高层建筑钢结构施工技术的相关探究 李果峰

发表时间:2020/7/2   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:李果峰
[导读] 摘要:装配式住宅目前在城市中较为常见,这种施工方法只需提前在工厂中预制配件再运输到现场安装,即可减少施工现场用工量,实现“同步”施工。
        中国三冶集团有限公司  辽宁鞍山  114000
        摘要:装配式住宅目前在城市中较为常见,这种施工方法只需提前在工厂中预制配件再运输到现场安装,即可减少施工现场用工量,实现“同步”施工。本文将结合装配式钢结构特点,讨论BIM建模、配件分段吊装、外围墙施工、钢梁柱安装、消能减震等关键施工技术,致力于在节约工期的基础上提高项目建设质量。
        关键词:高层建筑;装配钢结构;施工技术
        1.高层建筑钢结构施工特点
        1.1比重高
        由于高层建筑的总体高度相对较高,因此在设计和施工过程中,高层建筑除了最低层外还需要在地面之上工作。首先,在施工过程中,需要一个高效的运输系统来快速合理地将建筑物彼此连接。另外,各种材料,设备,机械和零件被运送到施工现场。其次,高层建筑需要高空作业,狭小空间和高地面高度,这使得高层建筑的建造更加复杂和特殊。
        1.2地基深
        由于重心高度集中且物体较重,因此高层建筑不仅应满足基础设计的一般要求,而且应考虑建筑物高度,形状,基础土壤质量和抗震设防强度等因素。基础是建筑物的基础,以确保建筑物的稳定性。为了使建筑结构的稳定性达到标准,应在施工前对基础和周围地形的土壤质量进行测量,以使基础能够满足抗倾覆和防滑的要求。
        1.3工程量大
        有大量的高层建筑。在高层建筑的施工过程中,由于该项目涉及多个部门,因此涉及一系列问题,例如项目设计,材料准备,机械设备,施工人员和管理人员的选择和培训以及随后的正式工作。建设,例如建设管理,质量监督和项目维护,需要各个部门之间的高度协调与合作。因此,高层建筑的设计和施工必须科学设计和严格组织。严格的管理,高度的协调,各部门的协调,精心的施工,严格的质量标准遵守,不断改进的大量工作,分工明确,职责明确,实时监控和集中管理的一些关键环节,因此,高层建筑的施工难度也增加了,特别是建筑材料和机械设备的安全性以及施工所需人员的运输,强调了高层建筑的结构,高层建筑的高度和较高的安全性。
        1.4施工时间长
        根据有关调查,最简单的高层建筑至少要花两年时间才能基本完成所有建设。因此,为了保证高层建筑结构的快速安全完成,有必要事先制定高层建筑施工计划,并制定相关措施,以保证高层建筑的安全。建筑结构的施工在最短的时间内完成。
        1.5技术要求
        高在中国,高层建筑主要由钢筋混凝土结构制成。随着人们美学的多样化,许多高层建筑逐渐增加了钢-混凝土混合结构,使建筑物的外观更加美丽和奇特。我们将专注于钢筋混凝土连接,焊接技术,结构安全性,模板加工,混凝土性能和合理的配合比。
        2.高层建筑钢结构施工的关键技术
        2.1BIM建模
        BIM系统可以根据设计图纸进行三维建模,使用“构件参数库”与“节点数据库”来判断三维模型参数,使用BIM技术可以实现对预制件节点的进一步优化,深入的设计结构。如今,高层建筑层数不断上涨,施工难度也在增加,BIM技术能够对图纸进行直观化、可视化的建模,能够一定程度上减少钢结构装配施工难度,实现一体化设计。BIM系统配合使用AUTOCAD及TEKLA软件,可以真实模拟出现场施工情况,CAD可直接转化工程材料图,TEKLA可以对建筑材料、加工工艺进行排版,为现场操作提供很多便利,管理人员也能根据模拟情况规避一些错误,提高钢构件安装的效率。


        2.2配件分段吊装
        装配式建筑在现场施工时,应当按照图纸对起重工作进行设计,确保吊装起重极限维持在最佳范围内,全面分析运输条件。通常来说,配件分段长度应大于12m,宽度大于2.8m,高度大于4.5m,采用分段技术对钢预制件进行处理。分段吊装在整个钢结构装配建筑施工过程中占据重要位置,所以需要做好吊装方案设计,提高结构安全性,科学选用塔式起重机的型号,根据现场情况分布设备。起重机的吊装范围应当覆盖整个施工现场,并确保起重机性能与型号符合方案中的吊装需求,防止后期施工受阻。
        2.3外围墙施工
        高层钢结构装配建筑施工时所使用的外墙板和节点连接件主要产自预制厂的流水生产线,施工人员在连接外墙板时,主要采取的操作方式为上限位点与下托点全面连接,整个连接过程都是以全熔透焊为主线。具体施工操作为:首先工作人员需要根据实际图纸所标注的参数,对钢结构安装的垂直度和平整度进行调整。然后在预制板墙起吊前,仔细检查构件型号及安装位置,确认无误后方可开展后续吊装操作。从以往工程建设中可以看出,预制外墙板的最大单块重量已达到了400kg,在实际单轨吊车操作架打造上,可以根据实际要求对其进行移动操作。在安装过程中,将支架移动到楼层边缘中,当板材起吊后,需将其安置到平稳位置处,借助于撬棍对墙板位置进行有序调整,当垂直度和平整度均达到要求后,就可以判断其达到了最佳的施工标准。
        2.4钢梁柱安装
        在使用BIM技术将梁、柱和建筑整体模型制作完成后,就可以开始安装施工现场的钢立柱。安装时,应当严格按照三维模拟图与碰撞检查依据来调整现场施工顺序,从而确保钢立柱安装尺寸与位置的精准度。注意安装建筑节点位置,对于临时安装钢立柱应当使用纵横梁平面试拼法,从而保证安装过程中不会出现差错。梁与柱在建筑中均能起到承重作用,尤其是当自然灾害发生时,建筑整体在灾害中表现出来的可靠性与稳定性直接取决于梁、柱的安装质量。所以,施工人员应当在现场安装之前,对已经出厂的梁的质量及型号进行仔细核查,判断其与施工要求是否相符,在完成检查后注意将安全扶手绳和扶手套上。在前期准备工作全部结束后,就可以开始现场安装梁柱,为了避免安装错位、移位等问题的出现,施工人员应当在吊装之前,将主梁两侧扎绑起来,然后按照顺序吊装其余梁柱。为了缩短施工时间,提高安装速度,施工人员可以结合现场实际情况使用“一钩多吊”技术,需要注意的是,在进行“一钩多吊”时,单次梁柱的起吊重量应当小于5t。
        2.5消能减震技术
        地震灾害对高层建筑使用的安全性有着致命的威胁,做好消能减震工作,能够提高钢结构装配式建筑的稳定性,降低下沉风险。近几年,消能减震技术不断发展,已经成为避免建筑结构灾害的主要方法。消能减震技术主要是通过在建筑结构内部空间安装消能器来达到增加结构阻尼的效果。安装位置比较多样,例如:剪力墙、结构节点、连接缝、相邻建筑之间、楼层空间等等。在安装消能器后,建筑结构对强风、地震的反应会大大减弱。另外,为了进一步增强高层建筑的消能减震效果,施工人员还可以使用无屈曲波纹钢板的剪力墙,这种剪力墙可以在弹性阶段提供较大刚度,在单侧力的作用下,只会屈服不会出现屈曲变形的问题,能够最大程度上发挥出钢板剪力墙的承载效果,出现地震后,有效减少建筑耗能。而且为了满足高层建筑的消防要求,施工人员可以在无屈曲波纹钢板的两侧使用不燃材料的约束板,这样一来,施工人员不用再额外涂抹防火涂料或采取其他防火措施,大大节省了施工成本,加快施工进度。
        结束语
        综上所述,装配式钢结构是高层建筑施工的核心部分,作为施工人员应采取科学的施工技术,确保结构的稳定性与安全性,为后期建筑投入使用奠定可靠的基础。
        参考文献
        [1]刘伏良.高层装配式钢结构住宅绿色建筑技术分析:兼论钢框架-钢支撑结构体系的运用[J].四川建材,2019,45(12):74-75.
        [2]许良梅,王友光,田朋飞,等.三维激光扫描技术在施工精准控制中的应用与研究:以装配式钢结构建筑为例[J].安徽建筑,2019,26(10):118-119.
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