浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用

　　摘要：近年来，随着建筑行业的发展，在高层建筑中钢结构的应用越来越广泛，可以说，钢结构施工技术直接关系到建筑使用功能，对人们生产生活产生非常大的影响，分析和研究高层建筑钢结构在土建工程中的应用具有重要意义。本文介绍了高层建筑钢结构的优势，如强度大、施工周期短、质地轻等，阐述了高层建筑钢结构的设计，并分别从地脚螺栓预埋技术、吊装施工技术、螺栓连接技术、焊接技术等方面对高层建筑钢结构在土建工程中的应用进行了深入探讨。

　　1 高层建筑钢结构的优势分析

　　1.1强度大

　　钢结构与混凝土相比，密度更大，正因为如此，使得钢结构在大跨度工程中得以广泛应用。同时，钢材料的抗震性能、吸收能力以及延伸性更加突出，与其他抗震材料比起来，优越性更大。钢材自身强度大，能够最大程度上减小钢构件的截面，并在压力承受范围内保证稳定性。此外，钢结构内部组织均匀，使用起来往往能够取得预期效果。

　　1.2施工周期短

　　相较于传统结构的工程而言，钢结构工程能够尽量满足任务要求，缩短施工周期，降低施工成本，为业主创造足够的经济效益。施工周期短主要是因为钢结构的成型材料比较多，能够有效节省施工时间，通常情况下，为提高钢材尺寸的准确度，工作人员往往会选择加工厂进行钢构件加工，加工完成后的成型材料运抵施工现场进行加固与改造。

　　1.3质地轻

　　钢筋混凝土结构的自身重量较大，而钢结构的质地比较轻，其应用效果要优于钢筋混凝土结构，当承重力相同时，钢筋混凝土结构的重量要远超钢结构，此外，钢结构的运输比较方便快捷，能够有效降低运输成本[1]。

　　1.4韧性与塑性强

　　钢结构在受到静力荷载作用时，韧性和塑性都比较强，能吸收自身的形变。在遇到重力荷载时，钢结构只会发生更大的形变，但不会出现断裂。在受动力荷载作用时，较强的塑性与韧性能够促使其尽快适应，为高层建筑提供安全性保障。此外，钢结构能够回收利用，既能降低对环境的污染，又能节约能源。

　　2 高层建筑钢结构的设计

　　2.1 钢结构的水平力

　　对于高层建筑设计而言，钢结构设计占有重要地位，为保证建筑质量，就要加强水平力的控制，竖向构件中，建筑物及其楼面荷载产生的弯矩与其高度成正比，同时，水平荷载对于建筑物的轴向力与高度的二次方成正比。这就意味着，在进行钢结构设计时，不仅要考虑竖向荷载，还要着重考虑水平荷载，在采购钢材时，选择水平荷载能力较高的钢材，准确把握钢材的特性，并加强钢材分布设计，这是设计师重点考虑的问题[2]。

　　2.2 钢结构设计控制指标

　　钢结构应用于低层建筑中主要是起到连接构件作用，但对于高层建筑而言，钢结构质量直接关系到整体工程的质量与安全。因此，在高层建筑钢结构施工过程中，必须严格控制好各项技术指标。如，竖向钢构件出现偏心的问题时，就会发生位移，出现附加内力，但是如果附加内力达到一定的范围，就会造成建筑倒塌的情况。所以，就要加强钢构件设计，防止竖向构件发生位移，降低因侧移而产生的安全隐患。此外，在应用钢结构时，还要做好填充墙的设计工作，避免其出现裂缝，进而对钢结构造成危害。

　　3 高层钢结构施工技术在土建工程中的实际运用

　　3.1 地脚螺栓预埋技术

　　地脚螺栓预埋技术广泛应用于高层钢结构中，但在实际应用时，务必要注意好螺栓的位置，倘若无法确定螺栓位置，就会导致钢柱安装难度增加。所以，施工人员应结合施工现场实际，加强对相关标准的运用，合理确定螺栓预埋水平与垂直标高等参数，并加强误差控制，不得超出一定范围。在完成螺栓预埋工作后，还要对预埋的具体位置进行测量，待混凝土凝结固化过程结束，还要进行二次测量，确保测量数据满足实际工作需求[3]。

　　3.2 吊装施工技术

　　在高层钢结构施工中，吊装工作主要包括钢梁与钢柱的吊装，尤其是钢柱的吊装尤为关键。在具体吊装作业过程中，钢柱会因为受到竖向荷载作用而发生一定的变形，这就要求施工人员密切关注。同时，钢柱实际长度可能与设计长度存在一定偏差，就需要充分考虑钢柱竖向变形因素，如果上下两节的截面形状与长度一致，也不可随意更换，保证施工的严谨性。此外，在对钢梁进行吊装施工前，出于安装人员自身安全的考虑，需要在梁上安装扶手杆与绳子，并分析钢梁跨度，于钢梁上方进行打孔，并焊接上吊耳，便于后续吊装工作的进行[4]。

　　3.3 螺栓连接技术

　　在螺栓连接施工前，务必确保施工人员熟练掌握了螺栓的安装与紧固工艺，严格控制螺栓连接过程中不同环节的质量。一旦完成螺栓结构的架设工作，就需要根据构件进行相应的矫正作业，以防螺栓发生形变或错位。同时，安装过程中，要确保螺栓均从同一方向穿入，把握好每个细节，创造良好的施工条件，倘若螺栓难以穿过螺孔，应避免强行穿入，使用铰刀对螺孔进行修正处理，紧接着进行二次穿入。

　　3.4 焊接技术

　　焊接施工中，施工人员应科学选择焊接参数、电瓶以及焊丝等。对于每一个焊接位置，都有进行认真分析，选择相应的焊接工艺，保证施工质量。焊接时，应加强左向焊法的运用，及时对焊缝与熔池进行检查，并判断焊缝的形成，如果是横焊，就可选择右向焊法。如有必要，还可采取电渣焊的方法，这种方法属于自动焊接方式，焊接时需要选择正确的电流与电压，并计算出电压、电流及熔缝的宽度。焊接起弧阶段，应适当提高电压，待焊透后，就要降低电压，并及时调整，完成焊接操作后，还要对焊件的炽热状态进行检查，并对工艺参数进行科学调整[5]。

　　4 结束语

　　总之，高层钢结构建筑不仅对土建工程的发展起到了一定的推动作用，同时也在土建中得到了广泛的应用。因此，相关人员应加强对钢结构施工技术的研究，总结经验，不断学习新知识，使钢结构得到进一步应用，推动土建工程的可持续发展。

　　参考文献

　　[1]毕磊，刘春霖，姜绪省.浅析高层建筑钢结构在土建工程中的应用[J].名城绘，2020(3)：1.

　　[2]王学夫.当前高层建筑钢结构施工技术应用分析[J].砖瓦，2020，No.393(09)：137-138.

　　[3]郭万标.浅谈高层建筑工程中钢结构的应用[J].安徽建筑，2019，26(02)：78-79.

　　[4]张大利.浅析超高层建筑钢结构施工关键技术[J].科学与财富，2019(15).

　　[5]孙宏.超高层建筑钢结构施工技术要点分析[J].科学与财富，2020，000(008)：366

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