陈天伟
天津房友工程咨询有限公司,天津市,300459
摘要:为了适应我国城市化建设和经济发展的趋势,土建工程建设技术和规模已经进入了快速发展的时代,建筑材料也发生了天翻地覆的变化,为了适应高层建筑的发展,提高建筑建设的速度和质量,确保满足高层建筑的稳定性、整体性和抗震强度,采用钢结构建筑已经成为时代发展的主流。
关键词:高层建筑;土建工程;钢结构;技术应用
引言
钢材应用到建筑施工中,常常采用钢筋混凝土的结构形式,一方面是为了降低钢材料的使用数量,降低经济成本,另一方面,也是为了更好的实现结构整体性效果和形状要求,毕竟钢筋混凝土作为现浇形式,通过钢筋绑扎和模板支设,可以浇筑养护成型各种形状。但是,随着我国经济体量的增加,钢材生产过剩,批量生产和进口矿石在很大程度上降低了钢材料的经济性,使建筑结构大规模应用钢结构成为可能,同时,由于钢结构预制技术的发展,各种规格型号和形式的钢结构材料加工生产技术日益成熟,可以实现预制工厂的一次成型和批量整体采购,极大的降低了建筑工程施工现场的焊接总量,能够在最大程度上控制钢结构材料的焊接水平,确保钢结构建筑的整体性能和稳定性,充分发挥钢结构建筑的优势,特别是在高层建筑的应用过程中,相对于现场加工制作形式的钢筋混凝土结构形式,钢结构建筑工程技术在土建工程施工中具有明显优势。
1?优势和特点
(1)重量降低。随着高层建筑的发展,钢筋混凝土建筑结构自身的重量已经十分惊人,造成高层建筑的建设高度受限,已经成为限制建筑高度的重要因素,钢结构建筑相对于钢筋混凝土结构形式而言,具有更轻的重量,同时也有更高的经济性。虽然,混凝土看似成本相对于钢结构更低,但是,从材料拌和到浇筑养护,加上支模和钢筋绑扎,其综合单价成本已经超过钢结构材料,而且生产周期和养护周期更长,已经无法满足高层建筑建设的工期要求。(2)整体性强。随着建筑高度的增加,对于建筑整体性和稳定性的要求更高,由于钢筋混凝土结构和砖结构的整体性较差,在长期使用过程中,很难抗击地震、大风等恶劣气候的影响,造成建筑结构失稳和变形,无法实现设计需要的整体性要求。钢材料建筑结构形式在焊接基础上,降低了自身长期稳定荷载,对于日常生活和工作使用的建筑可以实现更高的建设高度,而且能够实现整体性和稳定性,满足抗震级别的要求。(3)环保节能。钢结构建筑的环境保护优势更高,不仅建设周期短、使用稳定安全,而且,在完成使用功能和寿命周期后,拆除过程中,具有更高的回收利用率,能够降低和建设高层建筑对周边建筑垃圾的环境污染,而且施工过程中不陈胜噪声、扬尘,生产材料过程中也不破坏植被,具有更高的安全节能和环保特性。
2 发展形式
由于钢结构具有上述的更多的优势,因此,在建筑工程领域具有很好的发展前景,可以为人们更快、更好的提供更有的建筑环境,而且具有功能分区方便和建筑垃圾产生量少、回收残值率高的有点,可以说钢结构建筑材料的发展和使用已经成为我国建筑工程发展的重要方向,也适应了我国钢材产能过剩的现状,有利于促进我国经济的健康、稳定的发展。钢结构建筑不仅建设周期短,而且建设更为灵活,在当前追求个性和看重造型的时代背景下,钢结构建筑材料已经为我国居民所接受,也成为建设单位的首选形式。为了规范钢结构材料在建筑工程中的安全、持续应用和发展,我国已经出台多部相关标准,促进规范化、标准化的发展,加强钢结构的安全计算过程和生产单位资质和设备的要求,提高钢结构材料的检验和使用检验水平,规范价格市场的稳定和产品质量水平的提高,通过国家政策的支持和鼓励,我国钢结构建筑所占比例逐年提高。
3 技术应用
(1)材料筛选。在钢结构土建工程中,做好钢结构材料的选型至关重要,不仅涉及到建筑结构的安全性,还对建筑经济性和使用功能具有十分重要的影响,当前我国钢结构材料的市场十分丰富,各种钢结构材料琳琅满目,通常选择时,需要设计单位根据建筑所在的地里自然环境进行选择,考虑空气湿度情况、是否具有盐碱海水环境,是否处于地震带,使用功能需要根据人流量和安全等级要求进行筛选,常用的钢结构建筑材料的材质为普碳钢,例如H型钢、角钢和特殊断面钢等。(2)确定连接方式。常见的建筑钢结构的连接方式有螺栓连接和焊接,螺栓连接通常为高强度螺栓,无论是螺栓连接还是焊接,都对钢结构材料的生产精度提出较高的要求,需要现场拼装过程中能够实现精准定位。可以说,连接部位是否稳定是钢结构整体性和稳定性的基础,需要在施工过程中进行重点控制。(3)重点控制。钢结构工程中,由于材料整体性较高,所以不存在不重要的部位,但是,作为承重的重点,钢梁和钢柱承受的力更为集中,需要进行重点的控制,从计算负荷到材料采购,重点做好材料的入场检测和安装连接工作,根据要求做好垂直度和整体稳定性要求。(4)吊装方案。钢结构建筑材料,特别是高层建筑的钢结构施工,吊装施工是其重要的现场施工部分,具有较高的安装性和稳定性要求,需要做好吊装方案的编制和审批,危险性较大的吊装工作,还需要进行专家论证才可以实施,施工过程中要求各单位的负责人和安全员在长监督,确保设备机械处于检定期内,且组装达到使用要求。(5)表面处理。钢结构材料在使用期内,需要长期受到空气、雨水和其他外界环境的侵蚀,因此,做好钢结构建筑材料的外表面处理,对于延长材料使用寿命,确保使用效果具有十分重要的作用,一般在整体材料在出厂时已经做好防腐处理,对于连接部位,在完成连接并试验合格后,需要进行局部防腐施工。在进行钢结构材料表面处理时,需要做好表面的清理和干燥,以设计的处理工艺开展逐步处理,确保防腐效果。
4?重视设计和施工过程控制
钢结构工程的设计工作,包含了预制部位的划分和施工过程的难度,需要给与充分的重视,特别是结合施工安装和预制场的条件,做好匹配施工。一方面需要做好钢结构的设计规范要求,确保受力和一定的安全余量,同时,也需要结合项目的实际功能和定位,节约建设税资金,确保达到综合性能合规、合理。 在施工过程中,从递交螺栓的预埋施工,到后期的吊装施工,包括焊接和螺栓连接工作,都需要选择专业的施工单位,进行系统性整体性施工,确保钢结构施工的整体效果。
5 结束语
由于钢结构工程的突出优势,已经成为我国建筑工程的重要发展方向,也是当前预制建筑、BIM建筑和组装建筑的一种重要形式,可以发挥更大的经济优势和安全环保优势,我们需要在项目实施过程中,重视细节和技术优化,不断提高我国钢结构建筑施工技术的应用水平。
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