超高层钢结构建筑施工技术控制要点 冯奇

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:冯奇 张嘉伟
[导读] 摘要:目前,超高层建筑的主体框架大多使用钢结构材料,钢结构建筑体系是一种新型建筑体系,具有经济实用、安装简便、施工快捷等优势。
        中建八局第一建设有限公司  山东济南  250000
        摘要:目前,超高层建筑的主体框架大多使用钢结构材料,钢结构建筑体系是一种新型建筑体系,具有经济实用、安装简便、施工快捷等优势。针对超高层建筑中的钢结构体系及施工技术特点进行分析,以期为相关工程提供参考。
        关键词:超高层建筑;钢结构;施工技术
        引言
        超高层建筑钢结构施工的关键技术,包含了钢结构材料、超高层钢结构设计、结构体施工同时也应该包含施工过程中的管理及监督,要从设备材料的选型到前期规划设计最后落实到施工过程,进行全方位的监管,以施工安全和质量为目标,确保超高层建筑的使用安全。
        1超高层建筑钢结构的概念及优势
        根据我国民用建筑通用准则,总体高度超过100m或者在40层以上的建筑物,定义为超高层建筑;采用钢结构作为结构体的建筑,称之为钢结构建筑。钢结构在作为超高层建筑结构主体时,较传统的建筑结构材料有着非常明显的优势,首先在材料重量上,由于传统的混凝土结构,在同等抗压条件下,钢结构材料有着较小的构件截面,能够有效节约建筑物空间,同时利于超高层的建筑施工,极大提高了建筑结构的施工效率;其次钢结构材料相较于传统的混凝土材料,在建筑节能、绿色以及环保效果上都有着较强的优势,在满足超高层建筑质量安全的前提下,钢结构材料更能满足国家节能建设、绿色发展的要求,同时对建筑美观的提升效果,要大大优于传统建筑结构材料。
        2超高层钢结构建筑的重要性
        随着我国科学技术的飞速发展,各行各业蓬勃发展,尤其是与民生密切相关的建筑行业,其成效对推动国民的居住环境、居住条件具有重要意义。而对于建筑业来说,尤其是超高层建筑,由于其独有的特性和建筑高度,对施工材料的质量和施工工艺要求较高。目前,我国超高层建筑中,钢结构运用十分广泛,相比钢筋混凝土具有较大优势。由于受建筑高度影响,钢筋混凝土必然承受较大压力,灌注的柱子体积必然需要增加;楼层越高,灌注的柱子体积越大,占用超高层公摊空间面积越大,影响高层建筑的整体结构性。因此,在超高层建筑中采用钢筋混凝土作为主体结构的越来越少。而钢结构具有承重力强、占地面积小的特点。在我国,钢结构在超高层中的运用非常普遍,其功能性和综合效益得到了充分认可。在超高层建筑中采用钢结构作为建筑主体结构,也是我国对建筑材料综合运用能力的体现。
        3钢结构施工前期准备
        超高层建筑钢结构施工前,必须做好充足的施工前准备,以满足施工过程中施工安全的要求,包括对超高层建筑施工图进行严格的审查,确保没有违反设计强条;对钢结构材料进行选择,确保材料抗压及承载性能满足设计需求;针对超高层钢结构施工做出详细的部署,确保工程施工的安全及进度。
        3.1严格的施工图审查
        钢结构施工图是超高层建筑结构施工最重要的技术性文件,在施工开始前,必须组织专家对设计施工图作出严格的评审,确保施工图符合相关设计标准,施工工艺的选择及技术规范的选定符合超高层建筑钢结构安全施工的要求;同时在施工图审查过程中,相关施工人员也能进一步了解设计结构与施工方式,有利于整体施工的进行。
        3.2钢结构材料选择
        钢结构材料作为超高层建筑主体结构时,其抗压强度和承载力都优于同等条件下的混凝土材料,但是由于钢质材料存在导热系数较大的缺点,其在耐火性能上,存在一定的缺陷,随着我国材料科学的进步,耐火钢的发明填补了钢结构的缺点,其各种指标如化学指标、物理指标、抗冲击指标及焊接指标都能满足现代超高层建筑结构需求,为保障超高层建筑的安全,在进行结构主题材料选择时,应采用符合国家标准的耐火钢。


        3.3钢结构施工部署
        超高层钢结构主体施工过程中,存在多施工工序与多工种并行施工的情况,因此必须在施工开始前期做好施工部署工作,为多工种配合及多工序并行提供良好的施工计划,合理钢结构的施工时间,在保障钢结构主体安全及施工质量的前提下,有效地提高结构施工的效率,缩短施工周期。
        4超高层钢结构建筑施工技术的要点分析
        4.1施工前的准备工作
        1)设计图纸超高层钢结构建筑施工前需要进行图纸规划,明确施工工艺及尺寸,保障设计理念能被施工方理解并作为施工方的建设标准,同时也能作为施工结束后的评判标准。2)安装准备由于超高层建筑采用的钢结构主体是由前期工厂模具制作好的结构,需要一次性安装到位,体积和重量较大,因此在安装过程中需准备好吊装设备———起重机。吊装前要考虑吊装设备能否满足承载需求,只有将合适的吊装设备准备到位,才能确保施工过程顺利进行。3)施工准备施工人员需要做好一系列准备,包括钢结构配合部件、设计尺寸、仪器设备、运输装备等。施工过程中遇到突发事项时的应对措施也要准备到位,防止突发事项的产生,保障施工过程安全顺利。
        4.2钢结构柱施工
        钢结构柱采用吊装施工,吊装时首先应确立柱体定位轴线,并且以地面控制网为基准在轴点放样;吊装过程中不能使结构柱拖地,到达结构柱安装位置时,按照先垂直再水平的顺序,对钢结构住的高程及位移进行调整,最后进行垂直度调整。
        4.3钢结构梁施工
        结构梁吊装前,首先要确定柱间距以及结构柱高度是否达到设计要求,主梁吊装时利用扶手绳等工具确定梁体安装位置;梁体到达指定位置后,采用扶手索对梁柱之间进行固定,以保障结构梁后续施工安全;吊装施工过程中,梁体吊装点的选择必须根据钢结构梁的总跨度来确定。
        4.4焊接施工
        钢结构焊接施工包括内腔同步对称焊接,采用钢结构内腔竖向焊接,以5人同步快速对钢结构体连接部位进行焊接,焊接时应注意排气设施及保障内腔空气清新;其次是外腔超长横向焊接,以8人采取同步的对称焊接,长边安排6人,短边安排2人,分段对钢结构件进行跳焊,同时在焊接时临时加设反变形约束装置以保障焊接精度。焊接完成后,采用超声波探伤技术对焊接部位进行检测。
        4.5除锈与涂装
        钢结构材料在进行施工前,已进行防锈处理,在焊接安装施工后,必须针对焊接部位及连接部位的螺栓进行再次防锈处理,同时对在吊装过程中钢结构材料的受损部位,也必须再次进行除锈处理;同时对钢结构表面进行清洗,并涂装防火涂料,以确保钢结构整体耐火性能达到设计标准。
        结语
        随着时代的发展、科技的进步,对超高层主体材料的要求越来越高。现阶段钢结构作为主流建筑材料,运用非常广泛,钢结构以其大跨、超高的优势显示出建筑工程的施工技术水平。目前,如何使钢结构建筑达到更高的工艺水平,还需更深入的研究。
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