分析高层建筑钢结构安装

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, 合理确定高层钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。本文介绍了高层结构体系，探讨了高层建筑钢结构的安装技术。
关键词：高层建筑；钢结构；体系；安装技术
高层建筑中较多采用钢结构体系。钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是一项综合性很强的工作, 也是一个企业施工技术水平和管理水平的体现。

一、高层结构体系

对于高层建筑的划分, 建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定, 一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲, 按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架- 剪力墙结构体系、框- 筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构(代号RC)外,还采用型钢混凝土结构(代号SRC),钢管混凝土结构(代号CFS)和全钢结构(代号S或SS)。

二、高层建筑钢结构的安装技术

1、测量的技术

在工程的测量之中，实现测量放线目标的前提是合理地应用施工测量的一系列仪器与设备，如水平仪、经纬仪、全站仪等。同时在测量之前对测量的位置与基准点、基准线等进行合理布置，对于测量的方式以及高程传递数值等需要的路线要进行正确的选择。相对于多层建筑来说，高层的建筑水平标高较高，测量的时候会出现很大不便，增加了自身测量的难度。所以，在高层钢结构安装前的测量中需要利用周边高层建筑物的屋面基准点，和先进合理的测量方式，对待测目标进行有效测量，也称为双重控制网。

2、地脚螺栓的预埋

一般在高层钢结构中钢柱主要是经柱脚板与基础承台（支座）预埋的地脚螺旋相互连接。而在地脚螺旋施工中关键的技术有两点，一是地脚螺栓的标高控制；二是其平面两个方向的中心线或边线的定位控制。为了确保钢柱地脚螺旋的垂直度与轴线定位尺寸之间的间距，需用两个套模分别从上下两个层面对地脚螺栓来进行固定。这两个套模事先要依照钢柱的底板处套钻加工而成，并且在套模安装固定的时候，平面位置与轴线的相对偏差不得大于1毫米。为了确保地脚螺栓在混凝土进行浇筑的时候不发生位移，应当用膨胀螺栓与适当长度的角钢或钢筋头直接在柱底板位置的下方支座内搭设钢架，并将地脚螺旋的套模支撑及固定起来，注意复核地脚螺栓（特别是对角螺栓）之间的间距，让套模与支座的主筋相互保持一些距离，使得在进行支座钢筋绑扎的时候不会受到影响，保证套模位置的准确，并且在绑扎钢筋之后，需要同电焊使支座上部的套模进行焊接与固定，点焊不得伤害支座主筋。对于地脚螺栓的螺牙部分应用塑料管套住并用透明胶包裹牢固，对螺牙进行有效保护，避免在安装钢柱时发生碰撞对螺纹的丝扣造成损伤。

3、安装设备的选择

在高层钢结构安装的过程之中，需要依照现场实际的一些施工情况，来对一些吊装机械设备进行合理的使用，同时这也是钢结构安装中非常重要的一个环节。在高层建筑钢结构安装过程中主要使用的是塔吊，而在标高比较低的裙楼部位钢构吊装施工中，也可以根据现场实际情况用履带吊或汽车吊来实现安装施工。常用的辅助设备或器具主要有液压式或机械式的千斤顶，这在调整首节钢柱安装的标高、平面位置和垂直度时，操作起来非常便利，并且也比较安全可靠，所以在高层钢结构的安装过程中被广泛地应用。

4、钢柱的安装

在高层建筑的钢结构进行安装过程中，主要是对每一节钢柱之间连接的垂直度进行有效的控制，并核查钢结构的三维方向出现的一些偏差数据是否在规范允许值范围内。在钢结构的安装过程中，进行钢柱的位置与垂直度控制时，钢柱的第一节安装与第二节以上的各节钢柱在控制的方法、重点上会有些不相同。其中在对第一节的钢柱进行有效控制的主要部分是建筑竖向的水平标高与建筑结构平面位置与轴线之间的偏差，并主要是经过对定位钢板与双螺母的调节控制或使用千斤顶、楔形钢垫块来调整完成安装的。而对于第二节及以上的各节钢柱控制重点为每个钢柱之间垂直的状态与建筑物竖向的标高以及建筑结构的平面位置轴线，并且在这之中主要是经过千斤顶来进行垂直度的调节，从而达到完成钢结构安装目的。

5、钢梁的安装

一般钢梁在安装的时候主要是经限位的连接板及高强螺栓经过多次矫正并经过对高强螺栓的初拧和终拧来固定，从而达到对钢梁与梁柱连接点的轴线位置与垂直度进行有效控制的目的。
a.钢梁的矫正
在最初的吊装之中，就位钢梁需要持续进行矫正与调整，保证钢梁的框架位置符合图纸设计要求。进行矫正的时候可使用倒链和千斤顶进行反复地矫正，确保其垂直度与钢梁轴线位置，保证钢梁安装的质量。
b.钢梁的临时固定
在钢梁的吊装过程之中可通过连接板与钢柱牛腿、钢梁的腹板之间以高强度螺栓连接或用一块小钢板与两端焊口的牛腿、钢梁上翼缘板进行临时的点焊定位。在对钢梁进行吊点的耳板设计时，可在梁跨的四分之一L处设置。吊装的耳板与限位的钢板安装，加大了安装速度与质量，确保钢结构安装的安全与质量。

6、焊接的技术

在高层建筑的钢结构安装中，许多的组成构件都是利用强焊接的方式来进行连接的，即钢性节点，如在安装过程中主要以这种连接方式为主，不但会出现很多的焊接数量，而且对焊缝的质量要求也很高，这增加了施工难度和时间，但是因为在高层建筑进度钢结构安装，许多作业面的焊工是在高空之中进行高处作业，对质量与安全等方面比较难以控制和保障，同时气候对工程的影响也会比较大，所以，要根据现场的实际施工条件，对焊接的技术与设备、材料等进行合理的计划与安排，对在高空上焊接实施操作要有安全可靠的操作平台和临边防护，同时重视焊接特殊工种的培训及持证上岗。

7、预变形的技术

在高层建筑的钢结构设计中，时常会有平面不规则结构的出现，然而这些平面不规则形状的钢结构，在安装过程中很容易会出现内应力并导致结构变形的情况，针对这种情况，安装单位一定要加强对安装过程中的有效控制，来避免钢结构的安全与功能受到影响，及钢结构安装的整体效果与质量，并且对这些影响因素，要进行全面思考，对这种变形起到提前预防的作用，

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也就是说在整个钢结构进行安装的过程之中，要经过对安装过程与构件长短的有效调整与一些预先反向节点的变形值等方式，例如钢梁起拱、预留楼板混凝土后浇带等措施来达到最终安装完成的方式，保证钢结构的顺利安装。
8、施工的仿真分析
在高层钢结构安装的过程之中，因为遭受许多因素的影响，钢结构有可能会发生诸多形式的变形现象，如果不能对其进行有效的控制与处理，就会导致安装的时候，出现许多困难，甚至导致困难逐渐增大，并且对钢柱的垂直度也不能够实现有效的控制，直接导致了一些质量与安全隐患的问题，最终高层建筑的质量也不能得到保障。所以，在这方面就需要设计部门、技术部门在施工之前，对一些不利因素和现象可能引起的钢结构变形，进行有效的分析与计算，并在安装施工前进行技术交底或安装指导，做到施工的仿真分析，确保钢结构安装的顺利进行。
参考文献：
杨恒峰.南京新百工程超高层钢结构安装技术[J]. 江苏建筑. 2010(01)
梁向南.浅谈钢结构施工技术[J]. 国外建材科技. 2007(05)