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【摘 要】 随着城市经济的的发展,人口规模越来越大,为节约建筑用地,现代建筑越来越趋向于高层化,随之对建筑材料的要求也越来越高,其中钢结构材料因为具有强度高、自重轻、结构抗震性能好、可循环再利用、施工周期短、建筑造型美观等优点,已经成为高层建筑的主要结构形式。然而钢结构也有耐腐蚀性差、耐火性差的缺点,因此,在钢结构施工的过程中采用相关关键技术、精心组织施工,克服其缺点,保证施工质量是至关重要的。
【关键词】 高层;钢结构;施工
引言:
在以往的建筑施工中,钢筋混凝土是主要的施工材料,但是由于这种材料施工后所占据的面积较大,所以已经逐渐的被钢结构所代替。使用钢结构施工,不仅增加了建筑的刚度和强度,在质量上有所提升,同时拆迁后的钢材还可以回收再利用,对于我国可持续发展的理念非常吻合。在现阶段的建筑施工中,钢结构应用的比例逐渐扩大,已经成为了建筑业未来的发展趋势。
一、钢结构施工技术的特点
超高层建筑中大多数都采用钢结构体系。钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是都表现出很强的综合性,也是一个企业施工技术水平和管理水平的重要体现。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等优势特点,所以能在我国的建筑业中得到广泛的应用;但使同时具有耐火性差、耐腐蚀性差等致命缺点,只有对钢结构进行有效的防腐,才能延长其使用的时间。
二、高层建筑钢结构施工技术要点分析
1、螺栓预埋技术
预埋柱脚螺栓的位置要求比较严格,必须非常准确,否则不仅会增加钢柱安装的难度,也会对安装质量产生很大的影响。因此应该严格控制预埋螺栓位置,在施工的过程中,应该对基础轴线和标高基准点进行严格的控制,埋设后进行两次复测,第一次要在埋设定位后进行测量,第二次要在基础混凝土浇筑并等其变得坚固后进行相关的复测。如果在复测过程中,发现位移超出范围的问题,则必须进行重新埋设。其标高偏差应该尽量控制在±5mm以内,定位轴线的偏差尽量控制在±2mm以内。
2、吊装
吊装是高层建筑钢结构施工中最重要的工作,其施工的速度和质量直接影响着整个工程的施工进度和质量。在钢结构吊装前,应该从工程的平面和立面两个层次进行考虑,根据结构的形式、塔吊的个数和位置、现场施工条件等因素确定吊装的分区与顺序。
在钢结构吊装时,应遵循两个原则,一是平面内的吊装应该从中心核心筒开始,然后向四周不断扩散。即从工程平面的一个中心单元开始,先对一个刚度柱网单元进行组装,顺序是先吊柱后吊梁,当这一柱网单元完成吊装和固定后,再在其左右或前后进行另外两个单元的吊装,当这三个单元全部组装完成后,最后进行较为全面和精准的校正。二是要注意竖向立体吊装顺序(以一柱三层为例)。首先安装四根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架梁→上层框架梁→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接→下、中、上层钢梯、平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工。
3、焊接工艺
不同的钢结构特点对应着不同的焊接工艺。钢结构建筑的焊接的顺序为由结构到节点再到全方位对称焊接。从上层框架梁到压型钢板之托再到下层框架梁,到压型钢板之托,再到中层框架梁,到压型钢板之托,最后进行焊接检验。之后,焊接质量控制小组通过过立焊、横焊、斜立焊等的反复实验后编制焊接参数,对出现的问题进行认真并解决,最终形成工艺指导书书面材料,指导焊接工作。同时,焊接操作的确定还要结合焊丝的长度、焊枪施焊角度、焊缝的清理。焊接是高层钢结构施工的重要工序,其工序的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。对焊接人员的焊接水平也有很高的要求,施工前还需要对焊工进行焊接水平考试,考试合格者才可以持证上岗。面且一些重要的焊缝比如说柱与柱、梁与柱之间的焊缝都需要100%探伤。
4、测量技术
高层建筑的水平标高较高,通视条件差,这都使得测量的时候难度较大。所以,需要采用先进的测量仪器和测量技术,才能保证测量的精准性。在进行测量之前,应对测量的位置与基准点、基准线等进行合理的布置,正确选择测量方式和高程传递数值路线;在测量时,合理应用施工测量的仪器和设备以实现测量放线目标。目前比较先进的方法是双重控制网,其利用定位系统测设周边建筑物的屋面基准点,利用高精度全站仪等测量手段,实现有效准确的测量。而且需要“跟踪校正”,即在柱梁框架形成前将柱子初步校正并及时纠偏,这样才会更快的进行下一道工序。
5、钢结构高强螺栓的安装
钢结构高强螺栓的安装焊接是高层建筑钢结构施工的关键部分,螺栓预埋以及安装进行完毕之后,要进行螺栓的反复检查,确保螺栓的固定,还有其穿入方向是否在同一方向,螺栓穿入工作要遵循从内到外,不可强制进行穿入,可以进行正反方向进行穿入,在穿孔过程中遇到螺栓难以穿入情况时,原因可能是螺孔的大小不符合螺栓的体积,就得借助绞刀进行调整,扩大螺孔,穿孔后再进行螺孔的固定,螺栓周围的螺孔都要符合螺栓的大小标准,并且在调整固定之后要确保螺栓已经非常紧固,螺栓安装检查完毕后方可执行钢结构的焊接作业[4]。钢结构高强螺栓拧固过程需要根据建筑钢筋节点的大小分步骤执行,高层建筑钢材料的节点会有所区别,有大型小型分类,当螺栓在大型节点安装时,首先进行穿入,钢筋板在开始穿入过程中是不会发生变形,然后在钢板不变形的基础上,再次执行一次拧固,最终实现完全拧固。高强螺栓的安装拧固预应力要在预算的标准值内,整个安装过程均需按照建设图纸进行施工作业,确保高層建筑钢结构施工的质量与效益。
6、钢结构建筑的抗火设计要求
钢结构的钢材虽然属于非燃烧材料,但是因为钢材料在高温下的膨胀系数很高,会造成钢材的变形,而且钢材具有良好的导热性,会导致火势的蔓延。部分钢材在600度高温的时候,钢材的全部强度基本丧失,在火灾中变得很脆弱。而高层建筑的火源比较多,很容易造成火灾,一般来说,高层建筑的火灾比较难控制。所以,高层建筑钢结构的抗火设计也显得非常重要。目前我国的高层建筑钢结构的抗火能力设计比较低,不能考虑到高温下,钢材的变形以及应力影响,也没有考虑各种构件间相互作用的影响。总的来说抗火设计还是基于构件层次的,构件的耐火极限要求也是基于建筑防火设计规范的要求确定的。因此有必要基于建筑物的整体安全目标确定钢结构的抗火设计要求,对钢结构进行基于性能目标要求的抗火设计。
7、高层钢结构建筑中的安全施工问题
高层钢结构建筑施工是一项高危险性的作业,其施工中不仅主体较多,同时多数作业都需要在高空或是悬空进行,因此在施工中具有较多的不确定因素,稍不留意就可以导致安全事故的发生。所以在高层钢结构建筑施工中应以安全为主,在施工中明确安全的重要性,将安全责任具体细化并落实到每一个具体的人,严格管理,定期对员工进行安全教育,并落实好各项安全措施,比如安全网、安全挂钩、安全绳、爬梯等各项安全措施一定到位,在施工过程中控制好各项作业的安全性,而且高层钢结构的施工中钢结构、土建、管道等各方面的施工人员都有,施工环境复杂,一定要做好各个施工段之间的配合,从而将安全隐患消灭在萌芽状态中。
三、结束语
在现代城市的建设中,高层建筑钢结构的施工越来越普遍,它高强度的特性使建筑结构坚固稳定,使用功能也灵活方便,在适当的对造型和空间方面进行设计创新之后,取得的反响和效果也很好,这就突出了钢结构施工的关键技术和措施重要性。相关人员要不断学习研究,根据结构的情况、施工现场的环境、施工企业的资源综合考虑,制定技术路线,确定关键技术和措施,做好高层建筑钢结构的施工。
参考文献:
[1]李秀玉.浅谈高层建筑钢结构施工与管理[J].科技致富向导,2013,6(30):45-34.
[2]李进.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013,7(6):12-90.
[3]衣晓鹏.高层建筑钢结构施工问题研究[J].科技致富向导,2012,6(2):56-89.
[4]杨颀.王淑红.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].黑龙江科技信息,2013,4(11):34-25.
【关键词】 高层;钢结构;施工
引言:
在以往的建筑施工中,钢筋混凝土是主要的施工材料,但是由于这种材料施工后所占据的面积较大,所以已经逐渐的被钢结构所代替。使用钢结构施工,不仅增加了建筑的刚度和强度,在质量上有所提升,同时拆迁后的钢材还可以回收再利用,对于我国可持续发展的理念非常吻合。在现阶段的建筑施工中,钢结构应用的比例逐渐扩大,已经成为了建筑业未来的发展趋势。
一、钢结构施工技术的特点
超高层建筑中大多数都采用钢结构体系。钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是都表现出很强的综合性,也是一个企业施工技术水平和管理水平的重要体现。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等优势特点,所以能在我国的建筑业中得到广泛的应用;但使同时具有耐火性差、耐腐蚀性差等致命缺点,只有对钢结构进行有效的防腐,才能延长其使用的时间。
二、高层建筑钢结构施工技术要点分析
1、螺栓预埋技术
预埋柱脚螺栓的位置要求比较严格,必须非常准确,否则不仅会增加钢柱安装的难度,也会对安装质量产生很大的影响。因此应该严格控制预埋螺栓位置,在施工的过程中,应该对基础轴线和标高基准点进行严格的控制,埋设后进行两次复测,第一次要在埋设定位后进行测量,第二次要在基础混凝土浇筑并等其变得坚固后进行相关的复测。如果在复测过程中,发现位移超出范围的问题,则必须进行重新埋设。其标高偏差应该尽量控制在±5mm以内,定位轴线的偏差尽量控制在±2mm以内。
2、吊装
吊装是高层建筑钢结构施工中最重要的工作,其施工的速度和质量直接影响着整个工程的施工进度和质量。在钢结构吊装前,应该从工程的平面和立面两个层次进行考虑,根据结构的形式、塔吊的个数和位置、现场施工条件等因素确定吊装的分区与顺序。
在钢结构吊装时,应遵循两个原则,一是平面内的吊装应该从中心核心筒开始,然后向四周不断扩散。即从工程平面的一个中心单元开始,先对一个刚度柱网单元进行组装,顺序是先吊柱后吊梁,当这一柱网单元完成吊装和固定后,再在其左右或前后进行另外两个单元的吊装,当这三个单元全部组装完成后,最后进行较为全面和精准的校正。二是要注意竖向立体吊装顺序(以一柱三层为例)。首先安装四根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架梁→上层框架梁→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接→下、中、上层钢梯、平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工。
3、焊接工艺
不同的钢结构特点对应着不同的焊接工艺。钢结构建筑的焊接的顺序为由结构到节点再到全方位对称焊接。从上层框架梁到压型钢板之托再到下层框架梁,到压型钢板之托,再到中层框架梁,到压型钢板之托,最后进行焊接检验。之后,焊接质量控制小组通过过立焊、横焊、斜立焊等的反复实验后编制焊接参数,对出现的问题进行认真并解决,最终形成工艺指导书书面材料,指导焊接工作。同时,焊接操作的确定还要结合焊丝的长度、焊枪施焊角度、焊缝的清理。焊接是高层钢结构施工的重要工序,其工序的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。对焊接人员的焊接水平也有很高的要求,施工前还需要对焊工进行焊接水平考试,考试合格者才可以持证上岗。面且一些重要的焊缝比如说柱与柱、梁与柱之间的焊缝都需要100%探伤。
4、测量技术
高层建筑的水平标高较高,通视条件差,这都使得测量的时候难度较大。所以,需要采用先进的测量仪器和测量技术,才能保证测量的精准性。在进行测量之前,应对测量的位置与基准点、基准线等进行合理的布置,正确选择测量方式和高程传递数值路线;在测量时,合理应用施工测量的仪器和设备以实现测量放线目标。目前比较先进的方法是双重控制网,其利用定位系统测设周边建筑物的屋面基准点,利用高精度全站仪等测量手段,实现有效准确的测量。而且需要“跟踪校正”,即在柱梁框架形成前将柱子初步校正并及时纠偏,这样才会更快的进行下一道工序。
5、钢结构高强螺栓的安装
钢结构高强螺栓的安装焊接是高层建筑钢结构施工的关键部分,螺栓预埋以及安装进行完毕之后,要进行螺栓的反复检查,确保螺栓的固定,还有其穿入方向是否在同一方向,螺栓穿入工作要遵循从内到外,不可强制进行穿入,可以进行正反方向进行穿入,在穿孔过程中遇到螺栓难以穿入情况时,原因可能是螺孔的大小不符合螺栓的体积,就得借助绞刀进行调整,扩大螺孔,穿孔后再进行螺孔的固定,螺栓周围的螺孔都要符合螺栓的大小标准,并且在调整固定之后要确保螺栓已经非常紧固,螺栓安装检查完毕后方可执行钢结构的焊接作业[4]。钢结构高强螺栓拧固过程需要根据建筑钢筋节点的大小分步骤执行,高层建筑钢材料的节点会有所区别,有大型小型分类,当螺栓在大型节点安装时,首先进行穿入,钢筋板在开始穿入过程中是不会发生变形,然后在钢板不变形的基础上,再次执行一次拧固,最终实现完全拧固。高强螺栓的安装拧固预应力要在预算的标准值内,整个安装过程均需按照建设图纸进行施工作业,确保高層建筑钢结构施工的质量与效益。
6、钢结构建筑的抗火设计要求
钢结构的钢材虽然属于非燃烧材料,但是因为钢材料在高温下的膨胀系数很高,会造成钢材的变形,而且钢材具有良好的导热性,会导致火势的蔓延。部分钢材在600度高温的时候,钢材的全部强度基本丧失,在火灾中变得很脆弱。而高层建筑的火源比较多,很容易造成火灾,一般来说,高层建筑的火灾比较难控制。所以,高层建筑钢结构的抗火设计也显得非常重要。目前我国的高层建筑钢结构的抗火能力设计比较低,不能考虑到高温下,钢材的变形以及应力影响,也没有考虑各种构件间相互作用的影响。总的来说抗火设计还是基于构件层次的,构件的耐火极限要求也是基于建筑防火设计规范的要求确定的。因此有必要基于建筑物的整体安全目标确定钢结构的抗火设计要求,对钢结构进行基于性能目标要求的抗火设计。
7、高层钢结构建筑中的安全施工问题
高层钢结构建筑施工是一项高危险性的作业,其施工中不仅主体较多,同时多数作业都需要在高空或是悬空进行,因此在施工中具有较多的不确定因素,稍不留意就可以导致安全事故的发生。所以在高层钢结构建筑施工中应以安全为主,在施工中明确安全的重要性,将安全责任具体细化并落实到每一个具体的人,严格管理,定期对员工进行安全教育,并落实好各项安全措施,比如安全网、安全挂钩、安全绳、爬梯等各项安全措施一定到位,在施工过程中控制好各项作业的安全性,而且高层钢结构的施工中钢结构、土建、管道等各方面的施工人员都有,施工环境复杂,一定要做好各个施工段之间的配合,从而将安全隐患消灭在萌芽状态中。
三、结束语
在现代城市的建设中,高层建筑钢结构的施工越来越普遍,它高强度的特性使建筑结构坚固稳定,使用功能也灵活方便,在适当的对造型和空间方面进行设计创新之后,取得的反响和效果也很好,这就突出了钢结构施工的关键技术和措施重要性。相关人员要不断学习研究,根据结构的情况、施工现场的环境、施工企业的资源综合考虑,制定技术路线,确定关键技术和措施,做好高层建筑钢结构的施工。
参考文献:
[1]李秀玉.浅谈高层建筑钢结构施工与管理[J].科技致富向导,2013,6(30):45-34.
[2]李进.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013,7(6):12-90.
[3]衣晓鹏.高层建筑钢结构施工问题研究[J].科技致富向导,2012,6(2):56-89.
[4]杨颀.王淑红.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].黑龙江科技信息,2013,4(11):34-25.