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摘要:高层建筑钢结构施工是一项相对复杂的工程,其特点是悬空施工,作业点较多,因此,要加强对施工人员的安全教育,提高自身的施工技术,更好的应用于高层建筑中。
关键词:高层建筑;钢结构;施工技术
中图分类号:TU208文献标识码: A
一、高层建筑钢结构施工技术优点
材料性质经常作为建筑的一种新型形式而退出的,钢结构厂采用的材料是钢板、热亚型钢以及冷加工成型的一些薄壁型钢说生产而成的。相对于其它的材料结构而言,钢结构具备如下特性:
1、材料强度比较高
由于材料的强度不高,塑性以及韧性又要比钢材与其它的建筑材料要好,比如和混凝土、砖石以及木材比,该材料的强度就要高很多。所以比较适合用在跨度或者荷载都比较大的构件以及其它结构中。钢材塑性以及韧性好主要体现在这种结构在通常情况下都不因超载二出现突然断裂的现象;韧性好则表现在结构本身适应动力荷载的能力特别强。钢结构具备的极好的吸收能力以及延伸性能促使它本身的抗震性能非常好。另外因为钢材的高强度,它做成的构件不仅截面小而且壁壁较薄,在受到压力的时候还能达到稳定性所需,因而有时很难充分发挥出强度。
2、材质较为均匀
钢材的内部组织较为匀质且各向同性,当达到一定的应力幅度后处于完全弹性的状态。所以钢结构实际受力情况与工程力学计算的结果相符合。钢材的冶炼与轧制过程中一定要严格控制质量,这样材质波动范围就会变小了。
3、钢结构的制造简单,施工周期比较短
钢结构采用的材料比较单纯,一般为成材,加工也比较简单,而且还可以采用机械进行操作,所以大量钢结构通常会选择在专业化比较强的金属结构厂制造成构件,精确度也非常高。如果施工人员在工地上拼装构件,就可以选择简便的普通螺栓或者高强度螺栓来安设,条件允许时还可以选择在地面上拼装并焊接为比较大的的单元进行吊装,从而将施工周期缩短。另外已经建好的钢结构极易改造和加固,对于采用螺栓连接的结构一般可根据实际所需对其拆迁。
4、钢结构自重较轻
一般钢材比重会大于混凝土等类建筑材料的比重,而钢结构要比钢筋混凝土的结构轻,原因在于钢材强度和比重要大混凝土很多。假如以同样跨度来承受相同的荷载,钢屋架重量通常会在钢筋混凝土屋架的13到14之间,而冷弯薄壁型的钢屋架有时还会接近1/10,这样便给吊装创造了有利的条件。一些结构需要远距离运输,这时重量较轻也是一个优势条件。
二、高层建筑钢结构施工技术
1、合理选择和布置塔吊
钢结构施工前一定要了解清楚施工图纸以及和项目有关的施工規范标准和施工工艺等技术条件,这样才能充分明白施工设计人员的意图。塔吊属于超高层钢结构项目工程施工时采用的核心设备之一,它的选择和布置要结合建筑物布置、施工现场条件和钢结构重量等诸多因素进行综合考虑,且要确保装拆的安全性、方便性和可靠性。选择塔吊时要先考虑内爬式塔吊,这是由于钢结构建筑经常会采用内爬式的塔吊而不需加固楼层,另外还能给起重机布设提供很大的自由度。此外使用内爬式塔吊开展钢结构高层建筑的吊装施工作业时,对于塔吊的起重能力与幅度没有附着式塔吊要求那样苛刻。如果从经济方面考虑,优先选择内爬式塔吊开展钢结构超高层建筑施工作业还可以从一定程度上节约成本,提高工程经济效益。
2、吊装
钢结构施工的龙头工序——吊装,吊装的速度与质量都将会影响到整个工程。钢结构在吊装前应该先确定吊装分区与吊装顺序,可以围绕着结构平面、结构形式、立面形状、塔吊的数量和位置、工程现场的施工条件等多个因素来进行。而吊装应该遵循的基本原则为以下几点:在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的,也就是先从中间的一个单元开始,逐一的进行,全部完成后,当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时,还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则,固定好一个柱网单元吊装后,直到吊装完三个单元全部构件后,才能进行一次全面的精确校正。对该工程的主体钢结构施工,要解决好工期紧与工程量大的矛盾,就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出,每个环节都是相互联系、相互制约的,并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时,我们要结合起“预先控制”与“跟踪校正”,吊装前先测量楼层柱标高及定位,并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子,及时做好纠偏工作,形成单元体后再进行最终校正,以此将校正难度降到最低,实现施工各工序之间的良性循环。
从结构整体测量控制来看,应该结合自身特点,即:无标准层、无空间双曲面,在此基础上来摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法,将双曲面结构定位难题彻底解决,保证了工程项目的施工质量。
3、焊接高层钢结构
钢结构具有工期紧、结构复杂、质量要求高、工程量大、等特点,作为钢结构施工的一个重要工序,焊接顺序及其选择的参数也影响着工程的“高速”、“安全”完成。在钢结构吊装方面,通过工程项目技术人员的不断探索与总结,高层钢结构的空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题也被有效解决,整体垂直度的偏差最大可以达到9mm。
3.1焊接顺序的确定
在平面上:坚持结构对称、节点对称和全方位对称的焊接顺序。柱梁节头的焊接:一般是由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。柱梁节头的焊接:我们首先要对H型钢的下翼缘板进行焊接,焊好后再焊上翼缘板,上、下翼缘板焊完后,按照顺序开始焊一根梁的两个端头,焊完一端再焊另一端头,直到冷却至常温再去焊另一个端头。
3.2焊接参数的确定
焊接工艺被选定之后,项目组可以带动焊接小组通过工艺评定,来编制出适用于工程特点。第一,攻关目标是一个重点因素,确定之后再找出影响质量的原因,之后作出系列分析,并找出有效的解决措施;第二,有效的建立起质量保证体系,同时也要完善工艺指导书。反复试验几次后,便可以确定出丁艺参数,将其运用于横焊、立焊、平焊、斜立焊。只要焊接小组和项目组的全体人员共同努力,就可以解决CO气体保护焊的焊接问题。
三、促进高层钢结构施工的方法
1、安全施工
工程建设安全第一。安全施工是钢结构施工正常进行的前提,高空、悬空作业点多是超高层结构施工的特点。在中关村金融中心施工中,焊接钢板达到一万多吨,建筑钢材中仅高强螺栓就达到50万颗,在150米的高空作业中,这些东西如果一旦失落坠地,后果不堪设想。针对超高层钢结构施工的特点,应当采取对施工人员安全教育,加强安全巡视和工人管理和采取防护措施相结合的方法,在塔吊周围安置缆风绳、安全梯、防坠板、防坠器等防护措施,另外及时铺设楼层压型板铺,确保焊接时施工安全。
2、高层钢结构施工管理
高层钢结构工程建筑规模大、基础深、层数高,对施工建设建立科学合理的管理体系,能够确保工程的安全生产,保证工程的质量和工期。只有做好计划管理,才能有效推进钢结构焊接工程的顺利进行。
结束语
随着我国经济建设的迅速发展,城市高层建筑需求量迅猛增加,具备承载力强、自重轻、施工快、强度高、抗震能力强等优点的钢结构逐步取代了钢筋混泥土结构。超高层钢结构施工的质量和工期的保障,取决于新设备、新技术、新工艺的大胆应用,科学施工的管理体系建立和严格的施工要求。
参考文献
[1]曾昭寅.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术综述[J].四川建材,2013年05期
[2]王强,张力.浅析我国高层建筑钢结构施工技术及应注意的事项[J].城市建筑,2013年01期
[3]李彤.对超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术的探讨[J].科技创新导报,2013年08期
[4]郭海刚,张敏.对高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J].城市建设理论研究,2012年21期
关键词:高层建筑;钢结构;施工技术
中图分类号:TU208文献标识码: A
一、高层建筑钢结构施工技术优点
材料性质经常作为建筑的一种新型形式而退出的,钢结构厂采用的材料是钢板、热亚型钢以及冷加工成型的一些薄壁型钢说生产而成的。相对于其它的材料结构而言,钢结构具备如下特性:
1、材料强度比较高
由于材料的强度不高,塑性以及韧性又要比钢材与其它的建筑材料要好,比如和混凝土、砖石以及木材比,该材料的强度就要高很多。所以比较适合用在跨度或者荷载都比较大的构件以及其它结构中。钢材塑性以及韧性好主要体现在这种结构在通常情况下都不因超载二出现突然断裂的现象;韧性好则表现在结构本身适应动力荷载的能力特别强。钢结构具备的极好的吸收能力以及延伸性能促使它本身的抗震性能非常好。另外因为钢材的高强度,它做成的构件不仅截面小而且壁壁较薄,在受到压力的时候还能达到稳定性所需,因而有时很难充分发挥出强度。
2、材质较为均匀
钢材的内部组织较为匀质且各向同性,当达到一定的应力幅度后处于完全弹性的状态。所以钢结构实际受力情况与工程力学计算的结果相符合。钢材的冶炼与轧制过程中一定要严格控制质量,这样材质波动范围就会变小了。
3、钢结构的制造简单,施工周期比较短
钢结构采用的材料比较单纯,一般为成材,加工也比较简单,而且还可以采用机械进行操作,所以大量钢结构通常会选择在专业化比较强的金属结构厂制造成构件,精确度也非常高。如果施工人员在工地上拼装构件,就可以选择简便的普通螺栓或者高强度螺栓来安设,条件允许时还可以选择在地面上拼装并焊接为比较大的的单元进行吊装,从而将施工周期缩短。另外已经建好的钢结构极易改造和加固,对于采用螺栓连接的结构一般可根据实际所需对其拆迁。
4、钢结构自重较轻
一般钢材比重会大于混凝土等类建筑材料的比重,而钢结构要比钢筋混凝土的结构轻,原因在于钢材强度和比重要大混凝土很多。假如以同样跨度来承受相同的荷载,钢屋架重量通常会在钢筋混凝土屋架的13到14之间,而冷弯薄壁型的钢屋架有时还会接近1/10,这样便给吊装创造了有利的条件。一些结构需要远距离运输,这时重量较轻也是一个优势条件。
二、高层建筑钢结构施工技术
1、合理选择和布置塔吊
钢结构施工前一定要了解清楚施工图纸以及和项目有关的施工規范标准和施工工艺等技术条件,这样才能充分明白施工设计人员的意图。塔吊属于超高层钢结构项目工程施工时采用的核心设备之一,它的选择和布置要结合建筑物布置、施工现场条件和钢结构重量等诸多因素进行综合考虑,且要确保装拆的安全性、方便性和可靠性。选择塔吊时要先考虑内爬式塔吊,这是由于钢结构建筑经常会采用内爬式的塔吊而不需加固楼层,另外还能给起重机布设提供很大的自由度。此外使用内爬式塔吊开展钢结构高层建筑的吊装施工作业时,对于塔吊的起重能力与幅度没有附着式塔吊要求那样苛刻。如果从经济方面考虑,优先选择内爬式塔吊开展钢结构超高层建筑施工作业还可以从一定程度上节约成本,提高工程经济效益。
2、吊装
钢结构施工的龙头工序——吊装,吊装的速度与质量都将会影响到整个工程。钢结构在吊装前应该先确定吊装分区与吊装顺序,可以围绕着结构平面、结构形式、立面形状、塔吊的数量和位置、工程现场的施工条件等多个因素来进行。而吊装应该遵循的基本原则为以下几点:在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的,也就是先从中间的一个单元开始,逐一的进行,全部完成后,当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时,还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则,固定好一个柱网单元吊装后,直到吊装完三个单元全部构件后,才能进行一次全面的精确校正。对该工程的主体钢结构施工,要解决好工期紧与工程量大的矛盾,就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出,每个环节都是相互联系、相互制约的,并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时,我们要结合起“预先控制”与“跟踪校正”,吊装前先测量楼层柱标高及定位,并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子,及时做好纠偏工作,形成单元体后再进行最终校正,以此将校正难度降到最低,实现施工各工序之间的良性循环。
从结构整体测量控制来看,应该结合自身特点,即:无标准层、无空间双曲面,在此基础上来摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法,将双曲面结构定位难题彻底解决,保证了工程项目的施工质量。
3、焊接高层钢结构
钢结构具有工期紧、结构复杂、质量要求高、工程量大、等特点,作为钢结构施工的一个重要工序,焊接顺序及其选择的参数也影响着工程的“高速”、“安全”完成。在钢结构吊装方面,通过工程项目技术人员的不断探索与总结,高层钢结构的空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题也被有效解决,整体垂直度的偏差最大可以达到9mm。
3.1焊接顺序的确定
在平面上:坚持结构对称、节点对称和全方位对称的焊接顺序。柱梁节头的焊接:一般是由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。柱梁节头的焊接:我们首先要对H型钢的下翼缘板进行焊接,焊好后再焊上翼缘板,上、下翼缘板焊完后,按照顺序开始焊一根梁的两个端头,焊完一端再焊另一端头,直到冷却至常温再去焊另一个端头。
3.2焊接参数的确定
焊接工艺被选定之后,项目组可以带动焊接小组通过工艺评定,来编制出适用于工程特点。第一,攻关目标是一个重点因素,确定之后再找出影响质量的原因,之后作出系列分析,并找出有效的解决措施;第二,有效的建立起质量保证体系,同时也要完善工艺指导书。反复试验几次后,便可以确定出丁艺参数,将其运用于横焊、立焊、平焊、斜立焊。只要焊接小组和项目组的全体人员共同努力,就可以解决CO气体保护焊的焊接问题。
三、促进高层钢结构施工的方法
1、安全施工
工程建设安全第一。安全施工是钢结构施工正常进行的前提,高空、悬空作业点多是超高层结构施工的特点。在中关村金融中心施工中,焊接钢板达到一万多吨,建筑钢材中仅高强螺栓就达到50万颗,在150米的高空作业中,这些东西如果一旦失落坠地,后果不堪设想。针对超高层钢结构施工的特点,应当采取对施工人员安全教育,加强安全巡视和工人管理和采取防护措施相结合的方法,在塔吊周围安置缆风绳、安全梯、防坠板、防坠器等防护措施,另外及时铺设楼层压型板铺,确保焊接时施工安全。
2、高层钢结构施工管理
高层钢结构工程建筑规模大、基础深、层数高,对施工建设建立科学合理的管理体系,能够确保工程的安全生产,保证工程的质量和工期。只有做好计划管理,才能有效推进钢结构焊接工程的顺利进行。
结束语
随着我国经济建设的迅速发展,城市高层建筑需求量迅猛增加,具备承载力强、自重轻、施工快、强度高、抗震能力强等优点的钢结构逐步取代了钢筋混泥土结构。超高层钢结构施工的质量和工期的保障,取决于新设备、新技术、新工艺的大胆应用,科学施工的管理体系建立和严格的施工要求。
参考文献
[1]曾昭寅.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术综述[J].四川建材,2013年05期
[2]王强,张力.浅析我国高层建筑钢结构施工技术及应注意的事项[J].城市建筑,2013年01期
[3]李彤.对超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术的探讨[J].科技创新导报,2013年08期
[4]郭海刚,张敏.对高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J].城市建设理论研究,2012年21期