邱国桦.合理用钢、节约用钢，促进钢结构的发展[J].钢结构，1988，01.

[2]潘成南.美、日、英火力发电厂的钢结构体系布置与设计[J].工业建筑，1989，02.

[3]刘开国.高层建筑钢结构选型与刚度选择[J].华中建筑，1989，01.

[4]徐伟良，蒋菡，赵萍.多高层住宅的钢结构体系及其工程应用[A].第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C].2002.

TU974

A

1673-0038（2015）12-0081-02

2015-3-6