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高层建筑中的钢结构施工技术初探 摘要：钢结构工程在高层建筑施工中运用广泛，但是钢结构和普通钢筋混凝土结构之间存在着较大差异，施工方须具有专业的技术才能保证结构的稳定性、安全性。制定合理的施工工艺，选择符合工程实际情况的机械设备，根据不同的结构特点选取不同的焊接工艺能够在很大程度上提高钢结构的施工质量。 关键词：钢结构；施工工艺；施工技术 引言 随着社会经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，高层建筑结构的数量与日俱增。因此，高层建筑钢结构施工技术已成为值得人们深入探讨的课题。 一、高层建筑钢结构的分析 高层建筑事业的不断发展，明显标志之一便是钢结构建筑的广泛使用。钢结构是以钢材为主要建筑材料，通过钢板焊接、钢柱安装、螺栓连接而成的建筑结构。钢结构在高层建筑中具有较大的优势，在施工过程中所需的钢构件大多可以直接通过工厂化生产，安装受时间影响较小，使用的空间范围较广，整个施工过程所需要的时间比较短，具备一定的施工安全可靠性。虽然钢结构有较多的优势，但是其也有一定的局限性，钢结构表面必须涂刷防火涂料才能维持其抗火性的稳定，但是所需要的防火涂料价格高。另外钢结构表面的铁离子容易与空气中氧气、水蒸气等产生化学反应，导致钢结构材料不断出现生锈现象，进一步腐蚀钢结构的其他配件，缩短了钢结构的使用时间，降低建筑工程的整体质量。 二、钢结构施工工艺 1、箱型柱制作工艺 1.1拼接钢板。为了更好地把钢板拼接起来，首先在钢板两端的位置开坡口，并且采用合理措施确保钢板直线度，在下料后保持不变。 1.2划线和下料。划线的时候，根据图纸上的要求，长宽分别留出50mm和3mm余量。另外需要谨记，用两台切割机切割中间的划线，切后不留额外的部分。每间隔5m处留100mm的部分不切割，在冷却之后再进行切割。 1.3组装与焊接。在焊接衬板和两个腹板上分别划组装线，把H型钢当作它们的组装平台。在组装前用水准仪校正组装平台，把H型钢加固，找准部位，进行精确的焊接。在内侧衬板间隔280mm处焊5-20mm焊缝分别定位焊接腹板和隔板、两盖板、腹板。另外，在两边的焊缝上加上100mm左右的引弧板与熄弧焊板。先焊接完一面，再移动至箱体的另一面，完成剩下的两条焊缝。在整个焊接过程结束后，在距离母材6mm的地方切断引、熄弧焊板，用砂轮机把其打磨整齐，并检查切割面。在检测焊缝的时候，按照建筑钢结构焊接技术规程（JGJ81-2002）规定，质量等级不能低于二级标准，内部缺陷抽检比例不小于20%，并且应采用超声波检测等内部无损检测工具，禁止用锤子锤击检测。 2、加工和组焊链接板和梁 2.1下料，半自动切割机切割钢板，型钢切割机切割型钢。 2.2钻孔，采用钢尺和划针在结构组件上分别找到中心点与直径，在孔四周每隔90的地方各打一个孔，最后进行全面的检查。 2.3螺栓的摩擦面处理。摩擦表面的粗糙程度可以采用喷砂进行处理，喷砂压力选用4kg/cm2，石英砂颗粒的直径为0.2-2.5mm，直到钢材表面出现灰白色。处理完成后，对钢板表面使用砂轮机进行打磨，打磨的方向一定要与受力的方向垂直，范围不能低于螺栓直径的4倍，在打磨过程中要保持钢板表面的平滑整洁。 三、钢结构高层建筑的施工技术分析 1、钢材的焊接技术 焊接高层钢结构是高层建筑施工中的一个重要环节，因其工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高，所以焊接品质直接影响钢结构的质量和安全。钢结构的焊接方式有手工电弧焊、自动埋弧焊、CO2气体保护焊、电渣焊等焊接方式。 手工电弧焊是比较传统，也是最常见最基本的一种焊接方式。这种方式由人工操作，具有操作灵活、焊接方便的优点，它适用于厚度在2mm以上的钢材，大多用在钢结构的焊缝打底。在焊接施工中可采用大直径焊条和大电流焊接，但是这种方式效率低下、质量不稳定、焊接精准度难以控制，而且对焊接者的技能操作水平要求特别高。 自动埋弧焊是通过专门机构控制焊丝送进和焊接方向的移动，让电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方式。自动埋弧焊的优点是熔深大，一次熔深可以达到20mm，所以生产效率高，焊接速度快，8mm钢板焊接速度能够达到30m/h。焊丝的熔敷速度快，金属缝中含氧量高、含氮量低，焊缝质量高，力学性能稳定。 CO2气体保护焊是利用CO2气体来保护焊丝和焊件之间产生的电弧热来融化金属。它的焊接有很多优势:一是焊接效果好，CO2气体密度大，能够隔离空气，保护焊接熔池和电弧效果。焊缝含氢量低，拥有较强的抗裂性；机械化、自动化高，焊接后不需要清理熔渣。二是生产效率高。CO2电弧焊穿透力强、熔深大、熔敷速度快、成本低，比埋弧焊和焊条手弧焊节约50%的费用。此外CO2气体保护焊适用性强，可以进行全方位焊接，焊接板的厚度几乎不受限制。 电渣焊常用于中碳钢和中高强度结构钢在竖向位置上的对接焊接。电渣焊具有送丝速度快的优点。焊件在焊接过程中能保持800以上的炽热状态，所以焊接时要求保持焊接电流电压的稳定。 焊接钢结构的主要原则是减少焊接变形，降低焊接应力，因此在施工前就应该对焊接方式做对比分析，找出最优焊接方案。在施工后要根据建筑钢结构焊接技术规程、钢结构工程施工质量验收规范等验收标准进行严格的检验，对于三级焊缝要求检查全部焊缝外观有无气孔、夹渣、弧坑、裂缝等，对于二级焊接缝的内部缺陷探伤比要在20%以上，一级焊接缝的内部缺陷探伤比例为100%。 2、钢结构安装技术 2.1高空拼装法 高大是高层建筑的显著特点，因此，在高层建筑的施工过程中对钢结构进行高空拼装是不可避免的技术。在高空拼装施工过程中，首先要在地面搭建拼装支架，然后运用起重机械施工将需要安装的钢结构悬吊到预先设计的位置，再进行钢结构的拼装施工。 进行网架拼装时要从建筑的一端向另一端推进，推进的形状是三角形，等到两个三角形的形状相交后，再以人字形徐徐安装，最后在末端闭合。块体的钢结构安装应在网架安装的三角形部分之前，以屋脊的块状结构为开端，然后向两端进行安装，等到网架安装时三角形形状相交后，以交点开始向两边进行块状结构的安装。 2.2整体安装法 整体安装法可以分为多机抬吊法和提升机提升法。多机抬吊法的特点是准备工作简单，而且安装过程也迅速。高度25m，跨度40m以下的中、小型网架屋盖大多采用多机抬吊法。 提升机提升法是在地面上将网架结构安装好，然后运用提升机直接将总结构提升到柱顶横梁上安装就位。提升机提升法的优点是施工过程中，设备简单不需大型吊装设备，提升过程平稳、劳动强度不高、施工效率高、施工过程安全性高，但是，施工前的准备工作比较复杂。主要用于高度为40m，跨度为50-70m之间中型的周边支撑网架安装。 3、绿色施工技术 近些年，绿色节能施工已经成为建筑提高使用性能的一种方式。钢结构施工时应在保证质量和工期的前提下，通过科学的管理和先进的技术，达到节省能源、加强绿色施工的目的。高层钢结构绿色施工涉及的方面众多，一是根据设计要求建立绿色施工管理体系，从目标上抓住绿色意识。二是根据绿色施工系统进行深化设计。三是进行绿色施工技术交底。四是对钢结构新材料、新工艺、新技术的引进。 结束语 综上所述，高层建筑的钢结构施工是一项极为复杂、系统的工程，虽然高层建筑中钢结构以其自身的众多特点得到广泛应用。但要实现钢结构建筑工程的高质量还是要从建筑的施工技术、施工工艺着手，注重钢结构在高层建筑中施工技术的选择，加强对钢结构施工工艺各细节的严格把关。 参考文献 1黄兵华钢结构工程现场安装与施