高層建筑中鋼結構設計與施工問題研究

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摘要：隨著建筑行業的不斷發展與創新，建筑工程的設計方案與結構特點都在不斷的發生改變，這對建筑施工材料的選擇要求也越來越規范化，同時鋼結構在建筑行業中也得到了廣泛的運用。目前高層建筑中的鋼結構設計與施工過程中，仍然存在著很多問題。文章對其存在的問題進行簡單的闡述，并針對問題提出有關的解決措施。

關鍵詞：高層建筑；鋼結構；設計；施工

鋼結構在現代高層建筑中得到了廣泛的運用，具有跨度大、施工速度快、造價低的特點。在高層建筑中的鋼結構設計與施工應該盡可能的節約施工材料和費用、縮短施工工期、經濟效益最大化等，那么，如何合理的處理高層建筑中的鋼結構設計與施工呢？作者結合自己的實踐工作經驗對此發表了自己的看法和給予了一定的建議。

1高層建筑中鋼結構的主要特點

1.1質量輕、強度高、成本低

與傳統的鋼筋混凝土高層建筑相比，鋼結構比較經濟，施工工期短，質量輕，強度較高，且不易受到自然環境因素的影響，同時，在高層建筑中鋼結構一般都是采用先進的設計和工藝。此外，由于鋼結構的質量比較輕，所以能夠節約處理地基的費用，降低施工項目的成本。

1.2材料比較環保

鋼結構的主要材料是鋼，其強度較高，能夠支持的結構較大，是實現現代工業化生產的主要途徑。同時，鋼材的邊角料可以被循環利用，回收運輸都十分便利且價值較高。這一過程不僅節約施工單位的成本，還能夠保護環境。

1.3空間比較大，可移動

傳統的鋼筋混凝土結構沒有較大的跨度，通常不超過15m，且鋼筋混凝土建成之后很難改變，不易移動。然而，在高層建筑中鋼結構的內部有充足的空間，可以達到60m，還可以進行簡單的改建和擴張，同時比較容易移動。

2高層建筑中鋼結構的施工工藝

2.1焊接工藝

在鋼結構中由于鋼的材質和種類的多樣性，在焊接時應該要從焊前預處理、焊接工藝和焊后處理這三個方面來考慮：一是焊前預處理。將焊接前的準備工作做好，根據焊接縫的不同形式采用適當的焊接方式和焊接工具，最后根據焊接的環境來選擇預熱處理工藝；二是焊接藝術。除了選擇合適的電流和焊條的型號，還需要注意焊接過程中的有關工藝；三是焊后處理。在焊接完成之后，為了保證焊接處的美觀（如：沒有凹陷、氣孔、咬邊、裂紋等現象），應該對焊接處采用超聲波來進行檢查。

2.2組裝工藝

高層建筑中鋼結構施工藝術的組裝藝術主要包括以下三個方面：一是結構簡單、零件較小。這一工藝可以根據簡單的圖紙在平臺上自行組裝，配置定位進而實現各組裝之間的裝配；二是箱型結構。這一施工藝術首先應該以圖紙的要求為基礎，通過粉線在箱型結構的蓋板、腹板的組裝面上畫出組裝線，其次應該以蓋板為基準面，按照要求組裝腹板和隔板；三是H型鋼結構。這一施工工藝首先應該根據設計圖紙做出模型，常以翼緣板作為基準面，其次利用腹板增加水平的推力。

3目前高層建筑中鋼結構設計和施工中出現的問題

3.1設計工作者的方案缺少創新性，缺乏較強的科學意識

在高層建筑鋼結構設計的環節中，大部分設計者的方案普遍存在一種片面性，沒有從多方面去考慮和衡量方案的價值。這場會導致在施工過程中，就會產生一些不必要的費用，進而大大增加施工單位的成本。

3.2施工圖紙不夠嚴謹，隨意性比較大

鋼結構設計中通常采用的是套圖設計，由于這種設計方式不夠準確，容易出現漏洞，進而不能夠有效的滿足投標、采購和施工的有關要求。同時，這種設計方式在設計過程中通常會出現漏、錯、缺等矛盾現象，進而使鋼結構設計不能夠形成一套完整的設計體系。

3.3施工前的準備工作不夠完善

在高層建筑中的鋼結構施工中常存在由于施工人員不能夠很好的、正確的理解設計圖紙的真正含義，導致施工過程中出現一定的問題。同時，施工人員沒有對鋼結構安裝前進行充分的檢查，在施工的現場設備和構件擺放比較凌亂等問題。

3.4沒有考慮自然環境因素的影響

在高層建筑中的鋼結構部件長期暴露在外，經常會受到自然環境因素的影響，這會加速部件的老化和生銹，這不僅會影響高層建筑物的美觀，還會降低鋼材的性能，產生安全隱患。如果設計者沒有充分考慮自然環境因素的影響，將會造成高層建筑中鋼結構的安全隱患問題的產生。

4高層建筑中鋼結構的設計與施工的改進措施

4.1提高設計人員的綜合素養，定期舉辦培訓

為了避免設計工作者在設計方案時存在普遍的片面性，培養設計者的創新精神，增強設計者的科學意識，提高設計者的業務水平，增強設計工作者的責任心，有關施工單位應該為有關設計人員定期舉辦專業技能培訓和綜合素質培訓。同時，要求有關設計工作者對建筑工程的難度進行合理的預測，并對一些重要的步驟做到心中有數，進而使高層建筑中的鋼結構設計的每個環節都能夠得到有效的保障。

4.2完善設計圖紙的審核制度

在鋼結構圖紙設計中應該嚴格根據有關的設計規章制度來要求設計者進行圖紙設計，進而完善圖紙設計的審核制度，保障圖紙的管線布置、預留孔等形成一套合理的、完整的體系。同時，加強對圖紙的檢查工作，避免施工環節中的變更等問題的發生。此外，設計的施工圖紙是進行施工的主要依據，因此，為避免由于施工人員誤解圖紙的含義，導致在施工過程中出現一定的施工問題，影響施工的質量和進度問題等，在施工前應該有專門的人員對圖紙的含義和有關的技術、工藝等做出充分的解釋。

4.3完善構件的運輸、堆放和驗收的方法

眾所周知，大部分的施工現場規模都相對較小，對各種零部構件的堆放、運輸和驗收都有著嚴格的要求，進而保障施工的秩序。在高層建筑施工前，鋼材料數量和種類都比較多，常常需要層層堆放，如果沒有科學的、合理的堆放方法，將會導致現場凌亂，無法順利開展施工，甚至導致所需鋼材沒有堆放的位置。因此，施工單位應該根據施工現場的特點和要求，完善構件的運輸、堆放和驗收的方法，合理的、科學的、有效的規劃現場堆放的地點和運輸的順序，進而使所有的鋼結構都能夠有地可放，并為施工人員創造干凈、整潔、有序的工作環境。

4.4做好鋼結構的防腐工作

在高層建筑中的鋼結構設計中，應該充分考慮自然環境因素給鋼結構帶來的腐蝕性，充分結合高層建筑物所在地的天氣狀況、施工現場的溫度和濕度，以及鋼結構的防腐性能，和對裝飾的有關要求，進而做好鋼結構的防腐工作，選擇出最佳的鋼結構設計方案。

5結束語

由于鋼結構自身的特點和優勢，在高層建筑中的運用越來越廣泛，受到諸多因素的影響，在鋼結構的設計與施工中仍然存在著很多問題，這需要施工人員不斷地提高自身的專業水平和綜合素質，在日常工作中進行不斷地反思和總結，進而滿足現代社會與自然環境因素對高層建筑中鋼結構設計與施工的要求。

作者:王佐龍 單位:甘肅第一安裝工程有限公司

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