高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展與應(yīng)用探索

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展與應(yīng)用探索鋼柱結(jié)構(gòu)的制作與安裝鋼柱是高層建造的重要組成部分，在高層建造中鋼柱作為主要的豎向構(gòu)件起到確定高層建造的總高度以及各層高度的作用，同時(shí)在加工制造鋼柱的過(guò)程中要求亦較為嚴(yán)格，需要滿意現(xiàn)有的規(guī)范，并且在驗(yàn)收中具有特有的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)殇撝枰环譃槎喙?jié)構(gòu)建，比如，100米高的鋼柱需要被分成8~12節(jié)構(gòu)件。另外在鋼柱生產(chǎn)制作舉行反樣下料過(guò)程中需要考慮到鋼柱的豎向荷載可能導(dǎo)致的壓縮變形以及焊接過(guò)程中可能消失的收縮變形等問(wèn)題，因此在舉行鋼柱分節(jié)時(shí)需要意識(shí)到鋼柱翻樣下料的長(zhǎng)度并不等同于設(shè)計(jì)時(shí)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，而是稍短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要做到準(zhǔn)確生產(chǎn)，即便幾毫米的誤差也不行以忽視。焊接收縮變形程度可通過(guò)閱歷公式計(jì)算出，之后再按實(shí)際加工之后的標(biāo)準(zhǔn)舉行校核，確保其翻樣下料長(zhǎng)度為準(zhǔn)確長(zhǎng)度。框架梁上下翼緣的銜接可采用高強(qiáng)螺栓銜接或焊接銜接，統(tǒng)計(jì)發(fā)覺(jué)目前大部分部門在銜接過(guò)程中采用帶襯板的全熔透焊接舉行銜接。即在施工時(shí)先焊接下翼緣之后再焊上翼緣，先對(duì)一個(gè)端點(diǎn)焊定位，再對(duì)另一個(gè)端點(diǎn)舉行焊接。除此以外，每節(jié)鋼柱都需要舉行相應(yīng)編碼，以保證其根據(jù)正確次序安裝，原則第1頁(yè)共7頁(yè)上上下相鄰兩節(jié)鋼柱的截面即便徹低相等也不行以互換位置。對(duì)方形或矩形鋼柱內(nèi)的加筋板舉行焊接時(shí)需要根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，利用熔嘴電焊渣技術(shù)舉行焊接，在生產(chǎn)制作過(guò)程中可以允許其采用槽塞焊接以及在箱板上開孔焊接等其他常見焊接方式。對(duì)鋼柱的標(biāo)高舉行控制時(shí)主要有兩種控制方式：第一，根據(jù)相對(duì)標(biāo)高舉行制作安裝。要求鋼柱長(zhǎng)度存在的誤差不能超過(guò)3毫米，而且不需要考慮堅(jiān)向荷載引起的壓縮變形以及焊縫收縮變形等對(duì)其產(chǎn)生的影響。要求建造物的總高度達(dá)到各節(jié)柱子制作過(guò)程中允許的偏差總和以及鋼柱壓縮變形的總和，滿意以上條件者即為合格。此類制作安裝方式一般用于12層以下的高層建造以及層高控制要求較低的建造物的設(shè)計(jì)建筑中。其次，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高舉行制作安裝。一般狀況下12層以上的高層建造在層高方面精度要求較高，需要根據(jù)土建的標(biāo)準(zhǔn)高度舉行第一節(jié)鋼柱的安裝。另外要求每節(jié)鋼柱累加尺寸的總和要符合設(shè)計(jì)要求的總尺寸。與前一種安裝方式不同，此種安裝方式需要將豎向荷載作用下引起的壓縮變形和每一節(jié)柱子的接頭產(chǎn)生的收縮變形加到每節(jié)鋼柱的加工長(zhǎng)度中去。另外，在高層建造的鋼結(jié)構(gòu)的安裝過(guò)程中，對(duì)相鄰的每一節(jié)鋼柱之間互相銜接的垂直度均需要舉行有效的控制，這也是鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在安裝過(guò)程中第2頁(yè)共7頁(yè)還需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)三維方向消失的一些數(shù)據(jù)偏差是否在規(guī)范允許值范圍內(nèi)舉行核對(duì)。在安裝鋼結(jié)構(gòu)過(guò)程中控制鋼柱的垂直度與位置時(shí)，第一節(jié)鋼柱安裝時(shí)的安裝控制方法以及重點(diǎn)與其次節(jié)以上的各節(jié)鋼柱有些不相同。在全部鋼柱的安裝中對(duì)第一節(jié)的鋼柱舉行有效控制最為重要，其中的主要部分是建造豎向的水平標(biāo)高與建造結(jié)構(gòu)平面位置與軸線之間的偏差，并主要是經(jīng)過(guò)對(duì)定位鋼板與雙螺母的調(diào)整控制或用千斤頂、楔形鋼墊塊來(lái)調(diào)節(jié)完成安裝的?？蚣芰旱闹谱髋c安裝高層建造框架梁多使用H型鋼材，鋼柱與框架梁只采用剛性銜接，鋼柱需選用貫穿型鋼柱，安裝過(guò)程中要求在框架梁上下翼的翼緣處于鋼柱內(nèi)設(shè)定橫向加勁肋。另外要根據(jù)框架梁正確的設(shè)計(jì)編號(hào)舉行就位。在工廠制造框架梁的過(guò)程中，需要在框架梁所在的位置設(shè)定懸臂梁、鋼柱與懸臂梁。上下翼緣的銜接主要通過(guò)剖口熔透焊縫舉行，腹板則采用貼角焊縫舉行銜接。另外框架梁需要鋼柱的懸臂梁舉行銜接，這樣可以借助板全熔透的焊縫舉行上下翼緣之間的銜接，腹板的銜接則主要抉擇高強(qiáng)螺栓的方式舉行。這樣可以確?？蚣芰汉弯撝暯犹幍墓?jié)點(diǎn)域具有較好的延展性、牢靠性以及樓層層高的準(zhǔn)確性。由于鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相比在施工過(guò)程中允許消失的偏差范圍較大，銜接框架梁和鋼筋混凝土剪力墻或者鋼筋混凝土第3頁(yè)共7頁(yè)筒壁時(shí)，可在腹板的銜接板上開一橢圓形孔，該孔的長(zhǎng)軸尺寸需要限制在2dO以下（dO為螺栓孔徑），另外還應(yīng)確保其在孔邊距的要求范圍內(nèi)。開孔位置的準(zhǔn)確程度在采用高強(qiáng)螺栓群舉行銜接時(shí)具有非常重要的意義。目前開孔的制作多采用多軸數(shù)控鉆孔和模板制孔，相比之下前者精度相對(duì)較高，而后者精度則較低，所以在實(shí)踐中多優(yōu)先考慮采用前者舉行。一般而言，當(dāng)采用模板舉行制孔時(shí)，首先要保證模板的準(zhǔn)確程度，以便滿意高強(qiáng)螺栓在組裝孔以及工地安裝孔過(guò)程中對(duì)精度的要求。施工過(guò)程中若存在孔位局部的偏差，只可以借助鉸刀舉行擴(kuò)孔，而不行以借助其他工具。氣割擴(kuò)孔嚴(yán)禁使用，若消失使用氣割擴(kuò)孔者，應(yīng)根據(jù)重大質(zhì)量事故懲罰條例舉行處理。影響高層建造鋼結(jié)構(gòu)安裝的因素影響高層建造鋼結(jié)構(gòu)安裝的因素有許多，其中自然條件對(duì)安裝的影響很大，一般狀況下，一旦自然條件消失較為強(qiáng)烈的變化，包括雨天、冬季嚴(yán)寒的天氣以及夏季常消失的六級(jí)以上的大風(fēng)均會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)峻影響，如焊接根部消失嚴(yán)峻的根部收縮、裂縫或者夾有殘?jiān)?。焊接質(zhì)量嚴(yán)峻受損時(shí)甚至?xí)?yán)峻的平安事故，給施工人員的生命平安造成威逼。高層建造鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用及建議近些年，我國(guó)高層建造的數(shù)量越來(lái)越多，這類建造群的消失對(duì)削減我國(guó)建造占地面積具有較大作用，特殊是對(duì)我國(guó)這樣人第4頁(yè)共7頁(yè)口較多的國(guó)家來(lái)說(shuō)，進(jìn)展高層建造無(wú)疑是解決我國(guó)建造占地面積增多、人均土地削減的重要舉措。在我國(guó)，高層鋼結(jié)構(gòu)建造主要用作寫字樓、酒店亦或大跨度的商業(yè)地產(chǎn)等，這些高層建造多集中于繁榮城市中心，多為一些被稱為“都市綜合體”的項(xiàng)目所應(yīng)用。這類高層鋼結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)應(yīng)用中的投影建造面積通常較小，這導(dǎo)致安裝過(guò)程中簡(jiǎn)單受到工序場(chǎng)地小構(gòu)件多、工序長(zhǎng)協(xié)調(diào)復(fù)雜等的影響，另外現(xiàn)場(chǎng)鋼構(gòu)件的堆放位置也會(huì)受到一定的限制。研究顯示，鋼結(jié)構(gòu)的安裝中最普遍的特點(diǎn)是存在較多立體交錯(cuò)作業(yè)施工狀況，即在安裝過(guò)程中鋼框架需要與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)界面的施工在同一時(shí)光舉行作業(yè)，這使得兩者在作業(yè)過(guò)程中相互干擾的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，干擾較重時(shí)甚至需要工序間歇時(shí)光，這也不同程度地影響到了高層建造鋼結(jié)構(gòu)安裝的進(jìn)度以及施工的流水節(jié)拍。一般鋼梁在安裝的時(shí)候主要是經(jīng)限位的銜接板及高強(qiáng)螺栓經(jīng)過(guò)多次矯正并經(jīng)過(guò)對(duì)高強(qiáng)螺栓的初擰和終擰來(lái)固定，從而達(dá)到對(duì)鋼梁與梁柱銜接點(diǎn)的軸線位置與垂直度舉行有效控制的目的。為解決以上問(wèn)題，建議在最初的吊裝中，以安裝就位的鋼梁尚需要舉行持續(xù)的矯正以及調(diào)節(jié)，以確保安裝鋼梁框架的位置與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相符合。在對(duì)其舉行矯正時(shí)可借助千斤頂和倒鏈舉行反復(fù)矯正，這樣可以保證鋼梁軸線的位置與其垂直度平行，以保證鋼梁的安裝質(zhì)量。另外在舉行鋼梁第5頁(yè)共7頁(yè)吊裝的過(guò)程中可借助銜接板完成與鋼柱牛腿以及鋼梁腹板之間的銜接，可以以一塊小鋼板或用高強(qiáng)度螺栓銜接與兩端焊口處的鋼梁上翼緣板以及牛腿舉行暫時(shí)的點(diǎn)焊定位。在設(shè)計(jì)對(duì)鋼梁舉行吊點(diǎn)的耳板時(shí)，建議在梁跨的四分之一處舉行設(shè)置。采用以上方法不僅可以提高安裝速度和質(zhì)量，而鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程的平安與質(zhì)量也得到了相應(yīng)保證。結(jié)語(yǔ)目前，應(yīng)用于高層建造的框架結(jié)構(gòu)種類繁多，質(zhì)量大多層次不齊，鋼結(jié)構(gòu)作為一種抗性極強(qiáng)的材料在高層建造中的應(yīng)用得到了建造界人士的廣泛關(guān)注。與其他常用的的建造結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在使用功能、施工環(huán)節(jié)以及工程經(jīng)濟(jì)等方面均具有顯然優(yōu)勢(shì)，是一種具有綜合性優(yōu)勢(shì)的建造用材，特殊是在應(yīng)用于大型商業(yè)類工程時(shí)其所體現(xiàn)出的合理的大跨度空間感，因此可適當(dāng)在造型和空間方面追求創(chuàng)新，與常用建材相比更給人一種耳目一新的感覺(jué)。更重要的是鋼材具有高強(qiáng)度這一顯著優(yōu)勢(shì)，用于建造物的構(gòu)建中不僅應(yīng)用起來(lái)靈巧便利，而且能夠使建造結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是一種特殊適用于高層建造建筑的材料，值得舉行大力推廣應(yīng)用。同時(shí)因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的進(jìn)展與應(yīng)用不僅有助于建造結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，還是各國(guó)綜合國(guó)勢(shì)的重要標(biāo)志，我國(guó)現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)水平標(biāo)志著我國(guó)在高層建造開辟與建第6