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【摘要】随着城市化进程的不断加快,我国建筑工程规模持续扩大,钢结构作为建筑工程的主要结构形式之一,具有强度高、自重轻、抗震能力强等优势。因此,开展超高层建筑钢结构施工技术的研究具有重要意义。在全面了解了钢结构特点的基础上,结合具体工程案例,对某超高层建筑钢结构施工技术要点进行了分析研究。
【关键词】超高层建筑;钢结构;特点;施工技术要点
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
16.103
随着社会经济的迅速发展,建筑行业取得了令人瞩目的成绩。大量新技术、新工艺、新材料不断涌现,且被广泛应用到建筑施工中。钢结构是现代化建筑结构的主要类型,是由钢制材料组成的结构形式,其特点为材料强度高、自身重量轻,节骨可靠性良好。
1、施工难点
某项目为超高层钢结构工程,施工难度较大,具体情况为:①工程总用钢量大,为23000t,总体来讲,工程构件数量较多,且具有复杂的连接节点、体量大、深化设计难度大等。若图纸深化不及时,必定会对后期施工工序造成不利影响。②在钢结构中,多数钢柱牛腿设为空间角度,在设计深化过程中,怎样合理利用空间角度,如何将构件的信息特征表达出来,如何准确直观地确定各零件、部件的位置极为关键。③构件之间具有极为复杂的连接情况,特别是在核心筒节点等方面,多杆件交汇问题较为普遍,怎样组织各零部件组装顺序至关重要。
2、施工技术要点
2.1 加工制作
工程的主要組成部分为内部核心筒、外侧框架柱,为框筒结构。为了保证施工质量,可在工厂内完成主要构件加工制作工序。构件类型不同,加工工艺、设备均有所不同。在加工过程中,钢结构构件下料、组装、焊接等工序均会对其质量造成严重影响。根据工程实际情况,工程涉及十字型柱、H型钢柱、H型钢梁等,在此仅以焊接H型截面构件加工制作工艺为例进行分析。①钢板机械矫正。在装卸或运输钢板时,若保护措施不正确,极易影响钢板质量,导致不平整,无法满足规定要求。因此,加工制作时,要提前做好钢板机械校正工作,钢板表面平整度损伤深度在0.5mm以内。②放样、排版。结合施工图纸,根据尺寸要求,在钢板上进行零部件放样、排版,合理利用钢材,减少浪费。③钢板下料。一般可采用火焰切割或剪切的形式进行钢板下料,工程以火焰切割下料为主。切割过程中,由于焰缝的存在,很容易导致钢板下料板宽度不够,因此,在放样过程中,必须对切割余量综合考虑。④坡口制作。采用自动切割方式用于腹板坡口,在整体组装后,即可切割翼缘坡口。坡口切割后打磨,将切割过程中出现的铁渣、不平处清除,确保组装焊接质量。⑤H型钢组立。组立前,需详细核对H型钢的各个零部件规格,保证质量满足规定要求。组立过程中,为保证质量,需设临时措施,比如间隔一定距离,设置一道支撑,从而保证组立稳固,不会出现变形等现象。⑥H型钢焊接。H型钢焊接过程中,可采用二氧化碳气体保护焊打底,随后通过埋弧自动焊对焊接处和盖面继续焊接。根据工程设计要求,可采用对角焊的方式进行H型钢焊接,保证焊接顺序无误,尽可能降低焊接产生的变形问题。⑦H型钢矫正。焊接过程中,钢梁极易产生变形,因此,需根据实际情况采取矫正方式。工程以机械矫正为主,针对翼缘处变形,矫正可采用矫平机完成。一般可分多次完成矫正,每次矫正量不得超过3mm。⑧H型钢制孔。由于工程H型钢截面较大,为保证其精度,可采用三维数控钻床进行螺孔制作。⑨H型钢端部腹板弧槽、过焊孔加工。加工时可采用数控锁扣铣床,一次完成坡口、端面、腹板弧槽等加工作业。同时,采用半自动切割法进行切割处理,尽可能降低集中应力情况。⑩整体检查。完成上述施工后,需对H型钢截面高度、宽度等进行详细检查,保证各项指标满足规定要求。?除锈防腐。采用封闭式全自动喷丸机作为钢结构除锈设备,除锈2h后,均匀涂抹防锈漆,待涂抹结束后,需按照规范大小、位置情况等进行构件重新标识。
2.2 安装施工
工程建筑高度及构件截面大,在安装核心筒钢柱时,需要先安装钢柱,并与钢柱顶端连接,辅助水平支撑钢梁,随后进行钢柱固定、焊接。具体安装流程为:①吊装准备。施工前,需详细检查吊装索具,根据不同重量的钢柱配置合理的吊装索具,保证各项准备工作完成。②吊点设置。吊点必须对称布设,在钢柱吊起过程中,保证两侧绳索受力一致,保证柱身垂直,确定吊装点准确无误。③清理坡口。在吊装钢柱时,需打磨处理对应的钢柱连接位置坡口,保证坡口洁净、无杂物,为后期安装、焊接钢柱提供可靠保障。④钢柱临时固定。由于独立设置核心筒钢柱,加之大多数截面尺寸不大,后期施工作业极易影响钢柱质量,导致变形。为避免此类问题出现,决定用连接耳板固定钢柱,并将临时水平支撑增设到柱顶处。
2.3 焊接施工
(1)焊接节点形式
在上下层钢柱连接中,十字形钢柱和箱型钢柱在核心筒内对接,外框架处圆管柱对接连接,在完成安装施工后,通过连接耳板临时固定,并进行焊接。此外,在连接楼板钢梁和节点板时,通过拴焊连接方式。在周围框架柱和主梁连接位置,主梁应连接钢柱伸出的牛腿,翼缘板采用对接焊接法,并通过双夹板高强螺栓连接腹板。
(2)构件对接的焊接形式
构件不同,则焊接方式不同。工程构件类型较多,且部位不同,因此焊接方式也多种多样。
(3)焊接施工工艺
①焊前检查、清理。采用的焊接材料、设备应与母材相符,保证焊接位置组装精度等均可满足施工要求,若不满足规定要求,需再次进行打磨处理,并将坡口内杂物清理干净。②垫板装配。根据设计要求,合理装配垫板,待焊接施工后,便可按照尺寸切割引弧板、引出板,并进行打磨处理。③焊接环境。为保证焊接质量,须设作业平台,并将防火布铺设到底部,采取一定防风方案。同时将接火斗设于挂篮作业的钢梁接头下方。根据施工规定,在焊接前做好预热处理,保证各项条件均可满足焊接要求。④定位焊。组装完构件,便可通过定位焊进行临时固定,满足施工要求。相比设计值,其尺寸不得大于2/3,长度控制在40mm以内,间隔不超过600mm。同时,通过小直径焊条打底焊。根据既定焊接顺序进行焊接处理。比如H型钢需先进行下翼缘焊接,再进行上翼缘焊接,两端焊接时间不得重叠,要错开一定时间,尽可能降低焊接收缩应力。
结语:
随着城市化进程的不断推进,城市人口越来越多,住房需求急剧上涨。为了缓解城市住房压力,建筑工程逐步向高层化、大型化发展。钢结构作为建筑工程的主要结构形式,规范施工作业,才能提高施工质量。
参考文献:
[1]孔颜可,马强.建筑工程钢结构施工的关键技术和措施[J].住宅与房地产,2019(33):179.
[2]张文凯.建筑工程钢结构施工的关键技术和措施[J].中国住宅设施,2019(8):111-112+9.
[3]连伟.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].新型工业化,2020,10(4):149-152.
[4]王超群.超高层建筑钢结构施工安全技术及其标准化[J].建筑技术开发,2020,47(6):117-118.
【关键词】超高层建筑;钢结构;特点;施工技术要点
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
16.103
随着社会经济的迅速发展,建筑行业取得了令人瞩目的成绩。大量新技术、新工艺、新材料不断涌现,且被广泛应用到建筑施工中。钢结构是现代化建筑结构的主要类型,是由钢制材料组成的结构形式,其特点为材料强度高、自身重量轻,节骨可靠性良好。
1、施工难点
某项目为超高层钢结构工程,施工难度较大,具体情况为:①工程总用钢量大,为23000t,总体来讲,工程构件数量较多,且具有复杂的连接节点、体量大、深化设计难度大等。若图纸深化不及时,必定会对后期施工工序造成不利影响。②在钢结构中,多数钢柱牛腿设为空间角度,在设计深化过程中,怎样合理利用空间角度,如何将构件的信息特征表达出来,如何准确直观地确定各零件、部件的位置极为关键。③构件之间具有极为复杂的连接情况,特别是在核心筒节点等方面,多杆件交汇问题较为普遍,怎样组织各零部件组装顺序至关重要。
2、施工技术要点
2.1 加工制作
工程的主要組成部分为内部核心筒、外侧框架柱,为框筒结构。为了保证施工质量,可在工厂内完成主要构件加工制作工序。构件类型不同,加工工艺、设备均有所不同。在加工过程中,钢结构构件下料、组装、焊接等工序均会对其质量造成严重影响。根据工程实际情况,工程涉及十字型柱、H型钢柱、H型钢梁等,在此仅以焊接H型截面构件加工制作工艺为例进行分析。①钢板机械矫正。在装卸或运输钢板时,若保护措施不正确,极易影响钢板质量,导致不平整,无法满足规定要求。因此,加工制作时,要提前做好钢板机械校正工作,钢板表面平整度损伤深度在0.5mm以内。②放样、排版。结合施工图纸,根据尺寸要求,在钢板上进行零部件放样、排版,合理利用钢材,减少浪费。③钢板下料。一般可采用火焰切割或剪切的形式进行钢板下料,工程以火焰切割下料为主。切割过程中,由于焰缝的存在,很容易导致钢板下料板宽度不够,因此,在放样过程中,必须对切割余量综合考虑。④坡口制作。采用自动切割方式用于腹板坡口,在整体组装后,即可切割翼缘坡口。坡口切割后打磨,将切割过程中出现的铁渣、不平处清除,确保组装焊接质量。⑤H型钢组立。组立前,需详细核对H型钢的各个零部件规格,保证质量满足规定要求。组立过程中,为保证质量,需设临时措施,比如间隔一定距离,设置一道支撑,从而保证组立稳固,不会出现变形等现象。⑥H型钢焊接。H型钢焊接过程中,可采用二氧化碳气体保护焊打底,随后通过埋弧自动焊对焊接处和盖面继续焊接。根据工程设计要求,可采用对角焊的方式进行H型钢焊接,保证焊接顺序无误,尽可能降低焊接产生的变形问题。⑦H型钢矫正。焊接过程中,钢梁极易产生变形,因此,需根据实际情况采取矫正方式。工程以机械矫正为主,针对翼缘处变形,矫正可采用矫平机完成。一般可分多次完成矫正,每次矫正量不得超过3mm。⑧H型钢制孔。由于工程H型钢截面较大,为保证其精度,可采用三维数控钻床进行螺孔制作。⑨H型钢端部腹板弧槽、过焊孔加工。加工时可采用数控锁扣铣床,一次完成坡口、端面、腹板弧槽等加工作业。同时,采用半自动切割法进行切割处理,尽可能降低集中应力情况。⑩整体检查。完成上述施工后,需对H型钢截面高度、宽度等进行详细检查,保证各项指标满足规定要求。?除锈防腐。采用封闭式全自动喷丸机作为钢结构除锈设备,除锈2h后,均匀涂抹防锈漆,待涂抹结束后,需按照规范大小、位置情况等进行构件重新标识。
2.2 安装施工
工程建筑高度及构件截面大,在安装核心筒钢柱时,需要先安装钢柱,并与钢柱顶端连接,辅助水平支撑钢梁,随后进行钢柱固定、焊接。具体安装流程为:①吊装准备。施工前,需详细检查吊装索具,根据不同重量的钢柱配置合理的吊装索具,保证各项准备工作完成。②吊点设置。吊点必须对称布设,在钢柱吊起过程中,保证两侧绳索受力一致,保证柱身垂直,确定吊装点准确无误。③清理坡口。在吊装钢柱时,需打磨处理对应的钢柱连接位置坡口,保证坡口洁净、无杂物,为后期安装、焊接钢柱提供可靠保障。④钢柱临时固定。由于独立设置核心筒钢柱,加之大多数截面尺寸不大,后期施工作业极易影响钢柱质量,导致变形。为避免此类问题出现,决定用连接耳板固定钢柱,并将临时水平支撑增设到柱顶处。
2.3 焊接施工
(1)焊接节点形式
在上下层钢柱连接中,十字形钢柱和箱型钢柱在核心筒内对接,外框架处圆管柱对接连接,在完成安装施工后,通过连接耳板临时固定,并进行焊接。此外,在连接楼板钢梁和节点板时,通过拴焊连接方式。在周围框架柱和主梁连接位置,主梁应连接钢柱伸出的牛腿,翼缘板采用对接焊接法,并通过双夹板高强螺栓连接腹板。
(2)构件对接的焊接形式
构件不同,则焊接方式不同。工程构件类型较多,且部位不同,因此焊接方式也多种多样。
(3)焊接施工工艺
①焊前检查、清理。采用的焊接材料、设备应与母材相符,保证焊接位置组装精度等均可满足施工要求,若不满足规定要求,需再次进行打磨处理,并将坡口内杂物清理干净。②垫板装配。根据设计要求,合理装配垫板,待焊接施工后,便可按照尺寸切割引弧板、引出板,并进行打磨处理。③焊接环境。为保证焊接质量,须设作业平台,并将防火布铺设到底部,采取一定防风方案。同时将接火斗设于挂篮作业的钢梁接头下方。根据施工规定,在焊接前做好预热处理,保证各项条件均可满足焊接要求。④定位焊。组装完构件,便可通过定位焊进行临时固定,满足施工要求。相比设计值,其尺寸不得大于2/3,长度控制在40mm以内,间隔不超过600mm。同时,通过小直径焊条打底焊。根据既定焊接顺序进行焊接处理。比如H型钢需先进行下翼缘焊接,再进行上翼缘焊接,两端焊接时间不得重叠,要错开一定时间,尽可能降低焊接收缩应力。
结语:
随着城市化进程的不断推进,城市人口越来越多,住房需求急剧上涨。为了缓解城市住房压力,建筑工程逐步向高层化、大型化发展。钢结构作为建筑工程的主要结构形式,规范施工作业,才能提高施工质量。
参考文献:
[1]孔颜可,马强.建筑工程钢结构施工的关键技术和措施[J].住宅与房地产,2019(33):179.
[2]张文凯.建筑工程钢结构施工的关键技术和措施[J].中国住宅设施,2019(8):111-112+9.
[3]连伟.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].新型工业化,2020,10(4):149-152.
[4]王超群.超高层建筑钢结构施工安全技术及其标准化[J].建筑技术开发,2020,47(6):117-118.