1工程概况

本文以漯河经济技术开发区立达双创孵化园1#钢结构写字楼为案例研究，结构形式为框架钢结构，地面23层，地下1层，建筑面积45736.25m2，建筑高度99.8m。

2高层建筑钢结构设计、焊接用钢材的相关标准

众所周知，钢结构设计应以选择钢材为基础。国内钢结构的抗震设计在选择钢材的过程中，必须依靠美国钢结构设计协会对抗震钢结构用钢材的主要标准。其中屈强度不得超过85%，有显着的屈服阶段，伸长率超过20%，具有优异的焊接性。一些发达国家在超高层建筑中选择调质钢的极厚钢板和交叉钢，同时应用SA440高性能钢，这种钢材焊接的标准需要进一步研究。国内个别高层建筑和相关钢结构工程由国外设计师设计，其钢板选用最大厚度超过140mm、强度超过460mpa的钢材。近年来，国内开始开发390MPa、420MPa、460MPa等级的钢材，同时应用于建筑工程。

超强特厚钢材的科学应用成为未来的发展趋势，是设计者未来研究的重点。优良的焊接性依赖于饱和度，国内有关标准明确指出，厚板需要选择z向钢，包括3个等级，其标准是板厚方向拉伸中的断面收缩比例，与饱和度有很强的关联性。国内标准超过50mm的状态下板厚度方向性能超过Z15的GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(2021版)明确指出，板厚度超过40mm的选择Z15，个别工程选择Z25。国内现阶段强度345MPa的低合金结构钢制品，厚度在40mm以下的话，焊接中会发生层状撕裂，这意味着该强度的钢材具有焊接性不稳定的问题。

区分主结构和次结构，前者为了确保结构在一定负荷和地震振动下的负荷性和稳定性，对结构的变形度和能源消耗能力有一定的保证功能，后者不能承受地震振动。同时，主结构部件之间的连接应符合抗震设计的相关标准，次结构的连接不需要达到抗震标准。主结构内的框架梁和框架柱的连接是核心连接区域。同时，在偏心支撑中，消能梁段和柱的连接焊接是主要焊接。国内梁翼缘和柱的对接焊缝及柱拼接的对接焊缝是整个焊接过程的侧重点；不过梁腹板、剪力板及柱的连接，由于梁腹板通常缺乏厚度，国内以往都会择取双面角焊缝。

框架梁和柱的连接主要有下述几类方法：（1）梁悬臂段要在加工区域和柱进行焊接，现场予以对接；（2）梁和柱在现场予以连接。上述方法在工程中都得到了大量的应用。梁的拼接要择取螺栓予以连接，腹板也要通过螺栓连接，且翼缘需要对接焊缝，此类方法仅需用到很少的螺栓，因此，可以有效控制成本，不过抗震性能要弱于全螺栓拼接[1]。

3高层建筑钢结构安装阶段的质量控制

3.1进行钢柱的吊装

钢柱吊装的吊点需要在钢柱顶部位置，运用临时连接板，吊点要在钢柱的上部位置并运用4个临时连接耳板。在进行钢柱吊装之前需要清除干净在钢柱底面的浮锈，确保钢柱能够顶紧接触接面。安装吊装前，必须重新测量筏顶部，然后在基础上放线。根据地脚螺栓的高度调整高度，直接安装钢柱，在钢柱下设置垫板，在钢柱四角设置垫板，垫板不得超过4张。垫板需要紧贴基础面和柱底面，然后可以安装钢柱。

如果悬挂在距离正确位置上200mm时，停止机械稳定，正确对准十字线后缓慢下落，注意防止钢柱下落过程中碰撞钢筋，钢柱和地脚螺栓接触时停止钢柱下落，仔细检查钢柱四侧中心线、支架十字轴线的对准状况和地脚螺栓垫板的位置和地脚螺栓垫板的数量，如果不正确，必须立即调整，反复调整后的钢柱误差在3mm以内

3.2进行钢梁吊装

钢梁吊装完成后，可以用普通螺栓临时连接，使用塔吊串吊装钢梁。连接钢梁的形式包括栓连接和栓焊连接。钢梁的结构形式是双加板模式，在安装过程中可以将钢梁的另一块连接板和钢梁定位，腹板的连接板可以用临时螺栓固定，钢柱调整完毕后可以更换为高强度螺栓，可以根据相关设计和规范标准的要求更好地完成初次拧紧高强度螺栓

钢梁的正确安装顺序是先在平面上悬挂钢构件，与钢柱的悬挂顺序基本一致。然后在立面吊起钢构件，可以按照从下到上的安装顺序安装。总的来说，根据柱子的安装顺序进行安装，主要是从中间到周围吊起，安装相对柱子后，立即连接梁部件，使其更好地形成稳定的框架，每次校正柱子后，必须用梁连接，如果不能立即连接，就必须拉动电缆时刻遵循先进行主梁后进行次梁的顺序，在进行局部稳定单元柱梁吊装的过程中，为更好地确保整体结构的稳定、校正以及安装，需要先固定顶层梁，之后固定下层梁，最终完成固定中间梁。

4钢结构连接质量控制

高强度螺栓分两次紧固，第一次紧固到标准紧固力的60%~80%，第二次紧固到标准紧固力的100%。高强螺栓的扣件按设计要求组装并测量校正正、紧固合格后，开始紧固螺栓，高强螺栓紧固分为初拧和终拧。高强螺栓的初拧和终拧应在同一天完成。第一次拧紧时，可以使用电动扳手、风动扳手或手动扭矩扳手，最终拧紧时多使用电动扳手，也可以使用手动扳手拧紧。高强度螺栓初次拧再拧、终拧时，连接处的螺栓按一定顺序拧，一般按螺栓群中央顺序向外拧。

(1)一般接头的紧固顺序:从接头的中心顺序向两端紧固。(2)工字梁接头栓群的紧固顺序:从柱侧上下翼缘→柱侧腹板→梁侧上下翼缘→梁侧腹板的先后顺序进行。(3)两个接头栓群的紧固顺序:首先是主要部件接头，然后是次要部件接头。认真做好技术准备，根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》的规定编制符合工程情况的焊接前工艺评定计划书，完成相关部门和工程监理机构的批准程序，根据工程焊接工艺评定的结果编制工作指导书，完成人、机、材料的计划和组织。焊接顺序:(1)钢结构施工重要焊接:(2)箱柱与箱柱高空对接焊接(3)箱柱与h型梁高空对接焊接[1]。

5结语

综上所述，目前国内高层建筑钢结构的抗震设计主要基于美国钢结构设计协会对抗震钢结构钢材的主要标准。总的来说，无论是哪种建筑钢结构设计，都要遵循焊接的要求，确保建筑钢结构的稳定性和安全性。