施工技術工作述評

1我國高層建築鋼結構應用情況

我國現代高層建築起源於20世紀的上海。1934年建成的上海國際飯店， 地下2層、地上22層， 高3215m ， 為鋼結構， 是我國第1幢高樓。此後， 高層建築方興未艾， 但由於經濟和技術原因， 建國後到80 年代前再沒有修建過高層鋼結構建築。進入90 年代以後， 一批高層、超高層建築如雨後春筍般建起。由於外資工程的興建， 建築用鋼材的發展， 高層鋼結構建築開始逐漸增多。浦東開發區的建設，使上海的高層建築鋼結構發展尤其迅速， 如上海金茂大廈(88層、高420m)及擬建的上海環球金融中心(96 層、高460m ) 等， 使我國的高層建築進入世界前列。據初步統計，我國大陸已建和在建的高層鋼結構建築， 總建築面積為305.09 萬m2，總用鋼量約為29.442萬t， 其功能大多為綜合、辦公、賓館，分佈地區主要在上海、北京、深圳。

鋼結構之所以在土木工程中得到廣泛應用， 是由於它具有以下優點：強度高， 塑性、韌性好; 重量輕; 材質均勻和力學計算的假定比較符合實際; 製作簡單， 施工工期短。當然， 它也有耐火、耐腐蝕性差， 造價稍高等不足之處， 但綜合評定，鋼結構仍是結構體系中重要的組成部分。

在高層建築中， 目前有3 種結構體系：混凝土結構、鋼結構和由兩大基本體系組成的混合結構。在高層建築混合結構中， 鋼結構主要應用形式為： ①作為鋼框架與混凝土核心筒組成受力結構體系， 是高層混合結構中常用的形式，如上海金茂大廈、廈門遠華大廈、深圳地王大廈等; ②作為勁性骨架與混凝土一起組成受力構件， 包括鋼管混凝土等; ③組成網架、桁架等大跨屋蓋結構體系。混合結構兼有鋼與混凝土兩者的優點，整體強度大、剛性好、抗震性能良好， 當採用外包混凝土構造形式時， 更具有良好的耐火和耐腐蝕性能。混合結構構件一般可降低用鋼量15%～ 20%。混合樓蓋及鋼管混凝土構件， 還具有少支模或不支模， 施工方便快速的優點。因此混合結構在高層鋼結構建築中所佔比重較多。

我國目前鋼產量已超過1 億t， 成為世界上的鋼產量大國， 同時，鋼材的品牌、規格與質量也日益提高， 為我國高層建築用鋼提供了物質基矗我國建築技術政策[1 ]中專門提到“發展鋼結構(含預應力鋼結構)。對於超高層建築結構， 大跨空間結構或大跨重載工業廠房等， 可採用鋼結構;對大跨空間屋蓋系統， 可選用鋼網架、網殼、懸索、殼體、膜結構等。加速推廣輕鋼結構”，“研究推廣組合結構和混合結構， 為了充分發揮不同結構材料的性能， 根據建築物特點，可採用兩種及以上結構材料構成的組合結構， 如由型鋼、鋼筋、混凝土構成的勁性鋼筋混凝土; 由鋼管和混凝土構成的鋼管混凝土。

在一個建築物上可採用兩種及以上結構形式構成的混合結構， 如採用鋼筋混凝土作為高層建築的核心筒，高層建築外柱採用鋼框架結構與其相連”。可見鋼結構(包括混合結構)在今後高層建築中將越來越多。截止1998 年，我國已建成的全國最高的十大建築物中， 鋼結構(包括混合結構) 建築佔50% 。

2高層建築鋼結構施工的特點

鋼結構的施工大體上可分為兩大部分， 一是鋼構配件的製作， 二是現場的拼接安裝，除此之外， 還有防腐、防火處理等。從技術上看， 鋼結構施工有以下特殊要求：

(1) 對測量、定位、放線要求嚴格這在製作和安裝階段都是較為重要的問題。鋼結構力學計算模型比較清楚，對尺寸變化比較明顯。下料不精確， 會造成構件的變形， 安裝時不能就位， 影響承荷效果。同時在高層建築中， 房屋高、體型大，誤差積累非常顯著， 柱子或其它構件微小的偏移會造成上部很大的變位，極大地改變結構的受力， 影響設計效果， 甚至產生工程事故。

(2) 安裝過程中對天氣、温度等條件敏感鋼材熱脹冷縮，尺寸變化較大， 温度過高或過低都會對安裝精度產生影響。同時， 在鋼材連接中， 焊接和栓接的質量與天氣、温度息息相關， 颳風、下雨、下雪都不適宜進行工作。鋼結構焊接有其專門的技術規程要求，實際工作中， 自然條件不能滿足工作要求時， 往往要採取人工措施給施工創造條件， 比如焊條的預熱、鋼板的預熱加温等。

(3) 鋼結構安裝對機械設備要求高鋼結構施工是一種預製化、裝配式的施工，對起重、運輸等機械的性能要求高。

由於鋼構件重量大、體型大， 高層建築施工中高空作業多， 對吊裝過程中的技術要求高，吊裝的施工荷載必須同其自身設計承載力相吻合， 鋼構件在運輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中， 要按事先模擬設計的條件進行。另外， 在一些特殊的施工方法中， 如同步頂升法、高空滑移法等施工時，對機械設備性能有更高的要求。

(4) 防腐、防火要求嚴分施工過程中的防腐、防火和安裝完成後的防腐、防火。

(5) 鋼結構工程量大，構件多， 現場必須設置臨時堆放場地及相應的中轉堆常

3鋼結構主承建承包方式的概念

我國建築施工企業組織結構可以簡單歸結為以下3個層次： ①工程總承包企業; ②獨立承包的施工企業; ③非獨立承包的專業勞務施工企業。

在土建行業中， 鋼結構是一個技術相對密集的領域， 從理論分析、結構設計到製作安裝，都有其特點， 特別是近年來CAD、CAM、C IM S 技術已滲入鋼結構， 房屋的生產週期越來越短， 因而對鋼結構企業的素質要求越來越高。根據這些情況， 為了提高生產效率和保證產品質量，鋼結構生產一般都通過專業化、集約化的道路。顯而易見， 鋼結構公司處於第2層次。

從我國目前的實際情況看， 已建和在建的高層鋼結構的設計和總承包幾乎全部由國外承擔，鋼材幾乎全部從國外進口， 而鋼結構製作和安裝則主要由國內單位承擔。鑑於目前我國的大部分鋼結構安裝公司不具備在大型工程中擔負工程施工總承包的能力(也有業主自身的偏見原因)， 且沒有自己的構件加工企業， 同時， 因為鋼結構工程技術難度大， 質量要求高， 業主在發包工程時， 要求總承包商將工程分包給專業承包商。基於鋼結構工程是主體工程的重要組成部分，為體現其重要性， 稱其分包關係為鋼結構主承建關係。

鋼結構工程主承建的承包類型， 其實質仍是一種分包關係， 是一種分包形式，但從內容上看， 作為分包單位又有其自身的相對獨立性， 區別於合夥或聯合承包的`方式， 卻又帶有一些相似性。因此鋼結構主承建方式施工中的項目管理除了具有鋼結構工程施工的一般特點外，又有其自身的特殊性：①要求從管理上接受總包的領導， 協助總包工作; ②在分包施工的範圍內， 要按項目管理的要求， 用一整套現代管理方法指導施工; ③在一個大型公共建築施工中，分包單位不只1個， 必須做好分包單位之間的協調管理工作; ④在混合結構施工中， 鋼結構工程與混凝土工程的技術配合與協調也是工程管理的重要方面; ⑤鋼結構主承建因其所處的特殊合同地位，加強項目的合同管理對項目施工具有重要意義。

4我國高層建築鋼結構施工中存在的問題及對策我國鋼結構的施工水平發展很快， 在不長的時間內， 已能獨立承建一些超高層和大跨度結構。除超高層建築外， 大空間鋼結構中以鋼管為杆件的球節點平板網架，多層變截面網架及網殼等是我國空間鋼結構用量最大的結構形式， 在設計、施工方面均達到國際先進水平。輕鋼結構技術具有重量輕、強度高、安裝速度快等優點也已大量應用。此外，鋼結構的吊裝、連接和防護技術也已達到了很高的水平。在現代化項目管理和計算機應用方面， 一些企業已運用系統工程、網絡計劃、目標管理和現代管理技術編制施工組織設計，統籌安排施工技術方案和計劃進度。

我國鋼結構施工技術水平總體並不比國外差， 我們的不足主要表現在管理方面： ①缺乏總承包的能力， 這與企業的管理、資金、技術息息相關; ②項目管理粗獷， 在質量、成本、進度、安全控制， 合同、信息、現嘗要素管理方面與國外相比還有差距; ③計算機應用水平低， 人員缺乏， 從業人員水平低， 資源缺乏， 忽視軟件開發等; ④鋼結構施工中傳統的手工業還大量存在， 信息化、智能化施工還沒全面開始形成; ⑤開拓國際化水平低， 企業缺乏綜合性人才和及時的信息， 不能走出國門。此外， 還有很多企業沒意識到鋼結構的發展， 仍然把鋼結構施工看作是混凝土施工的附屬， 沒能把鋼結構施工有效分離，建立一批專業化的公司， 並形成獨立的施工體系。