高层建筑中钢结构设计与施工问题研究

摘要：随着建筑行业的不断发展与创新，建筑工程的设计方案与结构特点都在不断的发生改变，这对建筑施工材料的选择要求也越来越规范化，同时钢结构在建筑行业中也得到了广泛的运用。目前高层建筑中的钢结构设计与施工过程中，仍然存在着很多问题。文章对其存在的问题进行简单的阐述，并针对问题提出有关的解决措施。

关键词：高层建筑；钢结构；设计；施工

钢结构在现代高层建筑中得到了广泛的运用，具有跨度大、施工速度快、造价低的特点。在高层建筑中的钢结构设计与施工应该尽可能的节约施工材料和费用、缩短施工工期、经济效益最大化等，那么，如何合理的处理高层建筑中的钢结构设计与施工呢？作者结合自己的实践工作经验对此发表了自己的看法和给予了一定的建议。

1高层建筑中钢结构的主要特点

1.1质量轻、强度高、成本低

与传统的钢筋混凝土高层建筑相比，钢结构比较经济，施工工期短，质量轻，强度较高，且不易受到自然环境因素的影响，同时，在高层建筑中钢结构一般都是采用先进的设计和工艺。此外，由于钢结构的质量比较轻，所以能够节约处理地基的费用，降低施工项目的成本。

1.2材料比较环保

钢结构的主要材料是钢，其强度较高，能够支持的结构较大，是实现现代工业化生产的主要途径。同时，钢材的边角料可以被循环利用，回收运输都十分便利且价值较高。这一过程不仅节约施工单位的成本，还能够保护环境。

1.3空间比较大，可移动

传统的钢筋混凝土结构没有较大的跨度，通常不超过15m，且钢筋混凝土建成之后很难改变，不易移动。然而，在高层建筑中钢结构的内部有充足的空间，可以达到60m，还可以进行简单的改建和扩张，同时比较容易移动。

2高层建筑中钢结构的施工工艺

2.1焊接工艺

在钢结构中由于钢的材质和种类的多样性，在焊接时应该要从焊前预处理、焊接工艺和焊后处理这三个方面来考虑：一是焊前预处理。将焊接前的准备工作做好，根据焊接缝的不同形式采用适当的焊接方式和焊接工具，最后根据焊接的环境来选择预热处理工艺；二是焊接艺术。除了选择合适的电流和焊条的型号，还需要注意焊接过程中的有关工艺；三是焊后处理。在焊接完成之后，为了保证焊接处的美观（如：没有凹陷、气孔、咬边、裂纹等现象），应该对焊接处采用超声波来进行检查。

2.2组装工艺

高层建筑中钢结构施工艺术的组装艺术主要包括以下三个方面：一是结构简单、零件较小。这一工艺可以根据简单的图纸在平台上自行组装，配置定位进而实现各组装之间的装配；二是箱型结构。这一施工艺术首先应该以图纸的要求为基础，通过粉线在箱型结构的盖板、腹板的组装面上画出组装线，其次应该以盖板为基准面，按照要求组装腹板和隔板；三是H型钢结构。这一施工工艺首先应该根据设计图纸做出模型，常以翼缘板作为基准面，其次利用腹板增加水平的推力。

3目前高层建筑中钢结构设计和施工中出现的问题

3.1设计工作者的方案缺少创新性，缺乏较强的科学意识

在高层建筑钢结构设计的环节中，大部分设计者的方案普遍存在一种片面性，没有从多方面去考虑和衡量方案的价值。这场会导致在施工过程中，就会产生一些不必要的费用，进而大大增加施工单位的成本。

3.2施工图纸不够严谨，随意性比较大

钢结构设计中通常采用的是套图设计，由于这种设计方式不够准确，容易出现漏洞，进而不能够有效的满足投标、采购和施工的有关要求。同时，这种设计方式在设计过程中通常会出现漏、错、缺等矛盾现象，进而使钢结构设计不能够形成一套完整的设计体系。

3.3施工前的准备工作不够完善

在高层建筑中的钢结构施工中常存在由于施工人员不能够很好的、正确的理解设计图纸的真正含义，导致施工过程中出现一定的问题。同时，施工人员没有对钢结构安装前进行充分的检查，在施工的现场设备和构件摆放比较凌乱等问题。

3.4没有考虑自然环境因素的影响

在高层建筑中的钢结构部件长期暴露在外，经常会受到自然环境因素的影响，这会加速部件的老化和生锈，这不仅会影响高层建筑物的美观，还会降低钢材的性能，产生安全隐患。如果设计者没有充分考虑自然环境因素的影响，将会造成高层建筑中钢结构的安全隐患问题的产生。

4高层建筑中钢结构的设计与施工的改进措施

4.1提高设计人员的综合素养，定期举办培训

为了避免设计工作者在设计方案时存在普遍的片面性，培养设计者的创新精神，增强设计者的科学意识，提高设计者的业务水平，增强设计工作者的责任心，有关施工单位应该为有关设计人员定期举办专业技能培训和综合素质培训。同时，要求有关设计工作者对建筑工程的难度进行合理的预测，并对一些重要的步骤做到心中有数，进而使高层建筑中的钢结构设计的每个环节都能够得到有效的保障。

4.2完善设计图纸的审核制度

在钢结构图纸设计中应该严格根据有关的设计规章制度来要求设计者进行图纸设计，进而完善图纸设计的审核制度，保障图纸的管线布置、预留孔等形成一套合理的、完整的体系。同时，加强对图纸的检查工作，避免施工环节中的变更等问题的发生。此外，设计的施工图纸是进行施工的主要依据，因此，为避免由于施工人员误解图纸的含义，导致在施工过程中出现一定的施工问题，影响施工的质量和进度问题等，在施工前应该有专门的人员对图纸的含义和有关的技术、工艺等做出充分的解释。

4.3完善构件的运输、堆放和验收的方法

众所周知，大部分的施工现场规模都相对较小，对各种零部构件的堆放、运输和验收都有着严格的要求，进而保障施工的秩序。在高层建筑施工前，钢材料数量和种类都比较多，常常需要层层堆放，如果没有科学的、合理的堆放方法，将会导致现场凌乱，无法顺利开展施工，甚至导致所需钢材没有堆放的位置。因此，施工单位应该根据施工现场的特点和要求，完善构件的运输、堆放和验收的方法，合理的、科学的、有效的规划现场堆放的地点和运输的顺序，进而使所有的钢结构都能够有地可放，并为施工人员创造干净、整洁、有序的工作环境。

4.4做好钢结构的防腐工作

在高层建筑中的钢结构设计中，应该充分考虑自然环境因素给钢结构带来的腐蚀性，充分结合高层建筑物所在地的天气状况、施工现场的温度和湿度，以及钢结构的防腐性能，和对装饰的有关要求，进而做好钢结构的防腐工作，选择出最佳的钢结构设计方案。

5结束语

由于钢结构自身的特点和优势，在高层建筑中的运用越来越广泛，受到诸多因素的影响，在钢结构的设计与施工中仍然存在着很多问题，这需要施工人员不断地提高自身的专业水平和综合素质，在日常工作中进行不断地反思和总结，进而满足现代社会与自然环境因素对高层建筑中钢结构设计与施工的要求。

作者:王佐龙 单位:甘肃第一安装工程有限公司

参考文献:

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