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摘要:装配式高层钢结构作为一种新型的结构形式,在我国建筑施工中得到了广泛应用。其具有结构稳定、施工便捷等优势,近些年在我国得到了快速发展。随着钢结构装配式技术的完善,其在能源节约以及环境保护中的作用也越发显著,对其相关技术特点以及施工要点的研究也显得更加必要。
关键词:高层建筑;钢结构装配式施工技术;特点
引言
钢结构装配式施工技术在高层建筑施工中的应用,大大提高了工程施工效率、促进了资源优化配置,节约了大量施工成本。凭借显著优势,高层建筑钢结构装配式施工技术在我国建筑施工领域更加普及,对其研究也需要进一步深入。
1钢结构装配式施工技术的特点
钢结构装配式施工技术就是将工程所需的楼梯、楼板、墙体等建材,在车间中进行批量生产,之后再运送到施工现场,进行施工安装。这样的施工技术不仅大大节约了施工成本,提高了施工效率,而且也能够有效提升建筑工程项目质量与安全性,其技术优势显著。
1.1 提高建筑设计的准确性
钢结构装配式施工技术和传统的施工技术相比,其能够将3D建筑模型的效果更好的发挥出来,提高建筑设计的准确性[1]。实际装配施工时,施工单位可以利用3D建筑模型准确直观的了解建筑设计的各个环节,掌握每个细节,进而可以不断优化结构装配施工的细节,确保装配施工过程的科学合理性。装配施工之后,还能够使用3D建筑模型分析施工质量,保证施工过程的效率和质量。
1.2 促进施工效率提高
高层建筑钢结构装配式施工过程中,施工单位在施工之前,选择专业的工厂生产加工钢材料,工厂生产加工完钢材料之后,将材料运输到施工现场,施工单位只需要负责装配。施工单位在实际施工时,不需要施工人员参与到钢材料的加工环节,能够减少工作量,提高施工效率。另外,钢结构装配式施工技术的应用过程比较简单,施工人员只需要结合实际情况,按照标准开展施工即可,同时也能降低施工现场的监督难度,节约施工成本[2]。
2 高层建筑装配式钢结构关键施工技术
高层建筑装配式钢结构施工技术需要注意两个关键点,一个是要保证钢构件吊装精度,在正式施工之前,按照工程的施工要求,明确钢构件的吊装方案,确保安装位置的准确。另一个是要做好钢结构的防渗能力检测。由于建筑物的高度比较高,所以进行防渗漏处理时,存在一定的难度,在施工过程中一定要注意。
2.1 装配式钢构件生产
施工单位在开始施工之前,需要按照高层建筑工程的总设计要求,设计出钢构件的图纸,然后进行材料的采购。所有施工过程中使用的钢材以及构件,都需要进行预实验,这样保证各种材料和构件的性能、韧性满足建筑项目的施工要求。按照设计图纸完成材料配置,对进入施工现场的各种半成品和零件质量、大小进行检查,全部合格之后,再进行钢构件的安装。在安装时通常采取焊接的方式,焊接过程中需要做好防护,可以使用二氧化碳作为保护气体,完成焊接之后,还需要对焊接缝进行检验,确保焊接缝的可靠性。最后还需要对钢构件进行检查,做好防锈工作,保证其质量。
钢构件生产加工之后,运输时要做好相应的保护,采取最佳的运输工具,避免在运输过程中损坏钢构件,影响施工进度和效率[3]。
2.2 装配式钢构件定位
施工过程中,在进行垂直类钢构件运输时,正式起吊之前,应该先对钢构件的连接面进
行清理,根据建筑的高度,适当调整螺栓高程,保证板底高度达到设计标准。然后检查预留钢筋、预制构件等尺寸,如果存在偏差,可以使用PE条来调整。钢构件起吊到位后,需要对其进行保护,搭建支护系统,保证钢构件斜向支撑,支撑数量要多于2 组。钢构件在选择底部支撑点时,应该保证底部的距离在整个构建高度的1/2~2/3。完成支撑系统的安装之后,需要进行构件的垂直调节,确保钢构件的结构定位准确,确定精度时,可以使用BIM技术进行测量。
2.3 装配式钢构件吊装
施工过程中,在进行钢构件起吊之前,结合施工现场的条件,制定起吊方案,避免出现超重起吊的事件。通常情况下都是进行分段完成起吊工作。如果钢构件长度超过12m,宽度超过2.8m,就应该采取分段技术,保证吊装过程的稳定。钢构件的吊装应该有一定的顺序,钢构件在被吊离地面之后,应该使用环链葫芦来调整构件状态,使其保持稳定。钢构件安装时应该在安装处设置定位轴和支护结构,保证钢构件准确安装。因为钢构件会受到风的影响,所以在下落时,应该使用速度较缓的座位机构。
比如:装配式钢构件吊装板类结构时,为了有效避免起重机的晃动,可以放置引导装置,使得钢板能够送到指定的位置。在进行吊装梁结构之前,应该做好支撑结构的设置,保证各个结构表面质量都合格,方向和角度等参数满足安装要求[4]。
2.4 钢结构节点施工技术
建筑钢结构节点施工技术在应用时,钢结构的节点施工是一个关键。这里主要讨论梁、柱、板钢结构节点的施工技术。
2.4.1 梁、柱结构的节点施工
高层建筑施工过程中,进行H 型柱和梁结构连接时,基本都使用高强度的螺栓进行连接,避免采取焊接的方法,因为焊接施工时,可能将钢结构改变,使得连接节点没有足够的荷载力。悬臂短梁和柱结构连接,几乎都是在工厂内完成,采取的方式都是焊接方法。悬臂短梁和框架梁连接,是在施工现场进行的,采取预制拼接方式。预制拼接时,梁结构的上下边缘和拼接板分别发挥不同的功能,两者之间使用高强度螺栓进行连接,保证施工进度和质量。
图1 钢结构吊装
施工现场进行钢管柱与H 梁连接时,基本都使用全螺栓进行连接,这种方式操作比较简单,但是在施工时,要控制好连接构件的质量。
比如:高层建筑施工过程中,使用高强度螺栓将钢管柱与H梁进行连接。但是这种连接方法也存在一定的弊端,如螺栓的抗承载力不强。连接技术的问题会影响高层建筑的施工,随着技术的发展,以上问题也必将能够被解决。
2.4.2 板结构的节点施工
高层建筑施工过程中,使用的墙板结构,基本都是蒸压轻质加气混凝土板,这种墙板的构成材料是水泥、砂石、钢筋网等,这种墙板具有安装方便、耐火性能好、节能环保的特点。
比如:墙板的密度低于0.55g/cm3,重量比较小,在运输和安装时,都比较方便。内部的空隙排列不紧密,保温效果更好,是传统使用混凝土材料保温效果10倍以上。而施工过程中,处理板结构连接节点时,需要尤其注意,重点需要注意的内容有下面几点:
2.4.2.1外墙板与梁的连接。如果使用上述这种墙板,在安装时,应该先将外侧墙板进行安装,然后再将安装的材料送到指定高度,使用工具将L形勾头固定住。在保温板和外侧的墙表面紧密安装之后[5],再进行内层墙板的安装,使其和L 型勾头充分衔接,最后在空隙处填入混凝土。
2.4.2.2墙板与墙板间的连接。墙板与墙板之间进行连接时,应该使用钢骨架,并且要让龙骨与墙板之间保持一定的间距,距离控制在300mm,然后使用自动螺钉固定,螺钉选择的长度应该控制在50mm左右。
2.4.2.3墙板与门窗结构的连接。安装时,应该先将门窗下面的墙板进行安装,然后再安装钢骨架,之后再将侧墙板安装上,最后使用螺钉做固定。
结束语
高层建筑装配式钢结构的技术优势十分显著,在建筑工程施工中应用普遍,不仅节约了大量成本,也有利于环境优化,以及各种资源的优化配置。随着装配式钢结构施工技术的普及和完善,对其技术特点以及关键技术的研究也需要进一步深入。
参考文献:
[1]施小军,朱劲松.建筑装配式钢结构施工技术探析[J].科技创新与应用,2020(18):159-160.
[2]王星.高层建筑装配式钢结构关键施工技术研究[J].建材与装饰,2020(10):6-7.
[3]孙道奎.高层装配式钢结构住宅施工关键技术研究[J].大众标准化,2020(06):90+93.
[4]王留.高层建筑建设中的钢结构装配式施工技术[J].中国高新科技,2020(06):116-117.
[5]王平.高层建筑钢结构装配式施工技术应用分析[J].城市建筑,2020,17(05):143-144.