多高层钢结构住宅体系的制作和施工

高正芹 GAO Zheng-qin

（江苏省苏中建设集团股份有限公司，南通 226600）

摘要： 我国大力倡导建筑施工企业采用钢结构建筑材料，力求为现代社会经济的可持续发展和节能化发展提供技术保障。

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关键词 ： 多高层建筑；钢结构；住宅体系；制作；施工

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0142-02

作者简介：高正芹（1978-），男，江苏海安人，大专，项目经理，工程师，研究方向为项目施工与管理。

0 引言

伴随着经济的发展，各种新技术、新设备以及新工艺在各行各业的发展建设过程中取得了广泛应用。建筑企业要想在激烈的国际建筑市场上站稳脚跟，必须结合实际发展状况不断采用先进的施工工艺和材料、设备等。钢材料是近几年建筑物结构施工的首选，钢结构不仅可以实现工业化生产，还能在解决建筑物施工材料、提高工程质量的同时，采用工厂制作代替传统的现场施工。建筑物采用钢结构可以合理控制粗放型建筑施工模式所造成的建筑资源浪费等问题，在节约建筑材料的同时，还能减少建筑费用投入，是实现社会经济可持续发展的重要手段之一。

1 多高层钢结构住宅的结构体系

1.1 纯钢框架体系 纯钢框架体系在多高层住宅建筑物施工过程中应用频率非常高，该体系具有传力路线清晰、建筑平面布置灵活性大、可以做成大开间、满足建筑布局需求以及制作安装施工便捷等特点；为了满足建筑物结构抗震验算需求，该体系通常运用在较低楼层上；纯钢框架体系使用的梁柱通常以扎制或者焊接工字钢、方钢管以及圆钢管等组合成较高强度的截面，实际操作过程中也可以综合使用钢管混凝土材料。

1.2 钢框架——支撑体系 钢框架——支撑体系可以承受较大的水平压力，并可以为建筑物结构提供侧向刚度。如果房屋楼层较高，这种体系与纯钢框架体系相比具有更高的经济效益和实用性。钢框架——支撑体系通常运用在7层以上、15层以下的建筑物结构施工上，这种体系必须顺着房屋进行同一方向布置钢支撑，也可以顺着房屋进行纵向布置钢支撑结构；在实际使用过程中钢框架——支撑体系具有较强的承受水平测力能力；以钢框架——支撑体系使用性能为依据可以划分为中心支撑框架、偏心支撑框架和内藏钢板支撑剪力墙结构体系三种形式。

1.3 交错桁接体系 交错桁接体系在实际应用过程中的组成部分比较复杂，通常情况下该体系必须由一层楼高、跨度等于建筑物整体宽度的桁架组成；桁架两端支撑在建筑物外围的纵裂钢柱上；中间通常不设置间柱；在房屋横向的各个轴线上，这些桁架间隔一层设置一个，并在相邻的柱轴线上呈交错布置。交错桁接体系通常用于15层以上、20层以下的建筑物施工中，该体系不仅可以满足建筑物上大开间需求，还能综合使用小柱距离和短跨楼板减轻建筑物自身的承重；桁架每隔一层设置一个可以合理控制框架柱断面的大小；该体系还具有用钢量低和经济实惠等特点。图1是交错桁接体系示意图。

1.4 钢框架——剪力墙体系 该体系依据实际使用性能可以划分为以下类型：①钢框架——混凝土剪力墙体系：②钢框架——带缝混凝土剪力墙体系；③钢框架——钢板剪力墙体系：④钢框架——带缝钢板剪力墙体系。

2 多高层钢结构住宅的设计中需注意的问题

2.1 节点设计 多高层钢结构住宅节点设计效益与建筑物整体质量有直接关系。众所周知，地震对建筑物安全使用有直接危害，对钢结构多高层建筑物而言，设计人员必须高度重视建筑物节点设计，为实现建筑物钢结构的整体性能提供动力保障。节点设计的过程中必须确定合理的节点传力路线、构造符合设计要求的建筑物节点并提高节点位置的承载能力和抗震能力；施工人员还必须高度重视接点焊接施工工艺控制，在提高螺栓连接质量的同时，减少节点设计过程中的缺陷问题。

2.2 楼板设计 现代化钢结构建筑物朝着工业化、标准化、装备化和产业化的方向快速发展，在进行楼板设计时，必须综合以上发展原则，采用装配整体式楼板，如压裂钢板——现浇混凝土组合楼板或者预制预应力混凝土叠合楼板。压裂钢板——现浇混凝土组合楼板具有有施工操作简单、降低组合楼板自重以及减少楼板钢筋使用量等特点；预制预应力混凝土叠合楼板具有施工方便、经济实惠以及降低楼板经费投入等特点。

2.3 墙体的选择 选择合适的墙体可以减轻建筑物的自重，为提高建筑物的节能性打下坚实的基础。结合我国多高层钢结构住宅建筑物施工实际状况，其中，围护结构外墙通常采用预制复合夹芯墙板；分户墙通常采用与外围护墙一样的复合夹芯墙板；内隔墙通常使用预制轻质空心墙板。

2.4 钢结构的防腐与防火 钢材料受温度和湿度的影响很容易出现腐蚀和锈蚀等问题。传统的防腐和防火措施已经很难满足现代钢结构建筑物施工的实际需求，施工企业必须综合现代高科技发展现状采用新材料和新工艺为钢结构防腐和防火提供先进技术保障。

3 多高层钢结构住宅体系的制作和施工

伴随着经济的发展，我国经济社会对多层建筑物施工质量控制工作提出了更高的要求。混凝土、钢筋以及水泥等是建筑物施工建设过程中必不可少的原材料，以上材料质量是否符合施工图纸设计要求与建筑物竣工阶段后的整体质量有直接关系。笔者结合多年工作经验，对多高层钢结构住宅体系的制作和施工工艺控制做了以下介绍。

3.1 构件选型

3.1.1 高频焊接方钢管混凝土桩 该混凝土桩将宽度合适的钢带在温度适中的条件下通过冷弯处理的方法制作成要求的形状，接着采用高频焊接的方法将其制作成型钢产品。高频焊接方钢管混凝土桩与传统由四块钢板焊接而成的矩形钢管相比只需要综合使用一条通长焊缝采用机械化生产方式，在缩小焊接影响范围的同时，还能减少施工过程中材料的损耗量。

3.1.2 高频焊接H型钢梁 高频焊接H型钢梁截面具有较强的灵活性，可以制作成多种形式的翼缘，实际施工过程中各种施工材料均可以得到充分利用，翼缘与腹板之间采用全熔透焊缝连接形式，有助于提高钢结构的稳定性。

3.2 直通横隔板式刚接点制作和施工 直通横隔板式刚接点柱内横隔板朝外延伸，在切断柱壁的过程中完成梁翼缘与横隔板焊接操作。实际使用过程中，直通横隔板式刚接点具有以下优势：①减少了电渣焊热输入对钢材料质量的影响；②减少了柱壁层状断裂问题；③合理控制了柱壁厚度不足和焊接施工中存在的问题；④有利用机械化加工操作。

直通横隔板式刚接点设计工作开展之前首先应该完成相关的计算工作，其计算要求必须与栓焊混合连接以及全焊连接方式的计算方法保持一致。设计过程中必须考虑以下设计要求：①柱壁版与外伸横隔板之间的连接焊缝必须综合使用坡口全熔透焊接方式；②外伸横隔板厚度必须大于梁翼缘厚度，通常超出其厚度2mm左右；③如果柱翼缘厚度在20mm以内，通常直接取值20mm；如果柱翼缘厚度在20mm到28mm之间，应取值25mm；如果柱翼缘厚度超过28mm，通常取值30mm。

3.3 钢筋桁架混凝土现浇楼板制作和施工

3.3.1 构成及特点 钢筋桁架楼承板与传统使用的压型钢板混凝土组合楼板相比具有明显的优势：①在缩短工期的同时还能减少绑扎的工作量；②合理控制了施工过程中模板和脚手架等设备的使用量；③多层楼板可以在同一时间内完成施工操作；④钢筋排列有规律可循；⑤具有较高的经济性；⑥工业化程度较高。

3.3.2 设计要点 钢筋桁架混凝土现浇楼板设计要求有以下几点：①桁架高度通常大于70mm，小于270mm；②桁架长度通常在1-12m之间；③钢筋保护层厚度通常在15mm左右；④上下弦直径不低于6mm，不超过12mm；⑤腹杆直径在4-7.5mm之间；⑥底模厚度在0.5mm之间。

3.3.3 施工内容 钢筋桁架模板中桁架杆件的内力以桁架模型计算方法为依据；承载能力极限状态以荷载效应的基本组合形式为主；挠度以标准效应组合计算形式为依据。实际施工过程中，施工人员必须明确上下弦杆的强度值、受压弦杆和腹杆的稳定数据以及桁架挠度的验算值等参数。图3是节点安装示意图。

3.4 汉德邦CCA板整体灌浆墙制作和施工 汉德邦CCA板整体灌浆墙在多高层钢结构住宅体系中应用范围非常广，该墙体具有较强的防火、隔音、隔热以及抗风、耐候和防雨水等性能。实际设计工作要求设计人员从选择厚度合适的墙体着手，明确内墙和外墙的实际设计准则，为提升钢结构建筑物的整体质量提供技术保障。其中内墙结构设计要求设计人员选择满足墙体性能的墙体；合理规划墙体的高度；通过加大墙体的厚度解决墙体超限等问题；外墙设计施工要求施工人员以墙体的热工性能和耐火极限为依据合理控制外墙的厚度。

4 结束语

在社会主义市场经济快速发展的大环境下，我国城市规模不断扩大，建筑企业在我国国民经济中的地位显著提升，要想进一步提高我国在国际舞台上的整体竞争力，建筑企业必须结合实际发展状况不断开展内部发展理念和方法改革。众所周知，住宅建筑物与其他功能建筑物相比具有较强的特殊性，建筑物的布局与公共建筑的整体布局存在较大的差异。另外住宅建筑物对墙体隔音、保温隔热以及温度等要求较高。因此，建筑施工企业必须采取有效措施强化多高层住宅结构体系的制作和施工，为建设符合现代社会实际需求的住宅建筑提供技术保障。

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参考文献：

[1]裴波，魏延晓.多高层钢结构住宅围护体系现代技术[J].建筑工人，2013（07）：26-28.

[2]付春光.多高层钢结构住宅结构体系及其工程实践[J].工程建设与设计，2013（08）：46-48.

[3]王同勇.探究多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用[J].中华民居（下旬刊），2014（08）：346.

[4]胡向磊，颜宏亮，孟刚.高层钢结构住宅产业化过程中的问题和建议[J].住宅科技，2014（02）：21-24.

[5]王云飞.高层钢结构住宅建筑技术与工程应用[J].门窗，2014（03）：147.

[6]杨强跃.杭萧钢构高层钢结构住宅体系的研发与应用[J].住宅产业，2010（07）：81-82.