В Китае стальные конструкции широко применяются в строительстве на протяжении долгой истории; еще в древности существовали железные башни, висячие мосты из железных цепей и другие сооружения. В середине XX века были построены многочисленные промышленные цеха, стальные мосты и спортивные залы и т.д. За несколько десятилетий в крупных городах Китая из-за высокой плотности населения возникла нехватка жилых и производственных помещений, наблюдались транспортные заторы, и городская застройка стала развиваться в высоту, быстро появилось множество высотных и сверхвысотных зданий. Благодаря высокой прочности, хорошей пластичности и вязкости, легкому весу, высокой сейсмостойкости, простоте монтажа, коротким срокам строительства и эстетичному внешнему виду стальные конструкции получили быстрое развитие, и все больше офисных зданий, гостиниц и жилых домов высотного типа строятся с использованием стальных конструкций.

　　В строительных нормах и правилах проектирования, а также в нормах и правилах по проектированию сейсмостойкости и противопожарной защиты зданий нет единого определения высотных и сверхвысотных зданий. Обычно считается, что здания высотой более 24 м относятся к высотным, а высотой более 60 м — к сверхвысотным.

　　I. Монтаж стальных конструкций высотных зданий
　　Монтаж стальных конструкций высотных зданий может осуществляться методом комплексной межэтажной сборки или поэтажной секционной сборки. Монтируемые стальные конструкции должны образовывать устойчивый пространственный каркас. Прежде чем приступать к монтажу стальных конструкций высотного здания, необходимо проверить положение осей здания, высотные отметки осей колонн нижнего этажа, прочность бетона и качество элементов; только после проверки и подтверждения соответствия требованиям можно начинать монтаж. Общий порядок вертикального строительства стальных конструкций заключается в том, что сначала возводится центральное ядро, затем — наружный каркас. Оптимальная разница в высоте между внутренним и наружным каркасами составляет 3-6 этажей. Монтаж в вертикальной плоскости ведется снизу вверх, поэтажно; в горизонтальной плоскости — от центра здания к периферии.

　　II. Технологические процессы отдельных этапов строительства стальных конструкций высотных зданий
　　1. Изготовление и монтаж стальных конструкций
　　1.1 Монтаж стальных колонн
　　Стальные колонны — это основные вертикальные элементы высотных и сверхвысотных зданий, определяющие высоту этажа и общую высоту здания; при изготовлении они должны соответствовать требованиям действующих норм и правил.
　　Сверхвысотные стальные колонны высотой 100 м обычно состоят из 8-12 секций. При раскрое и изготовлении стальных колонн необходимо учитывать усадку сварных швов и деформацию сжатия под действием вертикальной нагрузки, поэтому длина раскроя стальных колонн не равна проектной длине; даже отклонение в несколько миллиметров нельзя игнорировать. Кроме того, даже при одинаковом сечении верхних и нижних секций стальных колонн их нельзя менять местами; каждая секция стальной колонны должна быть пронумерована для различения и правильного монтажа.
　　Сварка усиливающих пластин внутри прямоугольных или квадратных стальных колонн должна выполняться в соответствии с требованиями действующих норм и правил с использованием электрошлаковой сварки плавящимся электродом; запрещается использовать другие методы, такие как просверливание отверстий в коробчатых пластинах, сварка внахлест и т.д.
　　Контроль высотных отметок стальных колонн обычно осуществляется двумя способами:
　　(1) Изготовление и монтаж по относительным высотным отметкам. Допустимое отклонение длины стальных колонн не должно превышать 3 мм, не учитывается усадка сварных швов и деформация сжатия под действием вертикальной нагрузки; общая высота здания считается соответствующей требованиям, если она достигает суммарного допустимого отклонения длины всех секций колонн и суммарной деформации сжатия колонн. Такой метод изготовления и монтажа обычно используется в зданиях высотой до 12 этажей, где требования к точности контроля высоты этажа не очень строгие.
　　(2) Изготовление и монтаж по проектным высотным отметкам. В зданиях высотой более 12 этажей с высокими требованиями к точности высоты этажа первую секцию стальной колонны следует устанавливать по высотной отметке, заданной строителями; суммарный размер всех секций стальной колонны должен соответствовать проектному размеру. Усадка, возникающая в каждом стыке колонны, и деформация сжатия под действием вертикальной нагрузки должны быть учтены при расчете длины каждой секции стальной колонны.
　　1.2 Изготовление и монтаж ригелей
　　В высотных и сверхвысотных зданиях ригели обычно изготавливаются из двутавровых балок; ригели и колонны должны соединяться жестко; колонны являются сквозными, а в колоннах устанавливаются поперечные усиливающие ребра в местах соединения с верхним и нижним поясами ригелей.
　　Ригели должны устанавливаться в соответствии с проектными номерами.
　　Для обеспечения хорошей пластичности, надежности соединения и точности высоты этажа в узловых зонах соединения ригелей и колонн при заводском изготовлении в местах расположения ригелей устанавливаются консольные балки (короткие консоли); соединение верхнего и нижнего поясов консольных балок с колоннами осуществляется при помощи сварных швов полного провара, а соединение вертикальных стенок — при помощи угловых сварных швов. Соединение консольных балок (коротких консолей) ригелей и колонн осуществляется при помощи сварных швов полного провара с использованием прокладок (также служащих в качестве прихваток) для верхнего и нижнего поясов, а вертикальные стенки соединяются высокопрочными болтами.
　　Поскольку допустимые отклонения при строительстве железобетонных конструкций значительно больше, чем требования к точности стальных конструкций, при соединении ригелей со железобетонными стенами или железобетонными ядрами жесткости в соединительных пластинах вертикальных стенок можно просверливать овальные отверстия; большая ось овального отверстия не должна превышать 2d0 (d0 — диаметр отверстия под болт), и должны соблюдаться требования к расстоянию от края отверстия.
　　Технологические процессы строительства высотных зданий из стальных конструкций
　　Длина раскроя ригелей также не равна проектной длине; необходимо учитывать усадку сварных швов. Усадку сварных швов можно рассчитать по эмпирической формуле, а затем проверить после фактического изготовления и определить точную длину раскроя.
　　Соединение верхнего и нижнего поясов ригелей может осуществляться с помощью высокопрочных болтов или сварки; в настоящее время в большинстве случаев используется сварка полного провара с использованием прокладок. При сварке сначала приваривается нижний пояс, затем верхний; сначала выполняется точечная сварка для фиксации, а затем — сварка другого конца.
　　Вертикальные стенки соединяются высокопрочными болтами; необходимо четко понимать, используются ли высокопрочные болты фрикционного или силового типа. При использовании высокопрочных болтов фрикционного типа следует выбирать соответствующий коэффициент трения.
　　При соединении с помощью группы высокопрочных болтов точность расположения отверстий имеет очень важное значение. В настоящее время отверстия обычно изготавливаются с помощью шаблонов или многоосных станков с ЧПУ; первый метод менее точен, второй — более точен, поэтому следует отдавать предпочтение второму методу. При использовании шаблонов необходимо обеспечить точность шаблонов, чтобы обеспечить точность отверстий под высокопрочные болты как на заводе, так и на строительной площадке. При локальном отклонении положения отверстий допускается только растачивание отверстий разверткой. Категорически запрещается использовать газовую резку для расширения отверстий; в случае использования газовой резки это должно рассматриваться как серьезная производственная авария.
　　2. Технология и методы соединения высокопрочных болтов. Благодаря своим преимуществам, таким как возможность демонтажа и замены, удобство монтажа, высокая жесткость соединения, большая несущая способность, равномерное распределение нагрузки, безопасность конструкции и высокая усталостная прочность, соединение на высокопрочных болтах является одним из самых передовых методов соединения в современном строительстве стальных конструкций и широко применяется в высотных стальных конструкциях в Китае. Проще говоря, существуют два метода соединения высокопрочных болтов: соединение с передачей давления и соединение с трением. Однако из-за ограничений метода соединения с передачей давления в высотных стальных конструкциях, как правило, используется соединение с трением. Соединение с трением подразумевает, что после затяжки гайки в болте возникает сильное натяжение, а между соединяемыми деталями возникает сила трения, препятствующая их относительному смещению, которая является предельным состоянием несущей способности. Его монтаж включает обработку поверхности трения, установку, предварительную затяжку, окончательную затяжку и проверку. При выполнении этой операции необходимо учитывать несколько моментов: во-первых, болты должны храниться надлежащим образом, не допуская их увлажнения и ржавления, а стальные пластины болтовых узлов должны обрабатываться в соответствии с установленными технологическими требованиями для достижения требуемого коэффициента трения, а инструменты должны проверяться; во-вторых, высокопрочные болты должны свободно входить в отверстие, запрещается принудительное забивание или завинчивание, вызывающие сжимающее усилие, а болты в одном соединении должны устанавливаться, начиная с середины группы болтов, и затягиваться поочередно; если в соединении есть как болтовое, так и сварное соединение, то работы должны выполняться в порядке, установленном проектом, а при отсутствии такого указания в проекте - сначала болтовое, затем сварное соединение.
　　3. Технология сварки стальных конструкций высотных зданий. Сварка необходима при строительстве высотных стальных конструкций. Поскольку сталь, используемая в высотных стальных конструкциях, часто является высокопрочной низкоуглеродистой или легированной сталью с плохими сварочными свойствами, а формы соединений сложны, а сварные швы в основном являются полупроваренными и проваренными насквозь, поэтому объем сварочных работ очень велик. В высотных стальных конструкциях обычно используются такие методы сварки, как сварка в среде защитного газа CO2, электрошлаковая сварка и автоматическая сварка под флюсом.
　　a. При сварке в среде защитного газа CO2 необходимо учитывать следующие моменты: выбор параметров сварки, выбор сварочной проволоки и выбор сварочного напряжения и тока. Ток выбирается в зависимости от толщины детали, положения сварки, диаметра сварочной проволоки и формы перехода капли, а сварочное напряжение должно быть согласовано с током; выбор различных способов сварки в зависимости от положения: при сварке в нижнем положении чаще всего используется левосторонняя сварка, позволяющая хорошо видеть шов и сварочную ванну и облегчающая контроль формирования шва, при горизонтальной сварке чаще всего используется правосторонняя сварка, при вертикальной сварке различают сварку снизу вверх и сварку сверху вниз, при сварке тонкой проволокой средне- и толстолистовых материалов применяется сварка снизу вверх, а для тонколистовых материалов можно использовать сварку сверху вниз;
　　b. Технология электрошлаковой сварки. Электрошлаковая сварка - это автоматическая сварка, используемая для сварки стыков высокопрочных конструкционных сталей в вертикальном положении. При работе необходимо сначала выбрать сварочный ток и напряжение. Ток выбирается по расчетной формуле, напряжение прямо пропорционально ширине расплавленной зоны, на этапе зажигания дуги напряжение будет немного выше, а при проплавлении напряжение должно быть как можно ниже. В процессе сварки необходимо постоянно контролировать напряжение; во-вторых, необходимо правильно подобрать скорость сварки (в диапазоне 1,5-3 м/ч), скорость подачи проволоки в диапазоне 200-300 м/ч, а при шлакообразовании лучше выбрать 200 м/ч; кроме того, необходимо постоянно контролировать нагрев сварного изделия и при необходимости корректировать параметры сварочного процесса. При малой толщине полки на соответствующие участки сварки следует устанавливать устройства водяного охлаждения.
　　c. Технология автоматической сварки под флюсом. Автоматическая сварка под флюсом благодаря высокой скорости сварки, большой глубине проплавления, малой зоне термического влияния, стабильному качеству сварного шва и малой деформации сварки широко используется для сварки стыковых и угловых швов толстых листов с равномерным прямым расположением. При выполнении сварочных работ следует учитывать следующие моменты: во-первых, выбор сварочной проволоки, который может быть осуществлен в соответствии с "Правилами проектирования и строительства высотных стальных конструкций"; во-вторых, количество сварочных проволок, можно использовать сварку двумя проволоками, что позволяет получить большое количество наплавленного металла, уменьшить деформацию сварки и повысить скорость сварки; в-третьих, для швов, где невозможно использовать футеровку, сначала можно выполнить заделку дна ручным способом, а затем сварку под флюсом, для толстых стальных листов можно использовать многослойную сварку, а в стыковых и Т-образных соединениях можно использовать сварку под углом и сварку в форме лодки.

　　III. Заключение
　　Строительство высотных стальных конструкций - это сложный и трудоемкий системный проект, требующий сложных строительных технологий и высоких навыков. Перед началом строительства необходимо разработать подробный и всесторонний план строительства и организационный план, а затем проводить активный надзор за строительством. Накопленный опыт предшественников позволит постоянно совершенствовать и улучшать технологию строительства высотных стальных конструкций, что будет способствовать дальнейшему развитию высотного строительства стальных конструкций в Китае.