随着越来越多的超高层建设，超高层建筑材料运用标准也越来越高，高效、简单、易装成为建筑商对材料的要求，钢结构作为超高层建筑材料中的主体建构应运而生。目前，我国很多超高层建筑都采用了钢结构，其施工工艺较为复杂，只有进行系统的学习，才能熟练掌握超高层钢结构施工技术，从而促进我国超高层建筑的发展。

 

目前，超高层建筑的主体框架大多使用钢结构材料，钢结构建筑体系是一种新型建筑体系，具有经济实用、安装简便、施工快捷等优势。本文针对超高层建筑中的钢结构体系及施工技术特点进行分析，以期为相关工程提供参考。

 

一、超高层钢结构建筑的重要性

 

随着我国科学技术的飞速发展，各行各业蓬勃发展，尤其是与民生密切相关的建筑行业，其成效对推动国民的居住环境、居住条件具有重要意义。而对于建筑业来说，尤其是超高层建筑，由于其独有的特性和建筑高度，对施工材料的质量和施工工艺要求较高。

 

目前，我国超高层建筑中，钢结构运用十分广泛，相比钢筋混凝土具有较大优势。由于受建筑高度影响，钢筋混凝土必然承受较大压力，灌注的柱子体积必然需要增加；楼层越高，灌注的柱子体积越大，占用超高层公摊空间面积越大，影响高层建筑的整体结构性。

 

因此，在超高层建筑中采用钢筋混凝土作为主体结构的越来越少。而钢结构具有承重力强、占地面积小的特点。在我国，钢结构在超高层中的运用非常普遍，其功能性和综合效益得到了充分认可。在超高层建筑中采用钢结构作为建筑主体结构，也是我国对建筑材料综合运用能力的体现。

 

二、超高层建筑钢结构的优势与劣势

 

1、优势

 

1）抗压性强

 

钢材是由钢和铁组成的合金材料，综合了铁和钢的优势，具有较高的柔韧度、抗压性。相同体积的钢结构抗压性及柔韧度是钢筋混凝土的1.5倍左右，同时，钢结构占用建筑空间面积较小，增加了建筑的有用空间面积。

 

2）施工简单

 

钢结构一般采用整体安装，繁杂的制作过程在工厂或施工现场就可完成，相比混凝土边施工边成型更加简单，能减少施工过程中的繁杂。

 

3）可回收利用

 

对于钢结构建筑物，其施工材料可以再次加工、回收利用，减少建筑材料的浪费，在节省开支的同时产生更多的经济效益。

 

2、劣势

 

1）易氧化

 

钢结构是钢与铁的混合物，表层镀有大量铁元素，铁遇到水分发生氧化，从而生成铁锈，影响钢结构的抗压性和柔韧性。

 

2）抗火能力弱

 

钢结构不仅怕水，还怕火，原因在于钢结构的材质。由于钢结构属于合金材质，其中铁的导热性非常强，当钢结构遇到明火时，能够迅速传导至主体结构，当温度上升到一定阶段时，钢材的强度下降。

 

三、超高层钢结构建筑施工技术的要点分析

 

1、施工前的准备工作

 

1）设计图纸

 

超高层钢结构建筑施工前需要进行图纸规划，明确施工工艺及尺寸，保障设计理念能被施工方理解并作为施工方的建设标准，同时也能作为施工结束后的评判标准。

 

2）安装准备

 

由于超高层建筑采用的钢结构主体是由前期工厂模具制作好的结构，需要一次性安装到位，体积和重量较大，因此在安装过程中需准备好吊装设备——起重机。吊装前要考虑吊装设备能否满足承载需求，只有将合适的吊装设备准备到位，才能确保施工过程顺利进行。

 

3）施工准备

 

施工人员需要做好一系列准备，包括钢结构配合部件、设计尺寸、仪器设备、运输装备等。施工过程中遇到突发事项时的应对措施也要准备到位，防止突发事项的产生，保障施工过程安全顺利。

 

2、框架施工的具体标准

 

1）将标准钢结构框架分割成几个节点

 

每个节点的结构类型和尺寸大都一样。进行分开施工时，需对每个节点进行掌控，根据施工标准对节点质量进行核对。保障每个节点、每个钢结构框架均符合标准，确保超高层钢结构框架施工的合理性，这是超高层钢结构建筑施工的关键环节。

 

2）将钢结构框架分割成几个节框架，含有部分特殊节框架

 

其与标准节框架在模板和衔接处有一定的差别，施工要求也不相同。框架施工需要按照图纸和结构进行特殊施工，特别是衔接处的安装，以保证钢结构框架的整体功能。

 

3）底层大厅的结构跟标准层的结构有所不同，其跨度相对较大

 

底层大厅一般设置在超高层建筑内部和旁边位置，由于空间有限，光线较差，因此不利于正常施工。底层大厅的施工需要制定施工方案，防止结构偏移，影响整体施工进度。

 

3、钢管柱施工

 

钢管柱的施工比较重要，需要进行数据分析。钢管柱的安装要注意管柱的偏移和倾斜数据。每3层浇筑一次，每次浇筑的整体高度约12m。混凝土的施工原理是运用高低落差产生的压力，对混凝土进行压强凝固，具体做法是：当混凝土浇灌的高度达到8.3m，在距离混凝土约4m高的地方采用向下压迫，释放混凝土内部气泡，以保障混凝土的整体效果；每次浇灌的混凝土体积最好在0.7m³左右。灌注时还应注意漏斗的内径，一般采用的尺寸比钢管内径小100～200mm，这样，混凝土在灌注时才能及时排出管内空气。

 

4、钢梁施工

 

钢梁的施工更为重要，需要对钢梁的外形尺寸、编号、衔接处、连接板等进行反复核查，确定跟设计图纸一致，避免因结构不统一而影响施工进度。钢梁的安装顺序要统一，按照自上而下的顺序进行安装，不能有较大的碰撞，否则会造成螺栓孔错位。具体安装流程：上层梁装完后再开始装中层梁，中层梁装好后再装下层梁。同时要注意梁螺栓孔、柱牛腿螺栓孔与连接板螺栓孔三孔相对应。

 

如果发生错位，应立即停止螺栓孔的安装，对梁、柱牛腿、连接板尺寸及柱进行检查，找出问题，否则强行安装会造成梁柱折损。在安装过程中还需要保证梁上表面与柱牛腿平齐，一般采用千斤顶进行调整。待钢梁安装好，需要用冲钉作为定位，冲钉与螺孔的直径要保持一致。用螺栓临时固定时，采用与永久固定的螺栓同直径的普通螺栓，普通螺栓的数量不能过少，至少在1/3以上（2只以上）。只有将螺栓临时固定好了，才能拆除吊梁索具。

 

四、施工过程中安全保障办法

 

1）电梯登高方法

 

在使用建筑工地的电梯及扶梯时，一定要保障电梯的载重量和高度不能超过电梯和扶梯的最大载重量。施工前，要将柱顶的吊销吊索在地上固定好，保障柱顶吊销吊索的稳定性。

 

2）水平通道设置

 

其中，钢管脚手通道、东西式脚手通道及设备通道板最安全，但成本较高。扶手绳作为最为简单的安全通道，一般在没有安全通道下采用，扶手采用尼龙或钢丝绳，两端连接在钢梁上，保障施工人员在钢梁上行走时的安全。

 

3）钢柱连接路径

 

采用焊接是钢柱与钢柱连接最常用的方法，能有效保障连接处的牢固性。在不能采用焊接的地方需要用钢管脚手或东西式路径进行连接，在检查连接处牢靠之后才能进行吊装。

 

4）钢梁的连接

 

除焊接方法外，还可采用高强螺栓将钢梁与钢梁或柱子之间的节点进行连接，节点处还需用钢制脚手，运用灵活便于移动。

 

5）安全防护网

 

超高层钢结构建筑在施工过程中常有建筑坠落物，对建筑下方经过的行人造成危险，因此，需要安装防护网。室内楼层采用楼层水平网，设置在钢梁下或脚手架通道下方，防止施工过程中杂物掉落对下方人员造成伤害；挑网和竖向防护网是对周围面起到防护效果，由于穿插施工，还需要设置压型钢板隔离层，防止漏网的杂物掉落，起到安全保护的作用。

 

结语

 

随着时代的发展、科技的进步，对超高层主体材料的要求越来越高。现阶段钢结构作为主流建筑材料，运用非常广泛，钢结构以其大跨、超高的优势显示出建筑工程的施工技术水平。目前，如何使钢结构建筑达到更高的工艺水平，还需更深入的研究。作者：向尧贤