摘 要：论文分析了我国高层建筑钢结构的的优点、缺点及存在的问题，提出了钢结构设计中的质量控制的各个方面。最后对我国高层建筑钢结构的发展进行了展望。
关键词：高层建筑；钢结构；施工设计
中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）06-0027-01
自从十一届三中全会后，全国整体经济都在发展，各地的高层建筑也越来越多。特别是在一些大型城市，比如广州、武汉、北京和上海等地方。我们所熟悉的上海卢浦大桥和首钢钢结构厂房建筑等都是属于钢结构的高层建筑。
1 高层建筑钢结构的优点
1.1 钢结构抗震性能好
自从2008年的汶川大地震和2013年的雅安大地震后，国家对高层建筑的防震要求比较高。因为在建筑中，首先考虑的就是建筑安全。因此，在高层建筑中应用钢结构，能起到很好的防震效果。有资料表明：在地震发生时，钢结构因为有很好的延性，对来源于地震的破坏力，可以抵抗地震的变形能力，可以减弱地震反应。我们平时建筑中使用的混凝土结构在抗震性上就差很多，因为混凝土结构的延性差、抗拉低、易变形。从地震检验后的实际情况来看，我们也可以看到混凝土结构的被破坏情况更严重。
1.2 钢结构可以缩短施工工期
在建筑行业，施工工期的长短涉及到企业的建筑成本。钢结构的施工特点是：钢结构构件不大，质量比较轻，比较方便运输，同时安装也非常便利，如果需要进行装拆和扩建时，也比较容易施工；另外大量的建筑实践得出钢结构的建筑从速度上来讲比钢筋混凝土等其他施工速度要快22%～32%，大大缩短了其建筑工期。从经济上上讲，效益比较明显。
1.3 钢结构可以降低整个工程的造价
从建筑经济学上，我们可以得出如下结论。在建筑上部使用的高层钢结构的造价是相应上部钢结构造价约为工程总投资的8%～15%。它与钢筋混凝土结构的工程总投资差价约为5%～10%。另外建筑基础造价也降低，建筑工期缩短了。
2 高层建筑使用钢结构的缺点和存在的问题
2.1 建筑的耐火性和耐腐蚀较差
钢材的导热系数20℃约14.7W/m·k，钢筋混凝土的为1.76W/m·k，从而钢材的导热系数远远大于钢筋混凝土。如果一旦发生火灾，当建筑温度达到600℃时，钢结构就会失去所有的刚度和强度，其失去基本的承载能力，导致建筑的倒塌。所以在使用钢结构时，我们应该要重点考虑钢结构设计中的抗火的要求，一般在进行施工时，对钢结构都要喷涂一层防火涂料用来保护钢结构。另外有的钢结构中的钢材有的暴露在空气当中，容易与氧气生成铁锈，从而导致钢结构的破坏。因此在使用钢结构时，还需要考虑其的耐腐蚀性。
2.2 原材料的供应不易落实
据了解，当前我国可以生产H型钢材的厂家比较少，主要有攀钢、马钢、鞍钢第1扎钢等。这些钢厂生产H型钢材的生产规格都还不全面，也只能是满足小量的需求。
2.3 高层钢结构设计尚需进一步完善
钢结构虽然有较好的延性，但是，由于地震的随机性和实际工程结构的复杂性，时刻潜伏着结构的薄弱和遭受破坏的可能性。地震时难以避免连接点的开裂、支撑的压屈，甚至发生柱子脆性断裂的现象。因此，尚需进一步完善钢结构设计。
3 钢结构设计中的质量控制
3.1 原材料的质量控制
对于钢结构使用的钢材一定要检查质量合格证明文件、中文标志及检验报告。并且还需要对钢材进行一定程度的抽样检测，一定要保证进场钢材的质量。
3.2 钢构件焊接的质量控制
要重点检查采用手工焊接的钢结构部分，特别是焊瘤、夹渣、焊缝厚度不足等情况。首先要检查焊接原材料的质量证明情况、工作人员的焊接上岗证、焊接工艺也要提前做好必要的实验。
3.3 高层建筑钢结构的防火设计质量控制
钢结构的钢材耐火性差，当遇到火灾时，钢材温度迅速升高，当达到450～550℃之间时，钢材的屈服点、抗拉强度弹性模量将急剧下降，最终导致结构倒塌。所以，要对其进行防火处理。目前，对防火处理的要求是：要保证钢梁耐火时间1.5h，钢柱2.5h。当前最好的方法是喷一层防火涂料，此法方便经济实用。
3.4 高层建筑的钢结构防腐设计质量控制
当前钢材的防腐问题一般都是采用新型防腐材料。我国现在的对钢材的防腐技术的处理都是在20a以下，无法保证建筑常规设计50a的基准期。因此，要对钢结构的防腐进行技术革新。
3.5 高层建筑钢结构的稳定性质量控制
在高层建筑钢结构的各类设计当时，都会要遇到稳定性质量控制。这是高层建筑钢结构质量控制中最重要和最关键的问题，如果出现问题，就会导致建筑的失稳事故。造成重大的安全事故，导致巨大的人员伤亡和财产损失。所以，作为钢结构的设计者，一定要认真考虑，保证设计的稳定性。主要是要注意以下几个方面的设计：考虑围护结构中檩条的设计；做好隅撑的设计；做好钢构件的抗扭设计；柱脚的锚栓设计。
4 结语
自从进入21世纪以来，在高层建筑中钢结构将占主要市场。目前，各地各级政府都在大力在发展建筑事业，以满足各地人民居住的要求。在当前背景下，钢结构体必将成为住宅体系的主流。当前我国钢结构已进入一个新阶段，同钢结构有关的一些行标也出台了，国内钢产量充足，也保障了其发展。相信我国钢结构住宅的发展前景是美好的。
参考文献
[1] 焦民顺.浅谈高层建筑钢结构的应用[J].中国建设信息，2009，8（12）：54-55.
[2] 陈晓千.高层建筑钢结构的发展与应用[J].中国新技术新产品，2009，9（18）：21-22.
作者简介：王力，本科（双学位），主要从事钢结构设计工作。
（编辑：蒋东旭）