【摘 要】 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑，因此，高強(qiáng)度鋼材便應(yīng)運(yùn)而生，并在超高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造得到了充分的運(yùn)用。

　　【關(guān)鍵詞】 高層；鋼結(jié)構(gòu)；施工

　　鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主，一般由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有均質(zhì)、高強(qiáng)、施工速度快、抗震性好和回收率高等優(yōu)越性。鋼結(jié)構(gòu)廠房廣泛應(yīng)用于大跨度工業(yè)廠房、倉庫、冷庫、高層建筑、辦公大樓，多層停車車場(chǎng)及民宅等建筑行業(yè)。

　　對(duì)于高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，按照建筑實(shí)用功能的要求、高度、擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以及經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為幾大類：

　　1材料的選用

　　鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件，目前投生產(chǎn)的B400RNQ和B490RNQ種型號(hào)的耐火鋼，在達(dá)到600C時(shí)其屈服強(qiáng)度依舊有150~220MPa一般高層和超高層建筑當(dāng)采用框一剪、框一筒結(jié)構(gòu)體系時(shí)的經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)為：鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)等于鋼材費(fèi)用（約占40%）制作安裝費(fèi)用（約占30%）防火涂料費(fèi)用（約占30%）放火涂料所占總造價(jià)的比重較大，如果使用高強(qiáng)度耐火鋼雖價(jià)格有上升，但防火涂料價(jià)格有大幅度下降，可部分抵消由此帶來的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。

　　2制作與安裝

　　2.1統(tǒng)一測(cè)量?jī)x器和鋼尺量具。建造一幢超高層大樓，涉及到土建、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻和各類設(shè)備的安裝，使用的測(cè)量?jī)x器和使用的鋼尺必須是國(guó)家法定的統(tǒng)一計(jì)量部門由同一標(biāo)準(zhǔn)鑒定高層、超高層建筑施工周期較反，尚需定期對(duì)測(cè)量?jī)x器和鋼尺量具進(jìn)行定期校驗(yàn)以保證建筑物各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)定的指標(biāo)。

　　2.2定位軸線、標(biāo)高和地腳螺栓。鋼柱的定位軸線可根據(jù)場(chǎng)地的寬窄，在建筑物外部或內(nèi)部設(shè)置控制軸線100m高度的建筑需設(shè)置一個(gè)控制樁，一共架設(shè)經(jīng)緯儀或激光儀控制樁的位置，要求以能滿足通視、可視為原則鋼柱的長(zhǎng)度以滿足起重量的大小和運(yùn)輸?shù)目赡苄�，一般�?~3層為一節(jié)，對(duì)每一節(jié)柱r安裝小得使用下一節(jié)柱子的定位軸線，應(yīng)從地面控制軸線引到高空，以保證每節(jié)柱r安裝正確無誤，避免產(chǎn)生累積誤差。柱腳與鋼筋混凝土基礎(chǔ)的連接，一般采用埋入式鋼性柱腳，地腳螺栓是在安裝就位第節(jié)鋼柱時(shí)，控制平面尺寸和標(biāo)高的臨時(shí)固定措施。

　　2.3鋼柱的制作與安裝。鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構(gòu)建，在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)100m高的超高層鋼柱，一般分為8~12節(jié)構(gòu)件，鋼柱在翻樣下料制作過程中應(yīng)考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形，所以鋼柱的翻樣下料長(zhǎng)度不等與設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，即使只有幾毫米也小能忽略不計(jì)。而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時(shí)也不允許互換，要求對(duì)每節(jié)鋼柱應(yīng)編號(hào)予以區(qū)別，正確安裝就位。矩形或力形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范要求采用熔嘴電渣焊，不允許采用其他如在箱板上開孔焊等形式。鋼柱標(biāo)高的控制一般有兩種力式：①按相對(duì)標(biāo)高制作安裝。鋼柱的長(zhǎng)度誤差不得超過3mm，不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形，建筑物的總高度只要達(dá)到各節(jié)柱制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格，這種制作安裝一邊在12層以下，層高控制不十分嚴(yán)格的建筑物；②按設(shè)計(jì)標(biāo)高制作安裝土建的標(biāo)高安裝第一節(jié)鋼柱底面標(biāo)高，每節(jié)鋼柱的累加尺寸總和應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的總尺寸每一節(jié)柱的接頭產(chǎn)生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應(yīng)加到每節(jié)鋼柱加工長(zhǎng)度中無論采用何種安裝力式，都應(yīng)在翻樣下料制作過程中充分表達(dá)出來，并應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的總高度。

　　2.4框架梁的制作與安裝。高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用鋼性連接，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋框架梁應(yīng)按設(shè)計(jì)編號(hào)正確就位，為保證框架梁與鋼柱連接處的節(jié)點(diǎn)域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的準(zhǔn)確性，在工廠制造時(shí)，在框架梁所在位置設(shè)置懸臂梁，懸臂梁上下翼緣的連接采用襯板個(gè)熔透焊縫，腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼結(jié)構(gòu)的精度要求，當(dāng)框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時(shí)，腹板的連接可開橢圓孔，并應(yīng)保證孔邊距的要求�？蚣芰旱姆瓨酉铝祥L(zhǎng)度同樣小等與設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，需考慮焊接收縮變形焊接收縮變形可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算再按實(shí)際加工之后校核，確定其翻樣下料的準(zhǔn)確長(zhǎng)度�？蚣芰荷舷乱砭壍倪B接可采用高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接，目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接施工時(shí)先焊下翼緣在焊上翼緣，先一端點(diǎn)焊定位，再焊另一端，腹板則采用高強(qiáng)度螺栓連接，要充分理解設(shè)計(jì)時(shí)采用摩擦型還是承托型高強(qiáng)螺栓。采用摩擦型高度螺栓的摩擦系數(shù)應(yīng)選用合理。采用高強(qiáng)螺栓群連接時(shí)，孔位的精確十分重要，目前制孔一般采用模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔，前者精度低，后者精度高，應(yīng)優(yōu)先考慮采用后者。當(dāng)采用模板制孔時(shí)，應(yīng)保證模板的精度，以確保高強(qiáng)螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允許使用鉸刀擴(kuò)孔。嚴(yán)禁使用氣割擴(kuò)孔，若用氣割擴(kuò)孔，則應(yīng)按重大質(zhì)量事故處理。高強(qiáng)螺栓群應(yīng)同一方向插入螺栓孔內(nèi)，高強(qiáng)螺栓群的擰緊順序應(yīng)有中心按輻射力向逐層向外擴(kuò)展，初擰和終擰都得按預(yù)先設(shè)定的鮮明色彩在螺帽頭加以表示。

　　3樓蓋的設(shè)計(jì)

　　高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側(cè)力構(gòu)件，同時(shí)使鋼柱與各豎向構(gòu)件起到變形協(xié)調(diào)作用，一般鋼結(jié)構(gòu)建筑物的樓板和屋蓋，都采用軋制的托型鋼板加現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板和屋蓋，厚度一般不小于150mm，目前在設(shè)計(jì)鋼承混凝土樓板和屋蓋時(shí)沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用，主要是對(duì)于板底旱波形的計(jì)算原理不甚了解或認(rèn)為記算繁瑣，就按平板計(jì)算，這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用，簡(jiǎn)稱MST組合梁，只要計(jì)算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節(jié)約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右，而且不需對(duì)鋼梁進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。

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