高层建筑装配式钢结构关键施工技术研究 王宝福

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王宝福
[导读] 摘要:我国建筑工程行业的不断完善,新的建筑结构类型也随之得到了发展,其中装配式钢结构建筑以施工便捷、强度高、质量轻的特点而得到了普遍应用,在装配式钢结构建筑工程施工中,安装技术十分重要,所以,建筑施工单位要不断完善装配式结构的施工技术,从而提高钢结构建筑性能质量。
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        摘要:我国建筑工程行业的不断完善,新的建筑结构类型也随之得到了发展,其中装配式钢结构建筑以施工便捷、强度高、质量轻的特点而得到了普遍应用,在装配式钢结构建筑工程施工中,安装技术十分重要,所以,建筑施工单位要不断完善装配式结构的施工技术,从而提高钢结构建筑性能质量。本文就对高层建筑装配式钢结构关键施工技术进行探讨。
        关键词:装配式;钢结构;施工;技术
        1、钢结构装配式建筑特点
        装配式钢结构建筑体系是由各种钢构件构成的装配式建筑组成的完整体系,但不是所有的钢结构建筑就是钢结构装配式建筑,一定要是内装系统、钢结构、设备和管线以及围护系统等多方面的和谐统一,才可以说是装配式钢结构建筑。我们对其优点进行了如下总结。(1)具有高度集成化的结构且构件布置灵活。较传统的砖混或框架式建筑而言,钢结构装配式建筑在空间布置方面具有更大的灵活性和自由性,同时模数化的构件尺寸使用能够让用户在开展布置工作的时候更加自由,并且对于结构的可靠性基本不造成影响。(2)施工周期短。钢结构装配式建筑对于工厂预制构件以及现场的施工安全更为强调,同时对于设计与施工之间的配合也更为看重,从而大大提高了施工的效率。(3)综合性能较高。在装配式钢结构建筑当中主要是由以轻质高强的钢构件较多,如型钢柱、薄壁钢管依旧轻型热轧型钢等,在装配式建筑当中这些能够进行批量生产的构件对其提供了强有力的保障。再者,和传统构件截面相比,钢结构构件截面更小,能够节省一部分的材料;在生产方式上主要为工厂流水线式为主,如此以来就节省了一大部分的现场人工费和模板费;在具体施工的时候对环境造成的污染也相对较少,和绿色建筑标准相符。所以,和传统砖混结构住宅和混凝土框架结构住宅相比,无论是在环境效益方面还是在经济效益方面,装配式钢结构建筑都更为突出。
        2、装配式建筑在高层建筑施工应用中存在的问题
        2.1精度问题
        精度问题属于装配式建筑在高层建筑施工应用中面临的首要问题,这一问题主要出现在吊装环节,具体问题表现如下:①拼接、部件制作问题。如部件制作不符合要求或存在拼接不平情况,吊装环节施工很容易无法按规范精度完成,高层建筑施工质量自然会受到影响。②焊接钢结构问题。装配式建筑在高层建筑施工应用中往往离不开焊接式钢结构支持,但如果钢结构焊接环节出现问题或未严格使用设计要求的拼装方法,吊装过程的困难程度将大大提升,甚至存在安全事故隐患。③构件堆放、运输问题。如出现构件垫支不当情况,构件在堆放、运输中很容易出现开裂、折损问题,该问题对装配式建筑施工带来的影响也必须得到关注。
        2.2安全问题
        受高层建筑施工的特殊性影响,装配式建筑在施工中应用的安全问题必须得到高度关注,因此本文总结了如下安全问题:①高空坠物问题。高层建筑施工中装配式建筑应用很容易引发高空坠物问题,这是由于装配式建筑的使用使得高层建筑物外墙为预制构件拼装而成,这就使得施工人员无法避免临边作业引发的安全隐患。在笔者的实际调研中发现,临边作业导致的坠落问题占总数的25~30%,这主要是由于施工过程中着力点缺乏、施工风险自然因此大大提升。此外,如吊装环节出现混凝土强度不足、吊装部位牢固程度不足等问题,高空坠物的发生还会对下方施工人员的安全造成威胁。②吊装安全问题。装配式高层建筑施工离不开塔吊的支持,但由此引发的施工过程脱钩隐患却不容忽视,这种隐患的出现主要与预制件钢筋强度不足、预制件混凝土强度不达标联系紧密,由此催生的安全隐患必须得到关注。此外,如吊装过程中塔吊出现问题导致预制构件滞留空中,施工环节将由此面临严重的安全隐患威胁,这一威胁同样需要得到高度关注。


        3、高层建筑装配式钢结构关键施工技术的应用
        3.1构件分段技术
        采用构件分段技术时,首先要注意施工现场使用的塔式起重机的吊装重量能力,应确保钢结构构件质量在起重机起重极限以内。在钢结构运输过程中,如果构件截面长度超过12m,宽度超过2.8m,高度超过4.5m,可采用构件分段技术来处理外形尺寸过大的钢结构构件,保证构件能够顺利运输。
        3.2整体安装技术
        整体安装技术包括钢结构构件的整体提升、整体顶升、整体吊装。由于施工中机械设备及吊装位置的不同,可分为提升安装技术和顶升安装技术。所谓提升安装技术是指将起重设备放在结构顶部和屋顶上进行起重过程,而顶升安装技术是指采用能承受较大载荷的地面起重设备,如千斤顶、液压支杆等,将其放在屋顶下和结构内部,进行顶升安装的过程。提升安装技术更适用于屋面面积小、重量轻的装配式钢结构建筑施工,而顶升安装技术主要用于大型装配式钢结构施工,该施工技术减少了高空安装多个部件的高空作业工作量和由此造成的各种安全隐患。更重要的是,它能保证下部主体结构的施工,同时实施主屋面的拼装,加快工程进度,降低工程造价,保证工程的施工周期。由于钢结构构件在地面组装完成,减少了临时支架的使用,避免了设置临时支架而增加工作量的问题,同时也节省了这方面的成本。由此可见,这种施工技术不仅优化了工程造价,节省了时间,而且降低了能耗。在具体的施工过程中,应该合理控制所有吊装设备或顶升设备的垂直度和上升速度,减少施工和安装误差,使屋面受力点分布均匀,从而保证钢结构构件在提升时更加平衡。
        3.3外围集成技术的应用
        在使用高层建筑装配式钢结构施工技术时由于受到高度的影响,要想确保装配式钢结构施工技术可以充分的发挥出其效果可以采用专门的外围集成技术,其可以很好的将墙体的连接点进行处理,提升建施工效率并提升装配式钢结构高层建筑的施工质量。
        3.4吊装技术的应用
        在进行吊装施工时应设计出适合高层装配式钢结构施工所使用的吊装方案,合理的吊装方案可以更好的提升装配式钢结构的安全性,子进行具体施工时应对吊装设计方案进行升入的分析,主要应对塔吊的选型与布置进行全面考虑。(1)所选择的塔吊其吊装范围可以很好的覆盖施工现场的堆场;(2)塔吊的起重性能可以充分的满足现场吊装构建的重量要求;(3)塔吊的起重性能可以充分满足构件装卸及吊装要求;(4)施工现场塔吊的数量应满足施工要求;(5)塔吊的吊装范围与吊装高度应符合作业吊装半径的要求,并根据此要求做好相关的设计工作。
        3.5高空散装技术
        高空散装技术是指在钢结构安装施工过程中,根据钢结构中的钢筋和接头以及高空设计的位置,以设计图纸为参考,简单地完成高空各种散件或小组装件的安装。高空散装技术主要有两种方法,分别为全支撑安装法和悬臂安装法。全支撑安装方式是将散件组装安装在支撑梁架上进行拼装,而悬臂安装方式是将网架的一部分悬臂,完成高空小型组装单元的安装,高空散装施工需要临时支护或吊装设备协助完成,对于大体积悬臂结构,可直接选用起重设备完成高空组装。安装顺序是否正确是施工工艺的关键,在安装过程中,需要重点控制安装件的位置精度,减少累积误差,注意安装件的位置观测和检查,并做好相应的调整。对于大悬臂结构的施工,在分段施工完成后,必须保证悬臂部分的刚度和稳定性符合相关标准。在进行螺栓节点连接施工时,先将节点上的螺栓拧紧至设计扭矩值,再拧紧定位螺栓。
        4、结语
        综上所述,在高层建筑当中应用钢结构装配式施工技术是今后建筑行业技术发展的主要方向之一,其可以更好地完成建筑标准化以及工业化的发展目标。
        参考文献:
        [1]周忠心.工业化装配式多高层钢结构高层建筑产业化关键问题和发展趋势[J].工程技术(全文版),2016,54(9):285.
        [2]张爱林.工业化装配式多高层钢结构高层建筑产业化关键问题和发展趋势[J].高层建筑产业,2016,41(1):12-14.
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