钢结构在某房地产项目主体工程中的应用研究

曾 海

（山东华邦建设集团有限公司，山东 潍坊 262500）

钢结构在房地产项目中的应用已经有一段时间，近些年在我国呈现蓬勃发展的态势。在具体实践中应用钢结构主体结构需要加强对施工技术的重视，明确施工技术要点，严谨地落实施工工艺要点，确保高层、超高层建筑最终建设质量。

1 工程概况

该地标大厦是一座具有代表性的，具有甲级写字楼、超五星级宾馆和相关辅助设施的综合性建筑。该塔楼的总高324.25 m，总占地143 331.9 m2。地下两个楼层，地下一层高7.6 m，地下二层高4.0 m，地下二层的深度为15.6 m；地上62层，1—35层为甲级写字楼，36—62层为五星级酒店，部分为酒店服务区、避难层和机电设备层。建筑物的外型轮廓随着高度的改变而改变，其平面形态在垂直上从带有切角的三角逐渐变成近似圆，然后逐渐变成一个与底边相对的倒置三角。中心柱为正方形，其功能是垂直交通（楼梯、升降机）、设备用房和维修用房。

标志性塔楼结构采用带伸缩式网架和腰部网架为中心圆筒的形式。塔内的主体管段：8层及下部为CRC剪力墙筒身，其他层为RC剪力墙筒身；核心筒体外侧构造：35楼和中间部分设有腰肋和伸臂梁；38层以上框柱体系中，圆柱采用的是D1800型钢管砼材料，长方形立柱采用的是钢筋混凝土材料；结构梁采用的是C-C复合梁形式。钢铁建筑总计20 000 t左右。

工程特点及难点如下：

（1）建筑的平面呈圆弧状，制造和安装困难。

（2）周边的钢结构都是悬吊，施工困难。

（3）外部钢柱由钢梁与芯筒相连，由于建筑技术与钢构件的设计要求有差异，会增加安装和校正的难度。

（4）由于在建造过程中，芯筒内劲钢柱体不易固结的特性。

结合以上工程特点及难点，确认图纸就绪后，钢结构工程师请相关技术人员熟练掌握图纸，核对建筑、构件等几何尺寸和标高是否相符，并对图纸进行审查，了解其设计思路。根据工程实践和结构设计图，了解相关的施工规程，做好技术主管的技术训练。与业主、监理及钢结构制造厂进行零件编号，如有变更，应通知有关部门。特别是专业技术工人的培训和证照（如焊工、吊装工人和塔吊工人；测量师和超声检验师等）。

（1）组织工艺测试：焊接工艺评定、栓钉焊接和检验工艺评定。

（2）高强度螺栓接头的检查与复查：大六角转矩因子的再测，预拉力的再测（扭剪型），摩擦面抗滑动因子的再测。上述各测试项均分批进行，每一批2 000 t。

（3）钢材、螺栓和焊接材料的预备：按照设计要求和现场要求，对上述材料进行前期的充分准备，并做好材料的入厂复查。

在此之前，所有的建筑工人都要接受岗位前的训练。结合项目焊接工程量的大小，工序要求和建筑工人的技术能力评估。根据项目的实际进度，需要对焊接工人的人数进行适当调节。

2 钢结构构件制备及进场

该工程工期紧，工程规模庞大，耗钢量达20 000多吨，各种不同的钢种和数千个大部件。由于施工场地狭窄，施工过程中零件必须分批次进行，所以对零件的科学管理是确保项目进度的一个重要前提。该项目设有一名专业的组合工，负责施工现场的施工进度，并负责现场施工人员的清点、倒运工作。

3 钢结构吊装工艺及施工总体安装方法

3.1 吊装总体思路

塔式钢架是在“轨道起重机+塔式起重机空中分散装配”基础上进行。核心管内部+1.0 m、外侧框架+18.0 m（即下层钢架），地面上的起重方式以轨道起重机为主；核心圆管+1.0 m，外侧框架+18.0 m（即上层钢架），由两个悬臂式起重机安装在核心圆筒中。

下层钢架首先进行钢架的整体吊装，在完成所有的钢架后，才开始进行建筑工程。在上层钢架建设中，将与土建间歇进行，应与土建配合。在进行钢结构时，首先进行芯管的埋设和劲性立柱的装配，然后是外框架的钢筋混凝土，根据其本身特性，从下往上按照顺序进行。

3.2 安装流程

3.2.1 总体施工流程

总体施工流程依次为：塔楼钢柱预埋——11.6 m基础板浇筑→轨道吊退场，土建进场施工至±0.0 m，2#塔吊安装→一层核心筒钢结构吊装→二层核心筒混凝土浇筑→二层中心筒钢布局吊装→三层中心筒混凝土浇筑→轨道吊离场，土建进场施工到±0.0 m，2#塔吊安装→一层中心筒钢结构吊装→二层核心筒钢梁、压型板安装→三层中心筒钢梁吊装→三层核心筒钢布局吊装→四层核心筒钢构件吊装→四层中心筒钢筋浇筑→五层中间筒钢结构浇筑→五层中间筒混凝土浇注→六层核心筒铁结构吊装，二层外框钢柱吊装，夹层二外框钢梁、压型板安装→五层核心筒钢筋浇筑，三层外框钢结构吊装，二层外框钢梁和压型板吊装→六层核心筒钢构件吊装，N-4层外框钢柱、N-5层外框钢梁及压型板的安装→N-1层核心筒混凝土浇筑。

3.2.2 地脚螺栓施工方法

在地面上安装固定支座，并对其座标和桩顶高度进行严密监控。与施工结合，在钢筋加固时进行锚栓固定，防止锚栓区的钢筋聚集，使各螺栓不能进入钢筋区域。

在固定支座的定位、锚栓的标高校正完成后，将下端的螺栓焊好；在施工中，所有的锚杆都是由D20钢筋与混凝土梁连接而成，每一根螺栓上都有2条以上的钢筋，并且这些螺栓可以焊接在一起，以确保在施工中不会摇晃。

当装配完毕，检查通过后，应在螺栓上涂抹润滑油，并用油纸包装，以避免在浇注时造成损坏。

3.2.3 下部钢结构吊装

下钢结构为：内框+1.0 m，外框+18.0 m，主体框架+18.0 m，主体钢结构由核心筒钢柱、外框钢柱、两个外框网状网框和雨棚组成。

在+1.0 m以上、+18.0 m以内的核心管，主要由轨道起重机来进行，并结合实际条件，选择SCC1000C100 t轨道起重机进行此段的吊装。其工作条件是45 m的主臂架，42+3 t的重量。

吊装之前，要求吊装现场必须平坦，能够满足汽车搬运、100 t的轨道吊行走、吊装（5 t/m2）的要求。在部件的起升过程中，起重机应在塔的外环上沿着轨道行进，同时严禁超载。

在完成二次施工并满足注浆强度的前提下，第一节钢立柱才能进行。第一节有46个钢柱，而核心管可以分成2个部分，每个部分34个，总共68个；框架式钢管立柱可分成4个部分，每个部分12个，共计48个。其特殊的分段和起重条件见表1。

从表1和100 t履带式起重机的工作特性可以看出，起重条件符合设计的需要。

表1 构件分段情况及吊装工况表

二层幕墙桁架在17.15 m的位置，这时，框架的钢结构已经完成。按照桁架的构造特征，可以将其拆下，然后再进行整体的吊运。从桁架的节段要求可以看出，其节距后的工作状态见表2。

表2 桁架分段情况及吊装工况表

从表2和100 t履带式起重机的工作特性可以看出，100 t履带式起重机在10 m范围内，可以举起37.8 t，12 m范围的30 t，当起重机达到规定的起重高度时，可以达到规定的起重条件。

3.2.4 上部钢结构的吊装

上部钢结构由中心圆管+1.0 m、外侧框架+18.0 m及以下的全部构件组成，以塔式起重机为主。

工程项目在35、36层的中心圆管与外部框架之间，设有4个竖直的桁架，外侧框架与立柱的连接点上，设有12个竖直的桁架。为了方便构件的搬运与装配，桁梁按照设计中的结合部，采用散块方式进入，在空中进行散装。

4 工程安装工艺的节点形式及工艺选择

4.1 钢柱分段及节点形式

钢柱节段参见状态解析，采用安装有固定接头的方式，接头焊好后切断接头的位置。

绑扎点的选择：在钢桩安装之前，应将攀岩绳索捆在立柱上，然后用塑料胶带将其封闭，确保雨水和其他物体不会掉进管道中。在立柱的耳板上钉上一套帆布工具箱，里面装有临时螺栓、撬棒和扳手、冲头等，应将工装的口子系牢，防止刀具掉落。

4.2 吊装的方法及步骤

在吊杆高度超过30 m时，吊索停止工作，并对着下部立柱的中线，缓缓下降。下面柱子需要2个人来控制，一人将柱子的底部与下面的柱子对齐，另一人负责稳定，将柱子上的普通螺栓充分固定，然后将吊索和吊索解开。

为了防止在安装过程中对芯筒的受力造成破坏，使用揽风索对其进行纠偏和定位，然后使用14#槽作为支架进行临时加固。

钢柱与核心筒、柱与柱形成一体，当柱与柱形成一体后，将其从下向上与柱相连形成一个空间刚性单元，通过调整固定后，按顺序向外延伸。在进行钢梁的定位轴线、标高和钢梁的装配之前，应进行编号；长度、截面尺寸、螺栓孔径和定位；对磨削表面进行彻底检查，并清理磨具表面的铁锈，确保表面光滑，无毛刺、飞边和油污。

将连接片用两个常规螺钉固定在对应的腹板上，且与梁齐平，不得向梁末端突出。连接件需要用到的螺栓，按照要求的尺寸和数量将其装入到梁的结点上，每个结点用一个工具箱，封套一定要打牢，以防掉下的螺栓造成伤害。

钢柱的吊装应为双点式，在施工中不得与钢柱和缆风绳发生冲突。在梁的两端，每根立柱上都有1个操作员（大型部件一端需要2个操作员），通过悬挂在梁端的滑索来调节横梁的摇摆和空间定位，从而保证横梁的稳定。将两端网片的一片拆下，移动到结合处，用冲钉穿孔作为临时到位对中，再把另外一片板片移动到对应的部位刺进冲钉内，把横杆的两头压紧压正；每根连接处都要插上两组临时螺栓。

为了加快工程建设，尤其是在100 m以上的高空，起重机的起吊需要花费很多时间；对于轻质量的大梁，采用一次吊多个悬臂的方式，横梁的间隔要从作业的安全性出发；同时对钢柱与钢索的接触点进行防护。

在固定位置时，在梁每侧的上端设有两个固定的马卡盘，方便其安装。在下层钢立柱安装之前，应对其坐标、基础轴、高程和锚固部位等进行检验，并进行交工验收；同时，对钢筋的编号、外形尺寸、螺孔位置和管径等进行详细检查。

5 结束语

综上所述，随着我国超高层建筑的建设规模不断扩大，钢结构的使用也日益广泛。由于许多因素都会对钢结构施工质量造成一定的影响，因此，必须严格审核施工设计图，加强施工质量控制，加强施工全流程的监控和控制，从而提高我国超高层建筑钢结构施工质量，促进超高层建筑施工事业的发展与进步。