高层建筑钢结构的应用和存在的问题

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1、高层建筑钢结构的应用和存在的问题　　高层建筑钢结构的应用和存在的问题一、高层建筑应用钢结构形式所体现的优势　　在高层建筑工程设计施工中采取钢结构形式，其优势因素十分明显，重点表现在以下方面：第一，能够降低建筑结构自重。相对钢筋混凝土框剪结构，采取钢结构能够有效降低其建筑重力荷载，其荷载值降低，必然会降低建筑基础工程处理难度；第二，降低结构在建筑工程中占用面积。采取钢筋混凝土结构的高层建筑工程，其结构面积占建筑楼层面积7%左右，而采取钢结构其实际柱截面则会降低，且采取钢柱及钢支撑体系，其厚度较薄，一般而言，钢结构面积占楼层面积为3%左右，能够有效提高空间利用率；第三，可以缩短工程工期。因钢

2、结构其相关构件多在工厂完成制作并在施工现场进行组装，其安装过程中无需搭设数量众多的脚手架，混凝土楼板施工与钢结构安装能够保持交叉运行，其整体施工进度较之钢筋混凝土可以提高约25%左右。此外，钢结构其具备较好延性，可以降低地震反应，且弹性性结构具备较好的变形能力，抗震性性能突出。采取钢结构作为高层建筑主体结构，有助于实现其整体效益。　　二、高层建筑是钢结构实际结构体系　　高层建筑钢结构体系，在实践应用中较为典型的主要为纯框架结构、框架支撑结构、框架混凝土剪力墙结构、巨型框架及筒体结构等。　　纯框架钢结构在高层建筑中应用，其优势表现为：制作安装便捷，整体刚度分布较为均匀，然而其结构所具备的抗

3、侧力性能偏差，多应用于低于20层的高层建筑中。框架支撑结构属于高层建筑钢结构应用中最为广泛的形式，框架与支撑体系相互协作，共同承担水平力，一旦支撑系统出现破坏，则可由框架承担建筑水平力。在实际应用设计中，需要依据建筑工程高度及水平力合理设置支撑刚度及形式。框架混凝土剪力墙结构具备自重轻、施工进度快等优势，在设计应用中逐渐趋于普遍。巨型框架结构形式在超高层建筑结构中其优势明显，可以满足更好的设计要求，整体效果较好，然而其抗震性能的实现需要重点研究。筒体结构在高层建筑工程中，其受力性能较好，内外筒均具备着较好的抗弯强度，共同承担水平力，整个工程刚度及延性较好。　　三、高层建筑钢结构应用中存在

4、的现实性问题　　在高层建筑工程中采取钢结构作为主体结构，其所需要消耗的钢材量十分大，为确保施工进度，需要保证钢材供应的稳定性。如在高层建筑中选择应用H型钢，然而在相关区域范围内，其有能力稳定供应H型钢的钢厂是否存在，其生产规格如何，均对工程施工存在着一定影响。且钢结构在应用中，其自身耐火性能较差，尤其是在火灾环境中，其构件温度快速提升，热传导快速，在温度升高的过程中，钢材其屈服强度下降，如当钢结构温度在350℃时，钢结构强度会出现30%幅度的下降，在600℃温度环境中，钢结构其承载能力丧失。为此，在钢结构工程施工中，要求对钢材采取防火处理。　　此外，我国高层建筑钢结构研究时间较短，部分设

5、计单位其对钢结构实际缺乏科学认知，盲目设计引起较多质量问题。在高层建筑钢结构应用中，高宽比限制问题较为突出，部分建筑工程严重超出高宽比限制，其是否可以确保工程安全性，钢结构其阻尼比多取值为，实际应用中其是否具备合理性等，均需要深层次研究　　四、高层建筑钢结构制作及相关质量控制　　高层建筑钢结构在实际应用中虽然存在着较多问题，但其优势较大，其未来发展应用前景较为广阔，为确保钢结构高层建筑施工质量，对钢结构制作及相关质量控制进行探究。　　在进行钢结构制作时，需要综合考虑高层建筑实际需求，合理选择钢材材质，要求钢材应具备质量证明书，满足实际设计要求，高层钢结构连接材料应用需要满足设计要求。钢构

6、件加工的关键点在于焊接，为确保焊接质量，应明确要求焊工具备相应资格证书，在正式焊接之前开展试验焊接，确保其焊接焊缝质量满足设计及标准要求，依据国家标准对焊接外形尺寸、焊接接头外观缺陷进行检验，针对要求熔透焊接的作业，应采取超声波探测方式进行深入检查。钢构件完成制作后，依据工程施工图示要求与相关焊接标准，由监理工程师对其成本进行检验，合格后完成验收。在检验验收过程中，应重点对钢构件外形、尺寸偏差进行检查，此外，还应检查钢构件涂装质量与涂层厚度，确保钢结构构件满足工程应用实际。　　在高层建筑工程中进行钢结构安装作业，需要明确安装次序，确保安装机械设备及相关机具应用合理性，对构件进行合理分类。

7、实际安装过程中应尽量降低高空起吊频率，提高结构安装整体质量，为避免构件出现意外变形，应采取专业机具，安装后及时进行检验校正，避免引起安装误差，确保其整体质量。在整个钢结构安装过程中，应采取分阶段验收与整体验收相结合的方式，确保钢结构安装质量，实现高层建筑工程钢结构应用整体效益。　　五、结语　　在高层建筑工程施工中采取钢结构来代替钢筋混凝土结构，能够降低建筑自重，降低建筑结构所占据的整体结构面积，抗震性能较好且有助于实现高层建筑整体效