高层建筑施工的分析与实践

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一、高层建筑钢结构施工分析

目前，高层建筑结构中以钢结构为主体的工程日显增多，主体钢结构工程施工速度快、结构性能好、造价相对较低。主体钢结构因其轻、大、高的优点，得到广泛的应用。钢结构的施工可以概括为六个方面。首先，工程施工前的准备工作。施工单位要认真组织施工图纸会审，查缺补漏，同时，要认真编写、严格审查总体（单体）施工组织设计，对超高、超大、超重的结构需编写施工方案，对钢结构安装组织施工进行审查。审查的内容主要包括：（1）钢结构的施工方法是否适合该工程项目，采用的工艺是否合乎现代技术水平；（2）工程施工计划的安排是否妥当，是否有完善的工程进度控制措施与方法；（3）选择机械型号及组织布置是否合理；（4）人员、材料组织能否满足工程要求；（5）是否建立了健全的技术管理、质量保证体系和重大危险源应急预案。第二，选择塔吊型号及布置。塔吊的选择与布置可以说是高层建筑结构工程的核心技术设备，在整个施工中占有十分重要的地位。塔吊的选择要考虑钢结构的重量、施工现场地形条件及工程地理位置等多个因素，以确保拆装机械的方便和可靠程度。结合各方面的因素，内爬式塔吊施工相对比较适合高层建筑的施工要求，而且还能节约投资成本，便于管理人员的管理工作。第三，钢结构的防腐。钢结构的防腐方法有改善钢材材性的防腐方法、电化学防腐方法及用金属或非金属涂层的防腐方法，目前，在钢结构表面采取涂刷防腐涂层法仍是钢结构防腐的主要措施之一，其主要内容包括：钢材表面处理、除锈方法的选择、涂料品种、涂装工艺、施工环境的温湿度等。第四，安装钢柱、梁主体构件。按照设计平面形式，分区段绘制吊装图，安装的先后顺序依次是整体框架的梁柱结构和楼板结构，由中央向四周扩展平面。施工要点有：（1）定位轴线及标高的位置检查；（2）起重机械、吊装方法的选择和组织吊装；（3）钢柱的吊装和校正；（4）钢梁的吊装与校正；（5）钢柱间的连接和主梁与钢柱的连接；（6）高强度螺栓连接、安装和紧固。钢柱吊装通常选用单机抬吊（旋转法）或双机台吊（递送法）。钢柱校正：应对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初步检验，柱间的间距使用液压千斤顶、钢楔和钢丝绳进行校正。钢柱间的连接通常是使用全焊接连接或混合连接，主梁与钢柱的连接一般是混合连接，次梁与主梁的连接多使用铰接连接，柱节点上左右对称梁应同时施焊，减少变形；而同一根梁的两端不得同时施焊，保护焊缝施焊微涨缩空间。柱与柱对接施焊时，柱两边翼缘应由两名焊工同时焊接。梁节点的焊接应先下翼缘，后上翼缘，以减少角变形。第五，安装螺栓和焊接工作。钢结构工程中一般采用普通螺栓和高强度螺栓进行连接。在使用高强度螺栓之前，首先要核查所选螺栓的合格证和复试单，安装过程中，板叠接触面要保持平整并且不大于整个接触面的四分之三，边缘的缝隙不超过0.8mm，要让螺栓自由穿入孔中，沿一个方向将螺栓拧紧。普通螺栓的使用要严格安装标准，不扩孔，不能在螺栓的一段同时用两个以上的垫片，外露出来的螺纹在拧紧之后不得超过两个螺距。焊接工作，原则上焊接要采用全方位、节点和结构对称法，焊接完成之后，要检测焊缝的损伤程度，一、二级焊缝不能有弧坑裂纹、气孔与夹渣等。第六，验收钢构件。施工的全过程要有专业质检人员对所使用的构件进行质量检测，内容包括：钢材型材、焊接件、连接紧固件（如高强螺栓）、结构损伤（如焊缝、裂缝）、结构变形（如平整度、倾斜度、侧移等）、除锈及防火防腐涂层厚度的检测或检查。在检测或检查中，如发现不符合质量标准，要及时处理和矫正。

二、高层建筑结构转换层的施工

高层建筑结构转换层主要是为了解决在整个高层建筑结构体系中平面或竖面结构的突然变化，针对建筑体系的特点而设计的单元型转换结构。它不仅保证了结构安全，还成功解决了建筑结构转换层空间布置的难题，如今，这种转换层已广泛应用于剪力墙结构和框架剪力墙等许多建筑结构体系之中。

1.高层建筑结构转换层施工的特点及控制要点

转换层施工的技术特点主要可概括为三个方面：第一，转换层的结构参数较高，楼面有很大的水平荷载。第二，合理地设置支撑的结构，有效分解了受力荷载。第三，通过下部竖向构件向下传移竖向荷载，达到卸荷的目的。转换层施工控制要点：（1）转换板的施工荷载以及其自身的重量控制；（2）合理的支撑方案选择及模板支设的稳定性；（3）转换板配筋要有较高的强度（选用高强钢筋），保证钢筋骨架有良好的稳定性；（4）大体积混凝土转换板施工浇筑方法选择、混凝土温差控制，要减小混凝土的温度差，防止发生收缩变化、裂缝等问题；（5）转换层施工质量和安全控制。要点内容在此不作展开。

2.高层建筑转换结构的应用

因建筑结构不同和功能需要也有差异，高层建筑的转换层结构的应用也需要因地制宜，灵活变化。常见的转换层方式有以下几种。第一种，梁式装换层。目前，大多数的高层建筑转换层都采用梁式转换层的结构，它是采用托梁技术在新浇筑的楼板上布置一个单向、双向或者斜向的托梁，用以承托上部结构的重量一般用在建筑结构底部有较大空间的剪力墙，传力途径清晰，同时受力性能好，施工方便可靠，优势明显。第二种，板式转换层。这种装换层结构的应用相对较少，一般只有在高层建筑的上下柱网不规则或者轴线的错位较大时才采用。板式转换结构是人为加厚了转换层板的厚度，用以形成厚板式的承载结构。优点为结构布置简单，便于使高层建筑具有更多的功能，但板厚度较厚，消耗的材料也多，这势必增加了自身的重量，进而增加了结构的负载。第三种，桁架转换层。桁架转换结构的设计和施工都比较复杂，会消耗很大人力和物力，但这种转换结构受力明确，传力途径也清晰，运用灵活，还会节省一大笔开销费用。最后一种，斜柱转换层（或称斜拉杆式转换层）。斜柱转换结构从受力模式上分析是一种高效型结构形式，其在现代化的高层建筑中的应用也很广泛。这种转换结构传力效果直接，转换方式灵活，有效地减小了转换梁的尺寸结构，进而可以减小了梁柱所承受的剪切力。在相同的条件下，斜柱式转换结构的转换层刚性强度优于梁式转换层结构，弹性变形也相对较小。

三、结语

不同于一般的建筑工程，高层建筑的施工有其自身独特的性质，施工技术也相对较复杂，我们需要不断的创新和完善施工工艺，确保高层建筑结构工程的质量安全。不仅如此，高层建筑结构工程的施工还需要考虑多方面的因素，要统筹管理，不可盲目施工。同时要求各相关的工作人员工作仔细，严格按照工程设计和施工方案的要求施工，不可疏忽施工中的细小的问题，保证各项工作有条不紊的进行和工程项目建设的健康施工。

本文作者：张民军工作单位：广西壮族自治区冶金建设公司