毕国敬 毕帅旗
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摘要:装配式高层钢结构属于一种新型的施工方式,在目前建筑项目施工中具有较大的应用优势及发展前景。装配式建筑,属于一种建筑的现代化施工方式,主要通过对房屋结构进行设计后,对各个构件采取工厂预制、现场组装的方式完成项目施工,对于提高建筑性能及产品质量、促进能源节约及环境保护具有重要作用,符合当前我国可持续发展战略的要求,对实现建设低碳环保及节能型建筑具有极大的应用优势及前景。目前,该类建筑可根据其所使用构建的不同进行分类,包括:预制混凝土结构、预制装配式结构、预制集装箱式结构。以上3种形式各有其有优势,装配式钢结构结构由于其结构强度高、承载力大及施工方便等优势,在装配式建筑项目设计与施工中被广泛应用。本文以装配式高层钢结构建筑设计与施工为例,进行说明与分析。
关键词:高层建筑;钢结构;装配式施工;技术应用
1高层建筑钢结构装配式施工特征
钢结构的装配式施工特点有三点:一是结构整体,构件灵活。与以往模型中的砖-混凝土和框架建筑相比,预制钢结构建筑在空间布局上表现出灵活性,模块化尺寸可以促进用户在安装工作中突出自由度,一般不影响结构的整体可靠性。其次,项目工期短,严格的预制钢结构要求工厂预制件及现场施工安全,强调设计方案与具体施工的一致性,促进整体施工效果的提高。三是综合性能高的存在,预制建筑中含有较多的轻钢材料,特别是型钢柱和薄壁钢管,保证了建筑的批量生产。最后,节约经济成本。与以往的建筑构件截面相比,钢结构截面更小,可以节省一些建筑材料和一些经济成本。另外,从生产的角度来看,重点放在工厂的装配线上,节省了现场施工的成本,最终为获得建筑工程的综合效益提供了更多的可能性。在实际操作中,不会对环境造成太大的影响。在某种程度上,它是适合绿色建筑的概念。因此,无论是在环境水平还是在经济水平上,预制钢结构建筑的特点都是突出的。
2建筑装配式钢结构施工技术的主要优势
2.1稳定性较强
随着城市高层建筑的增多,成熟的技术应该作为保证。该技术在高层建筑中的综合应用,充分体现了其自身的技术优势。在高层建筑施工过程中,施工可以随时进行,不受天气和施工环境的影响,保证了工程的进度和质量。但是传统的混凝土施工,会受到环境的影响,建筑的主体结构非常不稳定。预制钢结构施工具有明显的优势,进一步提高了建筑的抗震性能,保证了建筑的安全。
2.2具备较强的空间感
建筑的功能是不同的,其结构也不同,根据不同的建筑功能结构的选择,是选择钢结构工程,更普遍的是,一个建筑的空间感是整个建筑的基础,并通过使用预制钢结构的应用程序,可以完全反映结构的空间节奏,确保建筑空间的最大化。钢结构具有较强的稳定性和抗压性能,强度高,占用空间小,可最大限度地利用面积。
2.3具备良好的环保效果
随着我国建筑行业的不断发展,建筑行业相关技术得到了创新与应用,工程建设周期越来越短,与之相对应的建筑工程数量也在不断提升,通过技术创新引领了行业的进步,装配式钢结构应用展示良好的环保效果。传统建筑施工会造成环境的污染,材料浪费大,施工现场不容易控制与管理,建筑装配式钢结构施工技术应用就避免了传统施工问题,保证了环境,减少了浪费,体现了节能环保的理念[1]。
3装配式钢结构的施工要求
3.1吊装安装水平要求高
塔吊起重机安装通常在高层建筑技术的应用中起着重要作用。根据卸货、安装要求和塔式起重机组件的布局,钢结构建筑物的高度应配备有倾斜的屋顶,来使相应的塔式起重机抬起钢柱和梁结构,并能根据设计方案完成施工要求。
3.2每四层一吊位
由于钢结构比混凝土坚硬,因此,四层一吊位的安装方法会直接影响垂直度控制。
通过调整钢柱底部的位置和扭转度,来用经纬仪观察和控制钢柱方向和阐明柱体高度,并以此为基础对钢楔进行校正标注。
3.3防渗水措施
外墙防漏结构主要在防水和隔热的前提下使用,相对较高的建筑高度会对建筑技术的使用产生负面影响。为了提高建筑技术的应用效果,有必要加强防水技术的应用,并采用特殊处理方法。
3.4钢筋桁架的跨度较大
选择的地板跨度应不超过2.6m,小跨度可以超过4.2m。由于钢桁架的挠度较大,因此,应谨慎选择地板材料。当地板的混凝土强度达到设计强度的75%时,应去除临时支撑物。
4高层建筑钢结构施工关键技术分析
4.1高层建筑钢结构施工防火技术及分析
按照我国2013年新颁布的《建筑设计防火规范》对建筑防火的具体要求,建筑的柱、梁等的耐火等级必须达到2.5h及1.5h以上。因此,在装配式建筑项目设计中,为增加梁、柱的防火等级,梁、柱及与墙面所连接的一些构件均应进行防火处理,且应在表面涂抹防火涂料,以保证其耐火性。与此同时,对于现有装配式建筑施工所使用的材料如ALC材料,厚度应符合要求,满足《建筑设计防火规范》中对防火墙耐火极限不低于3h的要求。
4.2高层建筑钢结构施工钢结构防腐技术及分析
防腐技术是钢结构建筑必须考虑的问题,而钢材作为现有装配式建筑所用的主要材料,其防腐应作为重点进行考虑。按照设计规范,对于钢结构配件的最低除锈等级应满足sa21/2级的要求。现在采用喷涂“冷喷锌+面漆”作为主要防腐形式,即先喷涂ZD96-1冷喷锌,后复涂聚氨酷面漆。该种形式中,冷喷锌层中锌含量必须大于96%以上,且喷锌层的耐盐雾考核应该满足1800h的要求。此外,对于防腐要求应能满足30年不发生腐蚀的限制,以保证施工材料在混凝土内不发生腐蚀。
4.3高层建筑钢结构施工墙面接缝的处理技术及分析
预制结构建筑选用ALC墙板与墙板、楼板、墙板与梁柱之间的接缝是今后使用中防止漏水必须解决的技术问题,会影响建筑的功能。通常使用填缝剂来封缝,但在实际施工中,施工人员应使用耐碱性玻璃纤维格布对墙板缝前刮腻子,防止墙板出现裂缝。另外,为了防止构件接合处渗漏,施工时应利用材料特性对接合处进行密封,实现防水。此外,采用现有的新型空心橡胶密封条也是防水的主要选择。
4.4吊装技术
在装配式建筑吊装作业中,要优先设置科学的吊装计划,赋予装配式建筑施工一定的安全性,深入研究施工期间涉及的塔吊型号以及布局。首先选取的吊装范围要在施工现场空间之内;其次塔吊具备的起重能力适应吊装现场的吊装需求;再次施工塔吊的实际数量适合施工标准;最后塔吊范围和吊装的实际高度要和吊装半径相适应,之后进行对应的建筑工作。
4.5绿色施工技术
建筑业对绿色建筑理念的严格要求,使得绿色建筑技术的发展成为人们关注的焦点。高层建筑绿色施工技术具有一定的环境特性,在适应绿色施工技术发展的过程中可以节约建筑施工成本,实现装配式施工的最大效益。此外,绿色建筑提倡规划设计与施工相结合,并将三者精心融合。预制施工条件是赋予设计标准化的特性,赋予施工和生产工厂化的特性。项目各环节的绿色协调,产生绿色环保运行效果。
总之,在大力推进装配式钢结构高层建筑产业化的背景下,装配施工技术工艺与钢结构相结合是实现绿色建筑持续发展的一种手段,装配式结构的优越性能正逐渐受到开发商的青睐和居民的认可,这将满足建筑产业化和城市建设高扩
张阶段的要求,具有良好的发展前景。本文主要研究当前建筑业中受影响最大的装配式钢结构建筑体系的相关施工技术工艺。结合相关实际案例,对高层建筑钢结构装配的关键技术进行了研究分析,并对我国高层建筑钢结构的发展现状进行了调查研究,以解决发展速度慢等诸多障碍问题,对装配式钢结构高层建筑防腐等提出了相应的解决方案。为进一步推广高层建筑施工方法的应用,有效避免安全事故的发生,以及发展装配式钢结构高层建筑提供了借鉴。
参考文献
[1]汪平平.高层装配式钢结构高层建筑立面设计研究[D].北京:北京交通大学,2019.
[2]王宇飞,于天怡,袁嘉宁,等.钢结构装配式住宅平面设计方法探析——以安徽某高层钢结构装配式住宅为例[J].建筑技艺,2018(12):119-121.
[3]杨豪.浅谈装配式钢结构高层建筑墙板连接节点施工技术[J].低碳世界,2017(14):137-138.