有關高層建築鋼結構論文
隨著科技的不斷髮展,超高層建築的鋼結構施工技術也隨之不斷提高。下面是小編為大家整理的高層建築鋼結構論文，供大家參考。
高層建築鋼結構論文範文一：高層建築鋼結構施工技術
內容提要：本文簡要介紹了高層、超高層建築的結構體系，並結合“東南科技研發中心”超高層全鋼結構的製作與安裝及鋼結構主要構件的翻樣、下料、製作等各個重要環節的質量控制和材料選用提供一些粗淺的意見。對於支撐體系，消能減震裝置不在此文內介紹。
關鍵詞：超高層 智慧大樓 耐火鋼 施工技術
一、概況
高層鋼結構建築在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結構高層建築在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰後由於地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建築的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建築迅猛發展。我國的高層與超高層鋼結構建築自改革開放以來已有20年的歷史，並在設計和施工中積累了不少經驗，已有我國自行編制的《高層民用建築鋼結構技術規程》JGJ 99-98。東南網架集團的“東南科技研發中心”的初步設計已於2003年9月20日在蕭山賓館通過專家的論證和區政府領導的審查。這是一幢地下二層，地上二十六層，層高3.6m，集研發、設計、培訓、檢測為一體的多功能智慧大樓。建築物為總高度100m、建築總面積4.0萬平方米的全鋼結構超高層建築，建築造型新穎、美觀、大方，充分展示了鋼結構的特性和現代建築風格。全鋼結構超高層建築，國內為數不多，在杭州市乃至浙江省屬於首創，這體現了東南網架集團對建設部授予“鋼結構產業化基地”的榮譽和責任。
二、高層及超高層結構體系對於高層及超高層建築的劃分，建築設計規範、建築抗震設計規範、建築防火設計規範沒有一個統一規定，一般認為建築總高度超過24m為高層建築，建築總高度超過60m為超高層建築。對於結構設計來講，按照建築使用功能的要求、建築高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結構體系，一般分為六大類：框架結構體系、剪力牆結構體系、框架―剪力牆結構體系、框―筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。高層和超高層建築在結構設計中除採用鋼筋混凝土結構代號RC外，還採用型鋼混凝土結構代號SRC，鋼管混凝土結構代號CFS和全鋼結構代號S或SS。東南科技研發中心，建築高度100m，柱網為8.4m，抗震設防烈度為6度，採用框架―剪力牆或框―筒結構體系較為經濟合理，這種結構體系的剪力牆或筒體是很好的抗側力構件，常常承擔了大部分的風載和地震荷載產生的水平側力，總體剛度大，側移小，且滿足玻璃幕牆的外裝飾要求。
三、材料的選用鋼結構有很多優點，但其缺點是導熱係數大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功並投入生產，為鋼結構的進一步發展創造了條件。目前寶鋼投入生產的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼，其物理力學指標、化學效能及抗衝擊韌性和可焊性，都能達到結構鋼的要求。高強度耐火鋼的應用在高層及超高層建築中，也展示了東南集團在採用新材料、新技術上的重大創舉。
四、製作與安裝
一統一測量儀器和鋼尺量具建造一幢超高層大樓，涉及到土建、鋼結構、玻璃幕牆和各類裝置的安裝，使用的測量儀器和使用的鋼尺必須由國家法定的同一計量部門由同一標準鑑定。高層、超高層建築施工週期較長，尚需定期對測量儀器和鋼尺量具進行定期校驗以保證建築物各項指標符合規定的指標。一般以土建部門的測量儀器和鋼尺量具為準。
二定位軸線、標高和地腳螺栓鋼柱的定位軸線可根據場地的寬窄，在建築物外部或內部設定控制軸線。本工程高度在100m，設定二個控制樁，以供架設經緯儀或鐳射儀控制樁的位置，要求以能滿足通視、可視為原則。鋼柱的長度以滿足起重量的大小和運輸的可能性，一般為2～3層為一節，對每一節柱子安裝不得使用下一節柱子的定位軸線，應從地面控制軸線引到高空，以保證每節柱子安裝正確無誤，避免產生累積誤差。柱腳與鋼筋混凝土基礎的連線，一般採用埋入式剛性柱腳，地腳螺栓是在安裝就位第一節鋼柱時，控制平面尺寸和標高的臨時固定措施。
三鋼柱的製作與安裝鋼柱是高層、超高層建築決定層高和建築總高度的主要豎向構件，在加工製造中必須滿足現行規範的驗收標準。100m高的超高層鋼柱一般分為8～12節構件，鋼柱在翻樣下料製作過程中應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度不等於設計長度，即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換，要求對每節鋼柱應編號予以區別，正確安裝就位。矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規範要求採用熔嘴電渣焊，不允許採用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。
四框架樑的製作與安裝高層、超高層框架樑一般採用H型鋼，框架樑與鋼柱宜採用剛性連線，鋼柱為貫通型，在框架樑的上下翼緣處在鋼柱內設定橫向加勁肋。框架樑應按設計編號正確就位。為保證框架樑與鋼柱連線處的節點域有較好的延性以及連線可靠性和樓層層高的精確性，在工廠製造時，在框架樑所在位置設定懸臂樑短牛腿，懸臂樑上下翼緣與鋼柱的連線採用剖口熔透焊縫，腹板採用貼角焊縫。框架樑與鋼柱的懸臂樑短牛腿連線，上下翼緣的連線採用襯板兼引弧板全熔透焊縫，腹板採用高強螺栓連線。由於鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大於鋼結構的精度要求，當框架樑與鋼筋混凝土剪力牆或鋼筋混凝土筒壁連線時，腹板的連線板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸不得大於2d0d0為螺栓孔徑，並應保證孔邊距的要求。框架樑的翻樣下料長度同樣不等於設計長度，需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之後校核，確定其翻樣下料的精確長度。框架樑上下翼緣的連線可採用高強螺栓連線或焊接連線，目前大部分採用帶襯板的全熔透焊接連線。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣，先一端點焊定位，再焊另一端。腹板則採用高強度螺栓連線，要充分理解設計時採用摩擦型還是承壓型高強螺栓。採用摩擦型高強螺栓的摩擦係數應選用合理。採用高強螺栓群連線時，孔位的精度十分重要。目前制孔一般採用模板制孔和多軸數控鑽孔，前者精度低，後者精度高，應優先考慮採用後者。當採用模板制孔時，應保證模板的精度，以確保高強螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。如果孔位區域性偏差，只允許使用鉸刀擴孔。嚴禁使用氣割擴孔，若用氣割擴孔，則應按重大質量事故處理。高強螺栓群應同一方向插入螺栓孔內，高強螺栓群的擰緊順序應由中心按幅射方向逐層向外擴充套件，初擰和終擰都得按預先設定的鮮明色彩在螺帽頭上加以表示。
五樓蓋的設計高層、超高層建築的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力牆或筒體的平面抗側力構件，同時使鋼柱與各豎向構件剪力牆或筒體起到變形協調作用。一般鋼結構建築物的樓板和屋蓋，都採用軋製的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土簡稱鋼承混凝土樓板和屋蓋，厚度一般不小於150mm。目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼樑共同作用。主要是對於板底呈波形的計算原理不甚瞭解或認為計算繁瑣，就按平板計算，這樣既不安全又增加了鋼樑的用鋼量。如果採用鋼樑與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組合樑，只要計算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節約樓層和屋蓋鋼樑的用鋼量20%左右，而且不需對鋼樑進行穩定驗算。
參考文獻：
1. 高層民用建築鋼結構技術規程JGJ 99-98
2. 鋼結構工程施工質量驗收規範GB50205-20013. 陳富生、邱國樺、範重，高層建築鋼結構設計，中國建築工業出版社。
高層建築鋼結構論文範文二：淺談高層建築鋼結構施工技術
【摘要】 隨著經濟技術的不斷髮展，越來越多的高科技技術不斷更新換代，其中高層建築施工技術也在不斷提高，主要體現在高層建築的鋼結構施工技術上。其有著強度高、自重輕及施工快等優勢，因此，在高層建築中運用逐漸普遍。本文從高層建築鋼結構施工的基本要求以及優劣勢入手，對高層建築鋼結構施工技術進行了分析。
【關鍵詞】 高層建築 鋼結構 施工技術
隨著建築各項事業的迅猛發展，各種先進的施工技術層出不窮，其中在高層建築施工中，鋼結構的使用越來越廣泛，在技術上也有所提高，提高了高層建築事業的發展效率。因此，大力發展鋼結構建築已成為當前的工程結構中優先考慮的結構型別。目前鋼結構以其良好的抗風、抗震及佔有面積少、施工快等諸多優點在建築工程中得到廣泛的認可。在運用此項技術時，要遵循施工過程的規範性以及施工技術的可靠性，嚴格按照施工圖紙進行作業，保障施工的整體質量，確保取得長遠的利益。
1.高層建築鋼結構的分析
高層建築事業的不斷髮展，明顯標誌之一便是鋼建築的廣泛使用，所謂的鋼結構就是以鋼材為主要建築材料，通過鋼板焊接、鋼柱安裝、螺栓連線而成的建築結構，優勢諸多，在施工過程中所需鋼結構的配件可以直接通過工廠化生產，安裝可以隨時進行，使用空間範圍較廣，整個施工工程所需要的時間比較短，材料購買成本低，具備一定的施工安全可靠性，傳統的鋼筋混凝土在使用上一旦受到強烈的抗壓，便會造成建築質量的損壞，鋼材的抗壓強度比鋼筋混凝土大，固定性強，利於導熱，強烈的耐火效能維持建築結構的抗火性，建築結構所需材料較多，在一定程度上會有成本上的壓力，但是鋼材料有可迴圈再利用的效果，避免出現材料浪費的現象。因此，正被廣泛運用在高層建築中。
2.高層建築鋼結構的優劣勢分析
2.1剛結構的優勢
鋼結構有很多優勢。自重輕、可跨越度大，用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的一半。抗展性好，鋼材的塑性和韌性好，即鋼結構不會因為偶然超載或區域性超載而突然斷裂破壞，且對動力荷載的適應性較強。設計風格靈活、豐富，在樑高相同的情況下，鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大百分之五十，鋼結構多采用螺栓連線，結構輕，施工簡便，施工安裝週期短。可以有效保護環境，即鋼結構產生的噪音小!粉塵少，對土地資源破壞小，產生的固體垃圾量小，廢鋼資源回收價值高;綜合造價低。
2.2剛結構的劣勢
鋼結構也存在很多問題。耐腐蝕性不強，鋼結構適用的鋼材表面有大量的鐵元素，其鐵原子容易與空氣發生氧化作用而產生氧化鐵鏽，這種鏽蝕作用能引起應力的集中，從而對鋼結構的適用造成威脅，使得鋼結構提前破壞。耐火性差，如果遇到了火災，鋼結構建築鋼材導熱係數過大，其耐火效能較差，使得剛才屈服強度及彈性模量等會隨著溫度的上升而急速降低。比如說，當溫度分別為350 度與500度時，鋼材強度分別下降 30%與 50%，若溫度達到了600度。那麼鋼材結構的剛度與強度幾乎全部喪失。
3.高層建築鋼結構施工技術分析
3.1施工前準備
開展施工之前，相關監理人員必須對工程圖紙及相關工藝技術進行了解，熟悉技術條件與規範標準，對於設計圖紙的意圖應充分領會，要加強重點與難點的理解;及時組織相關專業技術人員做好圖紙會審工作，檢查圖紙中可能出現的漏、缺及錯等問題，力求將問題扼殺在施工前，從而減少圖紙帶來的工程質量及進度問題;做好施工圖紙交底，進而對接下來的工作做好方案編制，並交予相關專家
進行論證，待稽核通過後方可進行施工。
3.2準確預埋螺栓，完成鋼柱的安裝
高層建築鋼結構施工首先要做好螺栓的預埋，施工中對於螺栓的定位點選擇要依靠軸線的中心位置，其中找到標高基準點也是關鍵，找到這兩個位置進行深度的預埋，軸線的選擇偏差不可偏離2 mm以上，高基準點保持在5 mm左右，提前做好預埋預算，具體資料根據建築施工面積而定，保障接下來鋼柱的安裝作業質量，預埋螺栓之後要進行一項重要的檢測，分兩個階段進行。第一階段是找到軸線定位點後，第二階段是在預埋螺栓之後進行填土澆築固定過程中，兩個階段的檢測都要按規定執行復查;準確預埋螺栓之後便是鋼柱的安裝，安裝方式採用吊裝，吊裝執行之前要將涉及到的部位分離出來，構成相對獨立的區域，執行平行吊裝，然後要做好預埋螺栓的保護，可以加上保護套。想保持鋼柱在整個吊裝過程中不出現意外，就要調整鋼柱的定點高度、位置以及垂直度，步驟不能更改，要按照順序進行調整，確保鋼柱垂直度為零，如果發現鋼柱出現偏離時，就要及時調整，安裝鋼柱過程中避免出現太大的誤差。
3.3焊接施工技術
二氧化碳氣體保護焊操作工藝，施工操作中要注意焊接引數的選擇，焊絲的選擇和焊接電弧電壓與電流的選擇，電流要根據工件的厚度、施焊位置和焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇，電弧電壓的選擇要與電流恰好配合;不同位置選擇不同的焊接方式，平焊多選擇左向焊法，能清楚地看到焊縫和熔池，便於控制焊縫的成型，橫焊大多采用右向焊法，立焊分為向上立焊和向下立焊，中厚板的細絲焊接使用向上立焊，薄板可使用向下立焊。自動埋弧焊操作工藝，在施工操作中首先是焊絲的選擇，可參照《鋼結構高層建築設計與施工規程》進行選擇;其次是焊絲的數目，可選擇雙絲焊，可一次得到大量的熔敷金屬，焊接變形小同時也能提高焊接速度;其次對於無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對於較厚鋼板可採用多層焊，在塔接接頭和 T 形接頭中，可以採用斜角焊接和船型焊接的形式。
3.4鋼結構框架樑與鋼柱的連線
高層建築鋼結構的施工少不了框架樑的搭建，框架樑的穩定能為鋼柱的連線提供幫助，在材料的選擇上一般採用H型鋼，在進行鋼柱連線過程中的材料常採用連線性較好的剛性材料，保障鋼柱的貫通性，整個框架樑分為上下翼，分別在鋼柱內部執行橫加肋力，區分鋼柱與框架樑的連線點，連線時，注意框架樑的不同編號，這種編號是為了對每個鋼柱進行連線部位的辨別，防止出現連線重複性。框架樑的安裝設計要在懸臂樑上執行，懸臂樑上會有框架樑所需要的連線點，但是同樣會有上下翼緣，為了避免鋼柱連接出現脫落，可以採用在腹板上執行貼角焊接，在鋼柱的一頭刨開一個剖口，利用高熔點溶解透析進行焊接，在腹板上進行連線的橢圓孔尺度要符合螺栓孔的直徑大小，整個框架樑鋼柱連線過程都要仔細，確保高層建築在施工中的的精確度以及連線的質量。
4.結語
綜上所述，鋼結構因其諸多的優越性，在高層建築工程中被廣泛應用。而且，隨著工程計算和施工技術水平的不斷提高和理論研究的不斷進步，以及新型更高強度鋼材的不斷研製，鋼結構更好地滿足住宅在適用性能、環境效能、經濟效能、安全效能、耐久效能方面的綜合要求。但管理者在高層建築工程鋼結構的施工中需要規範的施工技術，按照施工圖紙的具體要求進行施工作業。同時要做好相關的監管工作。應做好各個步驟的準確到位，同時要不斷進行相關技術的研究與探索，只有這樣才能保障工程的質量以及施工效率。
5.參考文獻
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[3] 楊頎，王淑紅.高層建築鋼結構施工技術與管理[J]. 黑龍江科技資訊. 201111：25-34.相關文章：