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高层建筑钢结构装配式施工技术应用分析李辰

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第11期作者：李辰季腾

[导读] 摘要：我国的经济技术不断发展，建筑行业也顺应时代的发展，有了新的进步和提高，现在城市中因为居住人口越来越多，建筑用地面积却越来越少，新修的建筑都是以高层为主，建筑物的修建就像是一个完整的组装工程，将不同的构件以科学合理的形式装置在一起。

        山东省建筑科学研究院有限公司山东济南 250031
        摘要：我国的经济技术不断发展，建筑行业也顺应时代的发展，有了新的进步和提高，现在城市中因为居住人口越来越多，建筑用地面积却越来越少，新修的建筑都是以高层为主，建筑物的修建就像是一个完整的组装工程，将不同的构件以科学合理的形式装置在一起。在建筑施工中，无论哪种结构都会用到装配式的施工技术，装配式施工技术中应用得最为广泛的就是建筑中的钢结构、现代木结构等，运用这一技术的建筑多为近年来新修建的建筑，不仅安全系数高，还绿色环保。因此，加强钢结构装配式施工技术应用研究，对于提升高层建筑整体建设质量具有重要意义。
        关键词：高层建筑；钢结构装配式；施工技术；应用分析
        1.配式高层钢结构建筑应用优势
        装配式高层钢结构建筑项目施工方式具有以下优势：一是结构高度集成化，与传统建筑项目实施而言，该类建筑所采用的结构类型具有施工灵活的优点，如施工所使用的构件可根据模数及建筑情况自由确定并合理实施，能使施工效率得到显著提升，对提高建筑项目实施的可靠性具有重要的意义。二是施工周期短，即该类实施方式强调工厂预制与现场施工的安装模式，对构件的强度及精度要求高，同时可引入各类数控机床等用于加工，可明显缩短施工周期，节约材料。三是综合性能高，如装配式钢结构建筑多采用轻质高强钢材实施，减少了材料的试验，提高了工厂流水线生产，对控制环境污染及减少人工成本具有重要价值。综合来讲，装配式高层钢结构建筑实施较传统建筑项目实施而言，具有较大的经济效益及环境效益，可在后期项目实施中投资与推广使用。
        2.高层建筑钢结构形式选择及分析
        2.1预制仓
        预制仓就是将设备集中放置在一个预制箱内，设备与箱体均在工厂组装完成，运至现场后完成拼装。该种结构的优点在于结构紧凑、占地小、可以做到无缝对接等；其缺点在于操作空间小，使用中会存在漏水等情况，档次低，后期维护使用成本高。
        2.2钢筋混凝土装配式建筑
        该种结构主要是将结构构件（如梁、板等）按照设计图纸要求完成预制后运送至现场完成组装。该种形式对于接缝的处理常需要细石水泥土进行连接，进而对保证连接点的可靠性具有积极作用。但施工中的缺点也是明显的，如梁板、柱运输的吊装难度大、需要较多的湿作业及抗震作用差，使得其使用受到限制。
        2.3钢结构建筑
        钢结构装配式结构属于现有装配式建筑使用的重点，具有以下特点：大多连接均采用螺栓连接，仅小部分需要在现场进行焊接或浇筑，减少了室内及室外装修的工作量；构件的加工及生产不受现场环境的影响，且在建筑“三通一平”未开工前即可实现对建筑项目的实施，减少施工周期。此外，抗震性能好及自重轻也是主要优势。
        3.高层建筑钢结构装配式施工技术应用
        3.1构件分段技术的应用
        建筑行业选用新型的建筑材料，相应的施工技术也应该得到更新与提高，以便更好地发挥钢结构建筑的作用。高层建筑中使用的钢结构一般都是较为大型的，都是由大型施工机械进行建设的，那么在构件从工厂运输到施工现场的过程中，对于超过正常运输标准的构件，需要进行分段运输，就需要建筑单位应用构件分段技术对构件进行相应的处理，这也是装配式施工技术中最常用的一种技术。建设人员在高层建筑施工中应用钢结构时，施工人员一定要保证构件完全在塔吊的应用范围内[1]。

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        3.2吊装技术的应用
        高层建筑选用钢结构并应用装配式的施工技术中，最为关键的就是吊装技术，只靠施工人员手动组装，完全不能满足高层建筑的需要，需要依靠现代建筑技术，以机械设备的力量代替人工的运输，在整个组装过程中，吊装技术显得尤为重要。在施工之前，建设人员就需要对整个项目有充分的了解，包括施工场所的面积、吊装设备的选择与搭建、吊装设备的承重能力等，这些都需要施工团队先对实际施工场所进行深入的分析与研究，再根据实际需求选择适合的吊装设备以及设备布置的位置。吊装设备的选择应该考虑以下几个方面：①起重性能满足构件装卸的要求，并且能满足施工现场的重量要求；②施工场所是在塔吊的建设范围之内。完善的吊装计划与科学的吊装设备能够大大提升钢结构装配式施工技术的效果和安全性。
        3.3钢结构节点技术应用
        3.3.1梁、柱结构的节点施工
        装配式钢结构的施工技术能够将预制的构件进行组装，为了保证建筑框架的稳固性，需要将H形柱与在建筑中起到主要承重作用的梁结构进行连接与加固，不同的结构所选用的连接方式也不一样，应该根据实际需求选择合适的连接方法。建筑中梁和柱的连接就不会采用传统焊接的方法，避免钢材发生变形而影响建筑效果，一般会采用螺栓的形式进行连接，以保证二者能够紧密连接且不变形。梁与柱之间的连接方式既可采用螺栓的方式，又可以采用拼接的方式，都能够使各节点之间无缝连接。不同结构一般采用不同的连接方式，无论采用哪种技术，都要考虑施工现场的实际情况，并严格按照相关要求与规定进行操作，如钢管柱和H梁同样可以采用普通高强度螺栓的方式进行连接，现有的连接方式能够基本满足装配式钢结构中各部分的连接需求，一旦操作失误或连接条件不足，就会给施工项目带来阻碍，影响工程质量。要提高施工中的连接技术，就需要根据技术的发展不断改进和创新连接技术，将最新的技术融入其中，从而找出更好的连接方法。
        3.3.2板结构的节点施工
        建筑物的施工过程是从框架开始一点点搭建组成的，钢结构的组装相当于完成了建筑形状的搭建，框架搭建完成后，就需要其他物质完成建筑墙板的填充。从目前的科学技术来看，高层建筑中的墙板大多数都是由混凝土、钢筋等构成的混凝土板，这类蒸压轻质的墙板虽然非常轻便，但隔音效果很好且抗压抗震能力强，同时采用的是节能环保的绿色建材，所以其污染性小，对人体的危害性也不大，其内部的密度较其他建材而言会高很多，所以墙板的保温作用非常好。在对板结构的节点施工过程中，需要做好墙板与建筑各处的连接，需要注意的地方有三点：①各墙板之间的连接。墙板与墙板不会自然连接在一起，需要应用建筑技术和建筑工具钢骨架、螺钉等，将墙板的接口处牢牢地固定在一起，所需工具的长度与宽度要根据墙板的厚度来确定。②外墙板与梁的连接。高层的墙板是通过吊装设备将墙板运输至施工楼层，再将保温板安装至墙板。③房屋构建中除了墙板还需要门窗，需要做好墙板与门窗的连接，保证建筑的稳定性。
        3.4外围集成技术应用
        高层建筑相对于底层建筑来说，更容易因自身高度的原因受到外界因素的影响，尽管使用的是钢结构装配式的施工技术，仍然会存在一定的不足。在这种情况下要充分发挥装配式施工技术的作用，保障建筑的实际效果，还可以通过对建筑中外围集成技术的分析和巩固，提升高层建筑的稳定性和实用性。应用外围集成技术，能够优化建筑内墙、外墙体系，加固楼承板，维护整体建筑，保障墙体间连接点的装配效果，提升钢结构装配质量，不仅能满足高层建筑的使用功能，还能满足人们对居住条件的期望，提升建筑的整体效能。
        结语
        当前建筑施工中强调能源节约及环境保护，提高建筑项目实施的经济效益，实现可持续发展。装配式结构施工对实现绿色施工、降低能源消耗发挥了重要作用。本文以装配式建筑施工为例，对该种施工方式的价值及常规施工形式进行了说明，并提出了该类建筑施工质量保证的主要技术，可为后期该类建筑施工提供参考及借鉴。
        参考文献：
        [1]刘海第.关于预制装配式建筑施工技术的研究与应用分析[J].居舍，2019（06）：57.
        [2]刘峰.预制装配式建筑施工技术的研究与运用[J].甘肃科技纵横，2018，47（03）：47-49.