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摘要:在高层建筑施工中,钢结构已得到了较为广泛的应用,这是因钢结构的自重较轻且强度较高,故被广泛用于房屋、超高层、桥梁、工业企业厂房等建设中。现阶段,随着我国社会经济的快速增长,我国所建设的高楼大厦也越来越多。由于钢结构具有稳定性好、成本较低、施工进度快、结构完美等优点,因此其在建筑工程施工中应为较为广泛。文章概述了高层建筑钢结构施工和其特点,以及高层建筑钢结构施工技术的现状,并重点介绍了高层建筑钢结构施工技术,以供同行参考。
关键词:高层建筑;钢结构;施工技术;
1 高层建筑钢结构施工概述
通常情况下,高层建筑内部的钢结构主要指的是以型钢或者钢板制作而成的结构构件,再使用螺栓或者焊接手段将其连接在一起,促使所有的结构构件能够协同受力,以此来保证整体结构的稳固性。钢结构作为现阶段高层建筑建设的一种新型材料,其具备了许多材料都不具备的优点,与混凝土材料相比发现,钢结构的整体施工可以在工厂预制生产,然后再使用吊装技术在施工现场进行吊装,这样将避免了很多繁琐的流程。但是,施工现场混凝土的施工却需要大量的人力,而且很容易出现差错,而对于钢结构的现场施工而言,仅需要将先前预制的钢结构构件使用吊装技术吊至相对应的位置,并使用螺栓锚固或者电焊等手段将这些钢结构构件拼装在一起即可,这样不仅可以节省大量的时间,同时也有助于保护施工现场施工的环境。混凝土浇筑完成以后,还要继续对其定期进行养护,这样才能保证其强度,然而,在多数建筑工地,施工单位为了赶工期,根本不重视混凝土的后期养护问题,进而导致混凝土的强度无法满足工程施工要求,但是钢结构的施工就不需要养护,这将在很大程度上提升工程的施工效率。
钢结构具有比混凝土结构大很多的抗压、抗弯能力,同时,钢结构自重较轻,其可以将结构的自重载荷降至最低,以满足结构强度及安全性的要求。钢结构也可以循环使用,后期若要拆除先前建设的工程,钢结构中的型钢或者钢板依然可以再次使用,这样不仅节省了资源,也会降低工程施工成本。钢结构施工可以直接使用吊装技术进行吊装,这将会大幅降低工人的劳动强度,同时,也能保证工程的施工进度。
2 高层建筑钢结构的特点
2.1 建材质地良好
通常情况下,钢材的生产及加工工作都是由人来完成。人通过使用焊接、热轧等工艺,促使钢结构满足建筑工程施工要求。与其他建筑材料相比,钢结构有很多其他建材所不具备的优点,这些优点促使钢结构在跨度较大且载荷较高的建筑结构中发挥了重要的作用。此外,钢结构的强度也相对较高,在进行钢结构施工时,即使钢结构的截面很小且厚度也相对较薄,依然能够有非常高的承载能力及较高的稳定性。
2.2 材质分配均匀
通常情况下,钢结构的内部结构都比较均匀且具有很多共性,在计算钢结构的受力强度时,可以使用工程力学来计算。而在轧制钢结构时,必须严格管控钢结构的质量,以确保所核算的受力范围的准确性。
2.3 制造钢结构的技术较为成熟
钢结构通常都是由型钢及钢板组合而成的,钢结构的加工都是使用机械来完成的,同时,生产商都拥有很高的加工技术且加工工艺也比较成熟,因此,能够准确控制精确度,进而确保所制造的钢结构的质量能够满足工程施工要求,钢结构的施工基本上都是使用吊装技术直接在施工现场完成钢结构的组装施工,然后再使用不同性能的螺栓进行锚固或者使用焊接工艺来完成组装工作,这样不仅节省了大量的人力,还保护了施工现场的施工环境。
2.4 钢结构存在缺陷
钢结构的缺陷体现在其耐热性、耐腐蚀性及耐火性上。与混凝土相比,钢结构具有较强的导热性能,当温度超过350℃时,其弹性及强度就会降低,当温度超过600℃时,钢结构的很多性能就会丧失。因而,在进行高层建筑钢结构施工时,必须认真检查防火设计及相关的消防设施的配备。另外,钢结构也不宜长时间暴露于空气中,因为其会与空气中的氧气发生化学反应,并会生锈,这将会在很大程度上影响到整体钢结构的施工效果。
3 高层建筑钢结构施工技术的现状
3.1 针对标准图的选择要求越来越规范
现阶段,随着时代的发展,建筑工程施工所使用的施工方法也在不断变化,人们在追求物质生活的同时,对建筑的结构以及形式也有了更高的要求,在此基础上,针对图纸的审核问题相关部门应该更加严格。特别需要注意的是,在高层建筑的施工中,由于施工的标准图与设计图纸之间存在很大的差异,在一些规模较小的工程施工中,存在着部分标准图无法使用的问题,所以,施工单位必须根据工程的实际情况进行施工,以提高工程建设的经济效益以及施工安全。但是,针对一些规模较大的工程而言,其是否严格按照规范使用标准图会直接影响工程的整体施工效果,与此同时,需要注意的是,标准图的使用往往需要很多的资金支持,这无疑将会增加工程的施工成本。
3.2 钢筋的质量有待加强
在进行高层钢结构施工时,钢筋作为主要的施工材料,必须严格把控钢筋的质量。在进行钢结构施工时,施工技术的选择必须科学、合理,以提升钢结构的整体施工质量。目前,尽管市场上钢筋的供应量充足,但是钢筋的质量却存在着较大差别。一些建筑公司为了提升自身的利益,压根不重视钢筋的质量问题,导致很多工地上使用的钢筋都无法满足工程施工要求,最终将会影响钢结构的整体使用性能。此外,针对钢结构的施工材料的质量问题,也必须制定严格的检测标准,因为在进行工程施工的过程中,经常会有一些企业为了提升自身的经济效益,增加利润,而使用劣质材料,进而导致工程出现质量问题。
3.3 抗震措施有待完善
在进行高层建筑钢结构施工时,针对建筑物的抗震能力也应采取与之相对应的施工技术,通常情况下,地震会严重威胁到建筑物的使用寿命。同时,最近几年,我国频繁发生地震灾害,因而在施工期间,抗震施工就显得非常重要。
高层建筑的占地面积及工程施工量通常都比较大,因而钢结构必须具备良好的抗震性能,这就要求建筑单位在进行材料选择时,就必须重视材料的抗震性能,然而,在进行钢材采购时,多数施工单位依然不重视钢材的质量问题,购买劣质钢材,这将会在很大程度上降低建筑物的抗震性能,进而对建筑物的抗震效果造成负面影响。
4 高层建筑钢结构施工技术
4.1 预制模板施工技术
工程的施工质量及施工效果通常会对工程的施工周期产生很大的影响,特别是高层建筑的施工周期更是一个不容忽视的问题。通常,高层建筑的建筑结构都比较复杂,同时,施工期间重复施工的次数也比较多,这就要求施工单位不仅要重点考虑施工技术的把控及运用问题,而且还要考虑施工周期的合理性问题。为了能够有效控制、合理安排工程的施工周期,施工单位通常会选用滑模法及爬模法,以此来确保整个工程的施工环节能够紧密连接,进而保证工程的施工质量。预制模板技术可以保证工程的整体施工效果,此种施工技术的机械化程度也相对较高,能够帮助施工人员科学地控制工程施工周期。同时,使用此技术也能缩短工程建设周期,进而缩减工程施工成本,在此基础上,还能保证工程的最终施工效果。
4.2 吊装技术
(1)在使用吊装技术的过程中,相关工作人员必须按照一定的顺序逐一起吊钢结构的构件,以防止因安装环节中因顺序错乱而造成不必要的麻烦,另外,还需严格控制起吊时间,以确保施工高度,同时,还需注意空中钢结构的安全问题,以防止施工中已安装好的钢结构构件与其他构件之间相互碰撞。(2)针对钢结构构件所在位置必须进行准确定位,以确保工程的施工安全以及施工质量。同时,还需按照钢结构的构件及工程施工要求进行合理布局,合理设计并制定监测方案,以监测钢结构每一环节的施工。只要能够准确定位钢结构每一个构件的位置,就能保证工程的施工进度以及工程的施工质量[4]。同时,针对影响钢结构主体的受力问题,也应认真分析原因。另外,还需准确标记吊装之前钢结构构件的安装位置,使用经纬仪等工具测量构件的具体位置,并将其调整至相应位置,将误差控制在合理的范围内。(3)针对钢结构构件的安装及连接问题,必须保证其质量,以避免出现钢结构构件脱离吊机而出现位移问题,同时还需调整临时固定装置的位置,以避免拆卸过程中出现问题,以确保后续施工能够有序进行。
4.3 螺栓安装技术
螺栓安装是完成所有节点之后所需完成的最后一道工序,须注意的是螺栓的穿入方向必须始终保持协调一致。螺栓安装的工作原理则是将螺栓从内向外依次插入需要接合的箱形截面构件中,并从外部进行加固,以确保其安全性。假如外部尚不具备加固条件,则可以将螺栓从内侧插入,但是所安装的螺栓必须保持相同的安装方向。针对高强度螺栓(例如大六角)而言,当其根部呈倒角时,其安装方向应与应与螺栓头对应,而尾部的螺栓垫圈的安装与扭剪型螺栓的安装基本相似。安装螺栓时,假如螺栓尚不能顺利穿入螺栓孔内,则必须修正或者调整螺栓孔的位置,直到螺栓能够顺利穿入为止,同时,还需拧紧四周的所有螺栓,以便能够保证螺栓安装的安全性。其次,在调整螺栓孔的位置时,不仅要修正孔四周的毛刺,同时,为了防止铁屑残留于螺栓孔内,应及时处理掉残留的铁屑,使其表面保持平整干净,以确保螺栓安装工作能够顺利进行,进而进一步提升钢结构的整体施工质量。
4.4 焊接技术
焊接质量是确保钢结构的整体结构的稳定性以及牢固性的重要环节,因而,必须对此环节中的每一项技术进行精细化控制。(1)必须认真检查焊接材料的质量,同时,所使用的焊条也必须有生产合格证,而且钢结构的焊接还必须按照焊条的使用说明和使用要求来进行,同时焊缝的表面还必须保持平整不能出现裂纹,而且焊缝的四周还不能有气孔,焊接好以后,则需使用无损检测技术检测焊接位置,以保证焊接质量能够达到工程施工要求。(2)焊接钢结构时,焊接必须按照一定的顺序来完成,必须坚持结构、节点、全方位对称原则,分层焊接应连续进行,并且中间位置不宜出现断裂痕迹,焊接好每一层以后,必须及时进行检查,并将焊接表面的残留物清理干净。焊接顺序应按照钢结构的安装顺序来排列,通常情况下,首先应焊接多层梁柱以及节点部位,其次在焊接底部的柱子,最后焊接中间部位。假如顶部的垂直挠度较大,那么就需要先焊接挠度较大的部位,再按照自上而下、先中间后两端的顺序完成焊接工作,以保证钢结构的整体稳定性及牢固性。
4.5 施工管理技术
钢结构的构件通常都比较复杂且数量较多、体积较为庞大,在进行高层建筑施工时,若施工所使用的施工管理技术达不到要求,将会导致很多安全问题,如安装问题、质量问题、施工问题等。基于此,在钢结构施工期间,必须重视施工技术的管理问题,同时,工程施工必须严格遵守相关的施工规范。(1)所设计的施工图必须科学、合理,施工还需按照一定的施工工序来进行,对所要使用的施工材料(如焊接材料、钢结构的原材、螺栓等)必须进行质量检测,以确保施工材料能够满足工程施工要求。施工期间,施工设备出现安全隐患是影响工程施工的一个外在因素,在进行工程施工的过程中,施工单位若不重视机械设备的日常检查、维护问题,施工中若机械设备出现故障,则会耽误工程施工,严重时可能会威胁到施工人员的生命安全,因此,在施工期间,必须做好机械设备的日常维护,同时还需定期对机械设备进行养护管理,以确保机械设备能够始终保持良好的运行状态,并做好应急预案的准备工作,假如施工期间机械设备出现故障,则需要工作人员能够快速找出故障原因,故障所在位置,并及时更换故障部件或进行维修,将损失降至最小。另外,施工单位还应重视相关技术人员的培训问题,定期对技术人员进行专业知识及技能培训,以提升技术人员自身的安全意识,提高工程施工效率。
5 结束语
在我国社会经济快速发展的今天,随着城市化进程的加快,高层建筑的数量也越来越多,在高层建筑的施工中,钢结构作为主要的施工材料,其施工质量会直接影响整个工程的整体施工效果,然而,现阶段,我国钢结构的施工技术依然存在着很多缺陷,这就要求相关工作人员必须重视高层建筑钢结构的施工技术的研究,进一步提升高层建筑钢结构的整体施工质量及施工效率。
参考文献:
[1]李红运.高层建筑钢结构设计要点分析[J].住宅与房地产,2016(21):40.
[2]王林峰.高层建筑裙楼金属结构的集成技术[J].建筑工程,2018,40(1):22-25.
[3]徐福.基于建筑钢结构的建筑技术与质量控制研究[J].科技,2018,23(11):95.
[4]赵伟.超高层建筑钢结构施工技术与管理[J].钢结构,2007(11):74-77.