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高层建筑装配式钢结构关键施工技术研究李建

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李建

[导读] 摘要：随着我国经济的不断发展和科技技术的不断提高，我国城市化建设的发展速度越来越快，城市建筑的数量和体积越来越大，在我国建筑的发展中，最具有历史性的建筑就是钢结构了，正是因为钢结构适用于我国可持续发展要求的各类建筑中，所以钢结构在我国被广泛的推广和使用。

        天津市盛泰建筑工程有限公司天津市 300000
        摘要：随着我国经济的不断发展和科技技术的不断提高，我国城市化建设的发展速度越来越快，城市建筑的数量和体积越来越大，在我国建筑的发展中，最具有历史性的建筑就是钢结构了，正是因为钢结构适用于我国可持续发展要求的各类建筑中，所以钢结构在我国被广泛的推广和使用。本文着重对装配式钢结构在实际建筑行业中的具体应用和分析，提出了促进我国钢结构发展的有效措施并促进我国钢结构的不断发展。
        关键词：高层建筑；装配式；钢结构；施工技术
        1高层使用装配式钢结构的优势
        高层与超高层建筑往往具有成本投入大，建设周期长等特点，而且在施工时会消耗大量资源，产生垃圾污染、粉尘污染及噪音污染。近几年我国建筑行业劳动产能开始出现过剩趋势，高层与超高层建筑数量暴涨，伴随着智慧家居及新型技术的出现，建筑项目施工成本也在不断增加，采取传统的施工模式已经无法满足社会发展需求。因此，应用绿色环保的施工技术已经成为行业实现可持续发展的必然选择。装配式住宅在节能减排方面有良好表现，工厂按照建筑特征提前预制结构配件，运输到现场进行组装。从而实现预制与施工同时进行的生产模式，提高施工效率，缩短高层项目的建设周期。另外，装配式施工模式，主要是将钢结构构件提前在工厂完成生产，减少现场工序，劳动成本也相应降低。目前，我国装配式住宅按照材料，可分为：混凝土结构；木结构；钢结构三种。由于钢结构的用料特点及加工模式符合工业化生产要求，生产质量与效率都更加有保障，所以已经成为我国最适宜产业化发展的施工模式。预制件在工厂流水线上生产，采取标准化的节点连接方式，避免了传统现场施工可能出现的误差，提高了施工的精度，同时也可以减少后期维修费用，延长项目使用年限。而且装配式钢结构因为钢材的特点，可以使用大开间的平面布置，住宅设计的灵活性大大增强。
        2对装配式钢结构的认识误区
        目前我国在装配式钢结构建筑的发展不及美国等发达国家，主要是人们对于钢结构建筑的认识比较狭隘，存在一定的误区。从我国现在发展状况来看，可大致总结为以下三点：首先，尽管我国在生产工业上的装配式钢结构建筑技术已够成熟，但在民用住宅上的装配式钢结构应用范畴寥寥无几、举步维艰。不仅是缺乏一定的标准说法和使用标准体系，更缺少民用住宅上的标准计算方法；其次，人们担心由于耐火耐腐蚀性能较差的钢结构在正常情况下使用，会使建筑物的耐久性受到一定的不利影响。最后，与钢筋混凝土建筑相比，装配式钢结构建筑每平方米的造价确实较高，这一点也的确有现实案例进行对比计算证明，但是随着我国钢产业的不断壮大，每单位立方米上钢结构的造价与钢筋混凝土近似持平，钢结构建筑施工简单、耐久性好、可靠性强的优点对人们在未来建筑发展过程中具有不容抗拒的吸引力。
        3装配式钢结构建筑的设计
        3.1装配式钢结构建筑
        根据建筑物的功能和抗震能力，预制钢结构可选择以下结构系统：钢结构、框架结构、大型结构的管道结构、移动桥梁结构、交错桁架结构等。钢结构的设计应简单化、标准化和对称，其垂直定位应在刚性和质量变化方面保持一致，以减少挥发性和质量变化，同时应考虑到温度和降水的不利影响。所以装配式钢结构设计应该设置伸缩缝、抗震缝或者沉降缝来抵抗一些外界因素的影响。预制钢结构的结构系统必须有明确的计算表和合理的传输路径，而且在整个结构已经失去了承受荷载的能力时，应对钢结构较为脆弱的部位采取有效的保护措施，加强钢结构建筑的薄弱部位，以应对因某些结构或部分受损而造成的风力压力和地震。钢材和压力钢板相对较高的工业化水平减少了实地的工作量，节省了时间。

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        3.2对于钢管树结构应用的分析
        钢基础结构主要由钢管组成，其构件以标准化、模型化的钢管为主，钢底连接形成钢基础，然后在钢管内专门施工浇筑混凝土。钢底构件的生产和使用主要作为装配楼的主要承重构件和抗侧力构件，由于其独特的技术优势，在现代建筑中得到了广泛的应用，提高了建筑的整体安全性和稳定性。除了上述的一些钢梁结构有效应用之外，钢管束结构的优势越来越明显，在实际施工中更多地被运用和操作，不仅如此，还严格按照现行标准的技术要求进行钢管束施工，以保证钢梁的结构优势，从而保证总装楼的整体安全与稳定。总结以下几点：
        （1）标准层面必须密切监控相关操作，包括《建筑抗震设计规范》。如果预制钢结构是高层建筑，建筑材料的使用必须符合在《高层民用建筑中建造钢结构的技术规格》的具体要求。（2）对于装配式钢结构质量的要求，国家主要以q235钢为主且质量等级不能低于B级。不仅如此，对于现行国家标准《碳结构钢》的具体要求也是需要满足的。（3）混凝土强度的要求。钢管底部的混凝土加固层和控制的混凝土强度必须要超过C30，混凝土在浇筑期间必须要结合钢管底部的混凝土剪力墙的具体要求使用，只有这样才能保证水泥的质量，因为混凝土的质量得到保证，那么钢管束结构整体的安全性和稳定性也得到保证。如果情况允许，整个预制建筑通常由钢管混凝土厚度不到20cm的高密度混凝土组成，进行灌溉并最终由钢丝束系统确保其安全和稳定，或者根据实际情况可以使用普通混凝土。
        3.3装配式钢结构外围护栏结构
        在连接缝隙、连接材料或者连接宽度时，应将不同温度、立方面积、墙体材料与结构层之间的流动性、外墙与标志物之间的相容性结合起来，从而保证墙体外部的弹性密封材料在正常使用时具有坚实的性能。同时，连接的设计也是外围保护的一个重要因素，在有限的状态下，必须避免对连接的损坏，如果单个连接节点发生故障，外部连接板是不应该掉落的，以确保连接节点有单独的连接节点，要保证连接节点处的构造是合理的，受力是均匀明确的，还要保证连接节点处牢固可靠。同时，如果钢结构和外围栏采用的钢体结构变形，此时最有效的解决措施就是采用柔性连接方式，保证节点施工有利于安装且与外围栏相关的钢结构的持续时间也满足设计时间的要求，并应避免外围栏的板破碎、组件组装和塑性变形。
        4钢结构装配式住宅建筑的发展分析
        装配式钢结构建筑的推广要严守绿色环保的理念，其也是基于对能源的降低消耗、土地资源的合理利用以及节能环保的理念基础上所创造出来的新型建筑类型。以此装配式钢结构建筑必须要秉承着绿色、低污染的标准去进行发展和创新研究。要充分考虑利用节能门窗、保温性坚固墙体、组合楼板等环保建筑材料。并且要对工程施工人员和设计人员进行必要的培训，建立专业化的先进技术团队，制订科学完善的装配式钢结构建筑施工的管理制度及施工流程，在保证装配式钢结构建筑的质量前提下充分地利用其独有的优势，将绿色建筑、环保施工的理念进行广泛的应用和推广。促进新时代的新型建筑工程项目的可持续发展。其关于环境保护、生态城市建设方面的优势决定了其必然会成为未来建筑行业发展的趋势。
        结语
        综上所述，近几年我国城市化建设不断深入导致大量人口涌入城市，城市土地资源也越发紧张，为缓解资源问题，高层与超高层建筑项目拔地而起。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.
        [3]吴嘉琦，高志鹏，黄祺合，等.柳州市莲花城保障性住房项目装配式高层钢结构住宅施工技术控制要点[J].企业科技与发展，2019（10）：95-98，101.