摘要：钢结构在高层建筑方而的运用已经经历了数十年。建筑钢结构的优点多多，相比较传统的混凝土结构和砌体结构等，它性能稳定，质量轻强度高，抗震性能好，施工时可以在厂房进行加工再到现场装配，不仅装配的完整度好精密度高，而且能够大大的加快施工进度缩短工期。同时它还被称为"绿色建筑"，基础造价低，材料可回收和再生，节能、省地、节水。作为一种绿色环保建筑，近年来，钢结构住宅已被建设部列为重点推广项目。由于炼钢技术与成型制造工艺日趋发展，这就给运用钢结构工程带来新的生机，工程建设也不断的增加，因此，也就不断完善了钢结构设计和施工方面的技术。
关键词：高层；建筑；钢结构
钢结构工程具有跨度大、施工速度快以及造价低的特点，在很多的建筑主体工程中被采用。建筑设计的一个重要原则就是要在满足建筑使用功能的前提下尽可能地满足建筑的工艺性能，诸如尽可能地节约材料与施工费用、缩短工期、综合经济效益最大化等，在钢结构的设计及施工中也是如此。由于高层钢结构其自身的特点，对设计过程中出现的问题进行合理处理，做到扬长避短，确保设计和施工的最优化。
一、高层建筑钢结构的主要特点
1.钢材强度较高、重量较轻，是一种相当理想的弹塑性材料。
2.钢结构采用多个构件进行组装后形成。构件主要是由单根型钢或者是由型钢通过焊接及螺栓连接后进行组装而成的，通常都是在工厂加工成型后运送到安装现场进行安装的。其中的材料包括型钢与钢板都是由钢铁厂按合同直接供货。
3.由于钢材自身的特性，其在一定的条件下将表现出隐脆性，尤其是对高层建筑而言，在设计时要予以充分的考虑。
4.由于普通钢材的耐腐蚀性能较差，同时钢结构的耐火能力通常较差，因此在设计时对其防护要进行同步设计。
二、高层建筑钢结构设计的主要内容
1.方案设计。除了要考虑建筑的使用功能以及施工工艺性能外，还必须因地制宜，对方案的总体进行设计。对于高层建筑钢结构而言，建筑承受的主要载荷是以风载及地震作用为主，这与以承受竖向载荷为主的一般建筑物不同，其设计的一个主要目的就是要减少侧移，防止出现扭转现象，避免在建筑中出现薄弱层面及薄弱环节。高层建筑的抗侧力结构体系的设计还需要考虑到建筑物的高度。同时，在进行结构布置时要与建筑师进行共同的设计，确保钢结构具有相当的侧向刚度与承载能力，并使载荷能够在平面及立面上均匀分布。之后，在对结构体系确定的基础上再对柱网尺寸及楼盖的结构体系进行确认，最终保证设计方案的经济合理。
2.构件设计。对于钢结构的构件及其连接节点的设计，除了按照必要的规范及规程进行设计之外，还必须做到以下几点。1）要结合具体工程的实际情况对构件的结构形式进行创新，采用新的连接方式，形成新的连接方法与高效截面。例如，在建筑地基条件较好时，可以采用插入式柱脚、采用T型钢代替双角钢进行焊接组合截面，这样可以有效地减少涂料使用，对于防锈有较好的作用。2）结构的力学计算要达到相当的可靠性。在进行电算之后还应该根据经验进行判断，必要时还可以采用手算的方法对结果进行校核，保证将误差控制至最低，可靠性达到最高。3）对于计算结果，结构设计师要根据钢结构的实际工作状态（这可以通过实际测算并结合结构力学知识进行估算），对一些重要构件的截面以及节点间连接的承载力进行必要的调整。这主要是因为钢结构都是空间工作，同时构件间的连接点都是半刚性的，结构间的应力状态相当复杂，再精确的计算模型都不可能完全反映出真实的受力情况，其间的差距是不可避免的。因此，进行设计时要根据概念以及经验对结果加以适当的调整和估算，这样才能使计算结果合理化。4）要根据结构的外围环境进行具体设计。例如，在施工中，设备的吊装能力较大时，进行构件设计时可以尽可能地扩大拼装结构的规模，这样可以大大地加快安装速度，实现综合经济效益的最大化。
3.确保设计理念的先进性。在设计时要时刻关注国内外先进的设计理念，注意将当前和长远相结合，这对于工业建筑物及构筑物的钢结构设计相当重要。随着技术的进步，工艺革新及工艺需求的变化频率加快，建筑物势必需要随之进行改进。改进速度越快，耽误生产的时间将越少，这将有效减少经济效益的损失。因此，在进行设计时要充分考虑到建筑物改进的可能性及方便性。从这个角度来看，平面结构的钢架将优于空间结构，工业建筑中通常采用平面结构钢架也是出于这方面的考虑。
三、平台结构施工
钢管桩全部下沉完毕后，根据水位和后续工作确定一个合理标高。在桩顶横梁上先安装纵桁梁，在横梁节间支点上安装横向工字钢梁，用抱箍固定，最后在横钢梁上铺设竹或木跳板、槽钢即成平台。施工时应注意钢管桩稳定。当平台距水面较高和水流速度较大时，钢管桩顶要增设横梁，并在水流方向焊接剪刀撑，形成框架体系以保证稳定和安全。
四、钢结构节点的施工
一般平台采用桁架式或梁式结构且简支于钢桩之上，这种结构抗弯扭能力差，整体刚度不强。本平台钢管桩与主梁、主梁与次梁均采用刚接的形式。将平台主梁与钢管桩固结，增强了平台结构整体抗水流或波浪的能力。
五、结语
钢管桩支撑固定式水上施工平台的特点是在墩位处采用锤击、震动或压入法下沉钢管桩至一定深度后，将桩互相联结，在桩顶架设施工平台，再于平台上安装沉桩和导桩设备。水中桩基施工的全部作业都在平台上完成。此种平台可根据基桩结构形式、桥址的水文、地质条件和施工单位所拥有的水上作业设备、器材，以及施工单位习惯采用的作业方法，修建适用的平台。
1. 钢管桩支撑固定式水上施工平台在建造施工过程中，应该采取有效措施，保证平台受
力与设计一致，从而保证平台稳定。
2.钢管桩的施工必须连续进行，在施打钢管桩的同时，不断的将已就位的钢管桩连成一体，
逐渐形成平台的刚度，可有效地提高钢管桩受水流、波浪作用时抵抗变形的能力。
3.斜钢管桩的设置，能在增加用钢量不多的情况下较大地减小平台的侧移，斜钢管桩的施工可以采取锤笼吊打法施工，施工时可采用现有设备，经过创新性改装，造价较低。
4.良好的连接是钢管桩固定式工作平台具有较强刚度的保证，钢管桩与平台主梁，主梁与次梁的连接均采用刚结形式。将平台与钢管桩固结，可增强平台整体抗水流或波浪的能力，尤其适合于有风浪的水域作业。
由于钢结构良好的综合性能，其在建筑中的应用范围越来越广，尤其是对于高层建筑而言，其使用范围更大。因此，在钢结构的设计及施工过程中，要从结构的质量以及安全性方面出发，同时兼顾经济效益及施工进度，这样才能实现钢结构的质量、安全及使用效能综合性能的最佳。
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