建筑与工程 ｌ■ Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 高层建筑中钢结构的设计与施工初探 齐立军 （哈尔滨中翔彩钢钢结构有限公司） 【摘要］随着建筑水平的提升，建筑工程逐渐朝向高层且复杂的结构发展，这对于建筑材料的选择也有了更高的要求标准。与钢筋混凝土结构相比，钢结构 在建筑物中的应用有更加明显的优势特征，因此在建筑工程中得到了越来越多的应用。但高层建筑施工过程中，高层结构的设计与施工存在一定的问题。因此，必 须针对这些问题展开深入的分析，并采取合理的措施进～步的解决与完善，以确保建筑本身的稳定性能。 ［关键词］高层建筑钢结构设计改进 中图分类号：［ＴＵ２０８．３】 文献标识码：Ａ 高层钢结构建筑在国外已有１１０多年的历史。在超高层建筑中采用钢筋混 凝土结构越来越受到质疑，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前进。我国的高层与超 高层钢结构建筑自改革开放以来已有２０年的历史，并在设计和施工中积累了不 少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程））ＪＧＪ９９—９８。 １钢结构种类 高层建筑结构钢分为三大类，分别是碳索钢、低合金钢以及热处理低合金 钢。在广泛的使用中。碳素钢最受广泛使用，Ｑ２３５钢在我国当今建筑结构钢中 使用最普遍。 为了凸显高层钢结构的地位提出检验钢材的五项技术性能．分别是：冷弯 性能、韧性冲击、屈服点、强度拉伸以及伸长率。在钢材进入使用阶段前，上述五 项指标必须符合相关规定。 不同用途的钢结构，其技术要求也不同。比如应用于抗震功能的钢结构，其 属强比要高于１．２，设防在８度以上的钢结构，其屈强比要高于１．５ｔ如果钢结构 上屈服合阶比较明显，其伸长率要高于２ ％，而且可延性和可焊性要比较高。对 于钢柱中的磷、硫等的含量需要控制，这是防止厚板层撕裂的有效措施。 ２钢结构应用于矗晨蠢筑的优势 ２．１合理规划建筑结构，确保空间利用的高效性 通常情况下，建筑工程在施工的过程中，会选择很多的施工材料去撑起整 个结构框架，导致建筑空间占用，可利用空间变小。假如想要对建筑结构实现合 理的规划，提高空间的利用效率就要利用很厚的楼板，导致建筑本身的美观性 降低。丽钢结构的应用恰好能够解决这一问题，能够实现对建筑结构的合理规 划，同时确保建筑空间的高效应用。这是由于钢结构本身强度性能较强，当施工 的过程中，能够将建筑布局在一个水平面上完成合理的间隔。并且钢结构在建 筑施工过程中的应用，所需要占用的面积较小，从而实现建筑空间的高效利用。 这种建筑施工效果是钢筋混凝土等材料无法实现的。 ２．２所需花费的费用少，施工便利性提高 钢结构在建筑中应用的时候，由于其本身质量较轻的特点，施工开展就更 加便利，并且能够省去一部分材料输送等成本。这对于建筑成本控制工作的开 展是十分有利的。并且，在建筑施工的过程中，整个钢结构所需要花费的时间是 相对较短的，这样以来就有效缩短了施工工期，同时相同的工程只需要更少的 人力就能够完成，这样一来能够帮助企业节约更多的人力成本，能够为建筑工 程创造更多的经济利益。更为重要的是钢结构在施工的过程中，外界因素所造 成的影响费用较小。从而确保工程的顺利开展。 ２．３稳定性及抗震性能较强 钢结构在高层建筑中的应用，比钢筋混凝土结构具备更强的稳定性能，它 能够承受更大的压力负重，同时能够抵抗住更强劲的地震灾害，有效的提升建 筑物整体的安全性能。钢结构之所以会有这种优势，是由于在一样负荷量的情 况下，其横截面面积要明显的没有其他结构大，一样得道理，在横截面面积相等 的情况下，钢结构的负重能力最强。在以往的建筑工程中，往往所选择的是钢筋 混凝土这种结构，在建筑物投入使用之后就会慢慢的体现出各种问题，其根本 原因就是这种结构抗震性能较弱。而钢结构的使用能够有效的增强建筑工程的 抗震功能，让建筑物在投入使用之后能够抵抗住更强的地震灾害，并且就算是 建筑物本身被破坏，钢结构也能最大限度的保持原结构框架的完整性，这样一 来在灾后的修建就变得更加方便。 ２ ４能够反复应用，满足生态保护的理念 在高层建筑中，钢结构的应用，能够为企业创造更丰厚的利润，并且更为重 １７８ ｌ科技博览 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）３３—０１７８—０１ 要的一点是钢结构能够反复利用，符合生态保护的生产理念。在施工过程中，钢 结构不会产生大量的灰尘以及垃圾废物，且在建筑拆除之后还能够再次的应 用，这对于节约型社会的建设具有重要的推动意义 ３ 层建筑钢结构设计中存在的问题 ３ １设计方案较为随意 当针对建筑钢结构开展设计工作的过程中，设计工作者—般会选择套图设 计的方法，这样设计之后的方案就很容易发生图纸与实际施工状况不一致的问 题。因此在设计的过程中，设计工作者必须充分考虑工程的实际开展需求，确保 设计方案符合工程的开展情况，防止在施工过程中出现由于设计的问题而导致 进度受阻的情况。 ３．２设计方案缺少创新性 在高层建筑钢结构的设计环节，设计工作者一般对于方案的合理陛能考虑 的过于片面，没有从多个角度去衡量方案的效益价值。这往往会造成在工程开 展的过程中，施工单位就必须花费很多没必要的成本费用，从而为企业带来利 益亏损。要想有效避免这一现象，就必须全面的提升设计工作者的综合能力，在 设计工作开展的过程中，要综合成本费用、结构合理巨等各个方面，确保设计方 案的最高效益价值，并且针对那些需要注重的位置，做好相应的标记，确保工程 进展的高效性。 ４高层建筑钢结构的设计殛施工改进措施 ４．１钢结构的施工改进 钢结构安装工程施工组织设计编制要有针对性和重点。重点包括质量保证 体系的建立ｔ特殊工种的培训合格证和上岗证。关键工序的施工方法及新工艺 的应用，上下遭工序交接等。提高翻样人员的业务素质，积极采用国内外比较先 进的钢结构翻样软件，使第一阶段不出错－加强焊接工人的培养，使焊接人员的 实际操作水平不断提高，人员保持稳定，根据工程的规模和自身实力，努力更新 设备，大力推广使用三维数控钻床、数控平板钻床、数控高速精细等离子切割机 等能提高制作质量的设备・开发热轧箱形、圆形构件，最大限度地使用现有热轧 Ｈ型钢，尽量减少工厂焊接量。 ４．２钢结构的设计改进 加强对钢结构设计专业技术培训和继续教育，提高设计责任心和综合设计 能力，充分考虑施工的难度和需要，抓好钢结构节点细化设计工作。严格执行钢 结构设计施工图出图前的专业会签和三级审核制度，确保其预留孔、预埋件、管 线布置整体的系统性。减少施工中的设计变更和设计不合理等一系列问题。在 钢结构体系节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的 重视 设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺， 减少或避免现场的焊缝连接。墙、板布置设计要详细，与主体结构的连接节点设 计要考虑抗震措施及温度变形引起墙板裂缝的防治。 ５结语 综上所述，钢结构因为其施工过程便利，稳定性能较高，抗震功能强大等优 势，在当前的高层建筑工程中得到了越来越多的应用。钢结构的应用，能够有效 提升建筑物本身的安全性能，增强建筑施工质量，对于建筑行业的发展具有重 要的推动作用。 参考文献 ［１１韩飞．浅谈建筑钢结构设计施工与质量控制［Ｊ】．科技与企业，２０１３（１７） ［２】尹朗，郭夕城，任振甲．停缓建高层建筑后浇带预先加强措施［Ｊ］．建筑 工人，２０ｏ６（０９） ［３］黄伟新．高层建筑工程施工技术［Ｊ］．建材与装饰，２０ｏ８（０２）
