有關高層建筑鋼結(jié)構(gòu)論文
有關高層建筑鋼結(jié)構(gòu)論文
隨著科技的不斷發(fā)展,超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術也隨之不斷提高。下面是學習啦小編為大家整理的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)論文，供大家參考。
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)論文范文一：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術
內(nèi)容提要：本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，并結(jié)合“東南科技研發(fā)中心”超高層全鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝及鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的翻樣、下料、制作等各個重要環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和材料選用提供一些粗淺的意見。對于支撐體系，消能減震裝置不在此文內(nèi)介紹。
關鍵詞：超高層 智能大樓 耐火鋼 施工技術
一、概況
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計算技術的發(fā)展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。我國的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開放以來已有20年的歷史，并在設計和施工中積累了不少經(jīng)驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》JGJ 99-98。東南網(wǎng)架集團的“東南科技研發(fā)中心”的初步設計已于2003年9月20日在蕭山賓館通過專家的論證和區(qū)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(fā)、設計、培訓、檢測為一體的多功能智能大樓。建筑物為總高度100m、建筑總面積4.0萬平方米的全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，建筑造型新穎、美觀、大方，充分展示了鋼結(jié)構(gòu)的特性和現(xiàn)代建筑風格。全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，國內(nèi)為數(shù)不多，在杭州市乃至浙江省屬于首創(chuàng)，這體現(xiàn)了東南網(wǎng)架集團對建設部授予“鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地”的榮譽和責任。
二、高層及超高層結(jié)構(gòu)體系對于高層及超高層建筑的劃分，建筑設計規(guī)范、建筑抗震設計規(guī)范、建筑防火設計規(guī)范沒有一個統(tǒng)一規(guī)定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過60m為超高層建筑。對于結(jié)構(gòu)設計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設計原則，選擇相應的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框―筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(代號RC)外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)(代號SRC)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)(代號CFS)和全鋼結(jié)構(gòu)(代號S或SS)。東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設防烈度為6度，采用框架―剪力墻或框―筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔了大部分的風載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。
三、材料的選用鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點，但其缺點是導熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。目前寶鋼投入生產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼，其物理力學指標、化學性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達到結(jié)構(gòu)鋼的要求。高強度耐火鋼的應用在高層及超高層建筑中，也展示了東南集團在采用新材料、新技術上的重大創(chuàng)舉。
四、制作與安裝
(一)統(tǒng)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(jié)構(gòu)、玻璃幕墻和各類設備的安裝，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鑒定。高層、超高層建筑施工周期較長，尚需定期對測量儀器和鋼尺量具進行定期校驗以保證建筑物各項指標符合規(guī)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(jù)場地的寬窄，在建筑物外部或內(nèi)部設置控制軸線。本工程高度在100m，設置二個控制樁，以供架設經(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。鋼柱的長度以滿足起重量的大小和運輸?shù)目赡苄?，一般?～3層為一節(jié)，對每一節(jié)柱子安裝不得使用下一節(jié)柱子的定位軸線，應從地面控制軸線引到高空，以保證每節(jié)柱子安裝正確無誤，避免產(chǎn)生累積誤差。柱腳與鋼筋混凝土基礎的連接，一般采用埋入式剛性柱腳，地腳螺栓是在安裝就位第一節(jié)鋼柱時，控制平面尺寸和標高的臨時固定措施。
(三)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)件，在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的驗收標準。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于設計長度，即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時也不允許互換，要求對每節(jié)鋼柱應編號予以區(qū)別，正確安裝就位。矩形或方形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應按現(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、槽塞焊等形式。
(四)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剛性連接，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設置橫向加勁肋。框架梁應按設計編號正確就位。為保證框架梁與鋼柱連接處的節(jié)點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性，在工廠制造時，在框架梁所在位置設置懸臂梁(短牛腿)，懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫，腹板采用貼角焊縫?？蚣芰号c鋼柱的懸臂梁(短牛腿)連接，上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫，腹板采用高強螺栓連接。由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結(jié)構(gòu)的精度要求，當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時，腹板的連接板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0(d0為螺栓孔徑)，并應保證孔邊距的要求。框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度，需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經(jīng)驗公式計算再按實際加工之后校核，確定其翻樣下料的精確長度?？蚣芰荷舷乱砭壍倪B接可采用高強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。腹板則采用高強度螺栓連接，要充分理解設計時采用摩擦型還是承壓型高強螺栓。采用摩擦型高強螺栓的摩擦系數(shù)應選用合理。采用高強螺栓群連接時，孔位的精度十分重要。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，應優(yōu)先考慮采用后者。當采用模板制孔時，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。如果孔位局部偏差，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(zhì)量事故處理。高強螺栓群應同一方向插入螺栓孔內(nèi)，高強螺栓群的擰緊順序應由中心按幅射方向逐層向外擴展，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，同時使鋼柱與各豎向構(gòu)件(剪力墻或筒體)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，都采用軋制的壓型鋼板加現(xiàn)澆鋼筋混凝土(簡稱鋼承混凝土)樓板和屋蓋，厚度一般不小于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梁共同作用。主要是對于板底呈波形的計算原理不甚了解或認為計算繁瑣，就按平板計算，這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組合梁，只要計算正確，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，而且不需對鋼梁進行穩(wěn)定驗算。
參考文獻：
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高層建筑鋼結(jié)構(gòu)論文范文二：淺談高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術
【摘要】 隨著經(jīng)濟技術的不斷發(fā)展，越來越多的高科技技術不斷更新?lián)Q代，其中高層建筑施工技術也在不斷提高，主要體現(xiàn)在高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術上。其有著強度高、自重輕及施工快等優(yōu)勢，因此，在高層建筑中運用逐漸普遍。本文從高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的基本要求以及優(yōu)劣勢入手，對高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術進行了分析。
【關鍵詞】 高層建筑 鋼結(jié)構(gòu) 施工技術
隨著建筑各項事業(yè)的迅猛發(fā)展，各種先進的施工技術層出不窮，其中在高層建筑施工中，鋼結(jié)構(gòu)的使用越來越廣泛，在技術上也有所提高，提高了高層建筑事業(yè)的發(fā)展效率。因此，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑已成為當前的工程結(jié)構(gòu)中優(yōu)先考慮的結(jié)構(gòu)類型。目前鋼結(jié)構(gòu)以其良好的抗風、抗震及占有面積少、施工快等諸多優(yōu)點在建筑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(guī)范性以及施工技術的可靠性，嚴格按照施工圖紙進行作業(yè)，保障施工的整體質(zhì)量，確保取得長遠的利益。
1.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的分析
高層建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，明顯標志之一便是鋼建筑的廣泛使用，所謂的鋼結(jié)構(gòu)就是以鋼材為主要建筑材料，通過鋼板焊接、鋼柱安裝、螺栓連接而成的建筑結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢諸多，在施工過程中所需鋼結(jié)構(gòu)的配件可以直接通過工廠化生產(chǎn)，安裝可以隨時進行，使用空間范圍較廣，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(tǒng)的鋼筋混凝土在使用上一旦受到強烈的抗壓，便會造成建筑質(zhì)量的損壞，鋼材的抗壓強度比鋼筋混凝土大，固定性強，利于導熱，強烈的耐火性能維持建筑結(jié)構(gòu)的抗火性，建筑結(jié)構(gòu)所需材料較多，在一定程度上會有成本上的壓力，但是鋼材料有可循環(huán)再利用的效果，避免出現(xiàn)材料浪費的現(xiàn)象。因此，正被廣泛運用在高層建筑中。
2.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢分析
2.1剛結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)勢。自重輕、可跨越度大，用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的一半?？拐剐院茫摬牡乃苄院晚g性好，即鋼結(jié)構(gòu)不會因為偶然超載或局部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，在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大百分之五十，鋼結(jié)構(gòu)多采用螺栓連接，結(jié)構(gòu)輕，施工簡便，施工安裝周期短?？梢杂行ПＷo環(huán)境，即鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的噪音小!粉塵少，對土地資源破壞小，產(chǎn)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(jié)構(gòu)的劣勢
鋼結(jié)構(gòu)也存在很多問題。耐腐蝕性不強，鋼結(jié)構(gòu)適用的鋼材表面有大量的鐵元素，其鐵原子容易與空氣發(fā)生氧化作用而產(chǎn)生氧化鐵銹，這種銹蝕作用能引起應力的集中，從而對鋼結(jié)構(gòu)的適用造成威脅，使得鋼結(jié)構(gòu)提前破壞。耐火性差，如果遇到了火災，鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼材導熱系數(shù)過大，其耐火性能較差，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。那么鋼材結(jié)構(gòu)的剛度與強度幾乎全部喪失。
3.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術分析
3.1施工前準備
開展施工之前，相關監(jiān)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(guī)范標準，對于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(yè)技術人員做好圖紙會審工作，檢查圖紙中可能出現(xiàn)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(zhì)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，并交予相關專家
進行論證，待審核通過后方可進行施工。
3.2準確預埋螺栓，完成鋼柱的安裝
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工首先要做好螺栓的預埋，施工中對于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，具體數(shù)據(jù)根據(jù)建筑施工面積而定，保障接下來鋼柱的安裝作業(yè)質(zhì)量，預埋螺栓之后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后，第二階段是在預埋螺栓之后進行填土澆筑固定過程中，兩個階段的檢測都要按規(guī)定執(zhí)行復查;準確預埋螺栓之后便是鋼柱的安裝，安裝方式采用吊裝，吊裝執(zhí)行之前要將涉及到的部位分離出來，構(gòu)成相對獨立的區(qū)域，執(zhí)行平行吊裝，然后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(xiàn)意外，就要調(diào)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(diào)整，確保鋼柱垂直度為零，如果發(fā)現(xiàn)鋼柱出現(xiàn)偏離時，就要及時調(diào)整，安裝鋼柱過程中避免出現(xiàn)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參數(shù)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(jù)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，便于控制焊縫的成型，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(jié)構(gòu)高層建筑設計與施工規(guī)程》進行選擇;其次是焊絲的數(shù)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;其次對于無法使用襯熱的焊縫，可先用手工焊封底，再用埋弧焊，對于較厚鋼板可采用多層焊，在塔接接頭和 T 形接頭中，可以采用斜角焊接和船型焊接的形式。
3.4鋼結(jié)構(gòu)框架梁與鋼柱的連接
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工少不了框架梁的搭建，框架梁的穩(wěn)定能為鋼柱的連接提供幫助，在材料的選擇上一般采用H型鋼，在進行鋼柱連接過程中的材料常采用連接性較好的剛性材料，保障鋼柱的貫通性，整個框架梁分為上下翼，分別在鋼柱內(nèi)部執(zhí)行橫加肋力，區(qū)分鋼柱與框架梁的連接點，連接時，注意框架梁的不同編號，這種編號是為了對每個鋼柱進行連接部位的辨別，防止出現(xiàn)連接重復性?？蚣芰旱陌惭b設計要在懸臂梁上執(zhí)行，懸臂梁上會有框架梁所需要的連接點，但是同樣會有上下翼緣，為了避免鋼柱連接出現(xiàn)脫落，可以采用在腹板上執(zhí)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，在腹板上進行連接的橢圓孔尺度要符合螺栓孔的直徑大小，整個框架梁鋼柱連接過程都要仔細，確保高層建筑在施工中的的精確度以及連接的質(zhì)量。
4.結(jié)語
綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)因其諸多的優(yōu)越性，在高層建筑工程中被廣泛應用。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制，鋼結(jié)構(gòu)更好地滿足住宅在適用性能、環(huán)境性能、經(jīng)濟性能、安全性能、耐久性能方面的綜合要求。但管理者在高層建筑工程鋼結(jié)構(gòu)的施工中需要規(guī)范的施工技術，按照施工圖紙的具體要求進行施工作業(yè)。同時要做好相關的監(jiān)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(zhì)量以及施工效率。
5.參考文獻
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