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1、钢结构在高层超高层建筑中的运用摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，就高层、超超高层 建筑采用全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重 要环节提供一些粗浅的意见。关键词：超高层钢结构制作与安装楼盖设计高层钢结构建筑在国外已有120多年的历史了。随着地价的上涨和人口的迅 速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展 和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。我国的高层与超高 层钢结构建筑自改革开放以来已有30年的历史，并在设计和施工中积累了不少 经验。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来 越大,在
2、超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生, 在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步 刖进。一.高层、超高层建筑结构体系对于高层及超高层建筑的划分，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、框架一剪力墙结构体系、框 一筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
3、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）。东南科技研发中心，建筑高度100m,柱网为8.4m,抗震设防烈度为6度， 采用框架一剪力墙或框一筒结构体系较为经济合理，这种结构体系的剪力墙或筒 体是很好的抗侧力构件，常常承担了大部分的风载和地震荷载产生的水平侧力， 总体刚度大，侧移小，且满足玻璃幕墙的外装饰要求。二.高层、超高层建筑结构设计材料的选用高层及超高层建筑结构设计材料多选用钢结构，因为钢结构有很多优点。但 其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并
4、投 入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。目前，宝钢投入生产的B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢，其物理 力学指标、化学性能及抗冲击韧性和可焊性，都能达到结构钢的要求。普通钢材 当达到600C的高温时已完全丧失承载能力，宝钢生产的这两个品种钢材当达到 600C时其屈服强度还有150220Mpa.一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框 筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用（约占40%） +制作安 装费用（约占30%） +防火涂料费用（约占30%）,防火涂料所占总造价的比重 较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降, 可望部分抵消由此带来的成本
5、上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。三.高层、超高层建筑采用钢结构的制作与安装3.1 统一测量仪器和钢尺等量具建造一幢超高层大楼，涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装，使用的测量仪器和使用的钢尺必须由国家法定的同一计量部门由同一标准鉴定。高层、超高层建筑施工周期较长，尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期 校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。一般以土建部门的测量仪器和钢尺 量具为准。3.2 定位轴线、标高和地脚螺栓钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄，在建筑物外部或内部设置控制轴线。本 工程高度在100m,设置二个控制桩，以供架设经纬仪或激光仪控制桩的位置， 要求以能满足通视、可视为原
6、则。钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性，一般为23层为一节， 对每一节柱子安装不得使用下一节柱子的定位轴线，应从地面控制轴线引到高 空，以保证每节柱子安装正确无误，避免产生累积误差。3.3 钢柱的制作与安装钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制 造中必须满足现行规范的验收标准。100m高的超高层钢柱一般分为812节构件，钢柱在翻样下料制作过程中 应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料 长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面 完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。矩形
7、或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允 许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。钢柱标高的控制一般有二种方式：一是按相对标高制作安装。钢柱的长度误 差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的 总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种 制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。二是按设计标高制 作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节 钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子 的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工
8、 长度中去。无论采用何种安装方式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来， 并应符合设计要求的总高度。3.4 框架梁的制作与安装高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢 柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。框架梁应按设计编号正确就位。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋 混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长 向尺寸不得大于2do （d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收 缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻
9、样下料的精确长度。框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带 衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊 另一端。腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承压型高强 螺栓。采用摩擦型高强螺栓的摩擦系数应选用合理。高强螺栓群应同一方向插入螺栓孔内，高强螺栓群的拧紧顺序应由中心按幅 生方向逐层向外扩展，初拧和终拧都得按预先设定的鲜明色彩在螺帽头上加以表 zj O四.高层、超高层建筑楼盖的设计高层、超高层建筑的楼板和屋盖具有很大的平面刚度，是竖向钢柱与剪力墙 或筒体的平面抗侧力构件，同时使钢柱与各竖向构件（剪力墙或筒体）起到变形 协
10、调作用。一般钢结构建筑物的楼板和屋盖，都采用轧制的压型钢板加现浇钢筋混凝土 （简称钢承混凝土）楼板和屋盖，厚度一般不小于150mm.目前在设计钢承混凝 土楼板和屋盖时没有考虑钢承混凝土楼板和屋盖与钢梁共同作用。主要是对于板 底呈波形的计算原理不甚了解或认为计算繁琐，就按平板计算，这样既不安全又 增加了钢梁的用钢量。如果采用钢梁与钢承混凝土楼板共同作用，简称MST组合梁，只要计算正 确，配筋合理，栓钉可靠，则可以节约楼层和屋盖钢梁的用钢量20%左右，而且 不需对钢梁进行稳定验算。参考文献：1徐培福.复杂高层建筑结构设计M.北京:中国建筑工业出版社,20052韩林海 杨有福.现代钢管混凝土结构技术
11、M.北京冲国建筑工业出版 社,20043徐至钧 陈祥福.超高层建筑结构设计与施工M.北京：机械工业出版社 2007.4赵西安.现代高层建筑结构设计（上、下册）M.北京：科学出版社.2000.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施摘要：随着我国社会经济的发展建筑业也随之蓬勃发展。因此钢结构，特别 是超高层钢结构受到了建筑企业的广泛关注和应用。为了保证超高层建筑的施工 质量，必须提高钢结构的施工质量。国内外对超高层建筑钢结构施工技术进行了 深入研究。在此基础上，从关键施工技术入手，深入分析了超高层建筑钢结构施 工技术及对策。关键词：超高层建筑;钢结构;关键技术;措施由于我国目前建筑业发展空间良好，在
12、此基础上，对超高层建筑施工技术的 要求也有所提高。有效地保证了钢结构生产安装的施工质量。同畤，它具有抗震 性能高、延性好的特点，还可以最大限度地降低地基的施工成本。将钢结构技术 合理地融入超高层建筑的施工中，可以在很大程度上提高超高层建筑的抗震性 能。因此，加强超高层建筑钢结构施工技术的研究具有重要意义。1、钢结构施工质量的影响因素分析超高层建筑作为城市发展的重要标志，往往建在最繁华的城市边界上。钢结 构施工技术在建筑中的应用是建筑质量最主要组成部分。但这种建筑具有立体 化，建筑面积不大，因此，在施工中普遍存在立体交叉口的施工状态，这无疑对 施工效果有着严重的影响。此外，受气候条件和自然环境的
13、不利影响，将在很大 程度上延缓钢结构的施工。此外，钢结构应用于超高层建筑时 业主对建筑外形、 经济性和性能的要求严重影响了施工进度。为了加强建筑钢结构的施工质量，必 须控制其影响因素，采用先进的技术手段，避免危险因素的发生，进而加强对施 工现场整体结构的控制。2、超高层建筑中钢结构的关键施工技术2.1 审查施工图纸阶段在超高层建筑钢结构施工中，施工图是主要的参考依据，科学可行的施工图 是保证施工质量的基础。因此，在施工前期，有必要加强施工图的审查。监管部 门需要对施工图进行反复审查，确保施工技术和工艺符合国家有关规定，全面掌 握施工图的设计意图。此外，施工企业的施工技术人员要积极参加图纸会审，
14、及 时解决和处理施工中存在的质量问题，为施工质量提供保证，加快工程建设。施 工图会审可以为工程施工提供理论依据。在审查施工图时，要注意工程设计的完 整性，为超高层建筑结构关键技术的正常发展提供保障。2.2 测量技术在超高层建筑中，钢结构施工技术具有能见度低、技术要求高、结构复杂等 特点，大大提高了施工测量技术的难度。因此，为了提高测量施工技术的精度， 必须采用科学完整的仪器设备，制定相应的测量参考，选择准确的测量方法，制 定明确合理的测量路线保证施工技术。在测量工作实施前，有关人员需要明确测 量的施工位置，并使用专业的测量设备进行操作，使测量精度达到最大。以达到 精确测量的目的。2.3 焊接技
15、术在超高层建筑中，焊接技术是钢结构施工的关键技术之一。该建筑节点多， 质量要求高，许多构件需要采用强焊接解决方案。同时，钢结构的关键施工技术 还具有安全性能差、结构高、安全性低、承载力大等特点，受气候因素影响明显, 因此，超高层钢结构的施工难度大大增加。为了提高焊接工艺的施工水平，有必 要确定焊接工艺流程。在焊接施工中，应根据不同的钢材特性和性能以及施工现 场环境，选择相应的连接设备、材料和施工工艺，以提高结构的精度。另外，对 施工现场焊接技术人员的施工技术进行培训，提高焊接技术人员的技术水平，提 高焊接技术人员的熟练程度。为保证焊接工艺质量，必须严格检验焊接人员的工 作，防止焊接接头的发生。
16、焊接施工完成后，可采用超声波对焊接工艺的施工质 量进行检测，为超高层钢结构关键技术的施工质量提供保证。3、超高层钢结构关键施工技术的有效措施3.1 实时监控系统的完善在超高层建筑钢结构关键技术施工的同时，受诸多不利因素和施工条件变化 的影响，应采用实时监测技术，确保施工过程的安全。目前，该实时监测系统采 用现代科学检测技术设备，对钢结构关键技术的施工过程进行实时跟踪和控制， 完整记录振动幅值和温度情况，对采集到的信息进行科学分析，并对监测结果进 行比较并根据预期的方案和分析结果，对不完善的部位进行分类，以保证超高层 钢结构提高施工精度和安全性的关键技术。3.2 强化安全性操作系统在超高层建筑钢
17、结构施工技术中，安全操作系统能够保证施工条件和施工人 员的安全。要从工程的具体情况出发，采用安全施工监控设施，确保施工现场的 安全。同时，为规范施工构件和生产工艺，防止施工现场存在安全隐患，有关人 员还应密切监视施工现场的安全防护工作，避免现场发生安全事故的可能性。例 如，针对超高层建筑楼层不足的情况，可在缺层位置增设临时工字钢支撑设施， 以稳定建筑安装、定位和结构构件。因此，在具体的施工现场，加强施工项目的 安全操作体系，为超高层钢结构的关键技术施工提供保障。4、结束语综上所述,在现代城市超高层建筑中，钢结构的施工技术得到了广泛的应用。 因此，这项施工技术和措施成为当前研究的重点。施工企业相
18、关人员需要结合现 代科学技术到施工现场，提出科学合理的改进措施，推动超高层建筑钢结构关键 施工技术的进一步完善，从而实现城市建筑的可持续发展。参考文献：1崔晓强，胡玉银，吴欣之.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施J.建 筑机械化，2009, 30 (6).IW武华.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施J.建材与装饰，2015 (47).李建钢，项杰，曹丰，潘惠芳.浅谈超高层建筑钢结构施工技术J.城市建 设理论研究(电子版).2017 (07).4周泽民，胡飞.超高层建筑钢结构施工技术与管理J,智能城市.2019 (20)5那泽.简析超高层建筑钢结构施工技术J.赵建材与装饰.2018 (30)王文芹,超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施研究J .低碳世界.2019 (10).