超高层建筑钢结构施工中关键技术和措施研究 陈进财

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:陈进财 于峰左
[导读] 摘要:超高层建筑,不仅是建筑行业领域技术发展的象征,也是城市建设的重要标识。
        中建八局第一建设有限公司  山东济南  250100
        摘要:超高层建筑,不仅是建筑行业领域技术发展的象征,也是城市建设的重要标识。当前社会环境中,这一建筑类型,已经成为了建筑工程领域先进技术的集中展示条件,尤其是作为骨架核心的钢结构,在超高层建筑中发挥着至关重要的作用,为了更好地说明此项技术条件的应用状态,需要对其建筑结构特征条件作出说明,以此保证整体技术的应用状态,并引导合理的关键技术分析。通过分析钢结构特征,研究超高层建筑钢结构施工流程与影响因素,提出超高层建筑钢结构施工关键技术与应用措施。
        关键词:钢结构;超高层建筑;施工技术;关键技术
        1钢结构特征
        钢材料对超高层建筑钢结构具有重要影响,在钢材料的强度等级与弹性模量较高,钢结构的承重力会大幅提高。钢结构自身构件结构的横截面积并不大,若钢材料整体重量不高,就可以应用在大跨度、高强度的建筑工程中。塑性与韧性是钢结构突出的表现特征,基于该特征,钢结构能够很好地起到支撑作用,保证建筑的应用效果。另外,钢结构在拼装、制造方面也有良好的表现,能够最大限度地发挥钢材料的应用特性。钢结构的密封性较好,焊接后钢结构的气密性与水密性表现较佳。钢结构的耐热性,即使在150℃的高温环境下仍可发挥性能,但周围温度达到300℃以上时,其性能会大幅降低。因此,需注意钢结构的应用环境,同时要根据建筑工程的防火等级选择钢材料,构建科学合理的钢结构体系,从而提高建筑工程的防火等级。
        2超高层建筑中的钢结构施工流程与影响因素
        2.1施工流程介绍
        超高层建筑结构中,对于钢结构的应用,需要遵照特定施工流程,以此保证结构设置的合理性。在工程施工角度,可将超高层建筑中的钢结构施工,总结为构件验收、吊装操作、螺栓调整、焊接处理、栓钉作业这五个环节步骤。而从技术角度出发,整个钢结构的施工处理,不仅是独立的系统性施工体系,也展现出技术严密性要求,在进行施工的同时,需要对各项技术内容进行综合化管理,并在资源利用上,平衡各项施工技术,保证技术步骤的执行效果与状态。
        2.2影响因素分析
        超高层建筑往往设置在城市的中心、次中心城区,其占地面积相对较小。而在具体的钢结构施工中,会使整体建筑施工表现出交叉状态的立体化施工条件。因此,施工顺序的合理安排,成为了影响工程建设速率水平与质量条件的重要影响因素。同时,在钢结构建筑施工过程中,也与传统建筑施工相类似,会受到自然环境的影响。例如,在恶劣的自然环境下,施工队伍无法执行正常的施工操作,就需要暂停施工进度,以此规避恶劣环境下带来的风险性因素,保证超高层建筑施工的安全性与质量条件。
        3超高层建筑钢结构的具体施工流程
        3.1构件的验收
        这一步骤是施工的基础,尤其在钢结构构件进入施工现场时,验收人员要做好验收工作,确保构件能够满足施工的要求。在科学技术发展如日中天的当下,验收人员可以借助更为科学、精密的设备,对钢结构构件进行更为全面的扫描和验收。传统的验收工作通常只能在一批材料中选择一小部分进行抽检,以抽检的质量情况对整批材料的质量进行判断。如今,先进的激光扫描设备的成熟可以让验收人员在最短的时间内,对整批材料进行快速、精确、周全的检查,避免了以往抽检不到而造成一些质量不过关的构件在施工中得到使用的情况,同时也降低了建筑后期使用过程中的安全风险。
        3.2操作吊装环节
        这一阶段的工作主要是根据设计图进行钢结构构件的组装,是较为重要的施工环节之一。在吊装过程中,施工人员要严格按照设计图进行,确保钢结构构件的吊装从位置、角度等各个方面都能满足设计的要求。得益于先进的吊装设备的使用,如今的吊装工作效率变得更高,过去通常需要多人进行的某些吊装工作,现在通过一台吊装机械就可以顺利完成,而且,吊装施工也变得更加精确,为施工进程的推进和成本的节约提供了可能。
        3.3螺栓的调节
        在这一环节中,施工人员主要通过对螺栓的调节,确保钢结构连接更加稳定,发挥更好的性能。

在具体的施工中,螺栓经常会由于各种因素的影响,不能满足设计图中的要求。这时,施工现场的管理人员需要对螺栓的调节工作进行分析和协调,在不影响钢结构整体稳定性的前提下,对施工方案进行适当的修改。由于螺栓是决定钢结构稳定性的重要构件,所以,在对螺栓进行调节时,要格外谨慎。
        3.4焊接检验及其他
        钢结构的焊接技术水平也是决定结构整体安全性和稳定性的重要因素之一。这一工序需要在相应的组装和螺栓调节之后进行。通过先进的焊接技术的使用,钢结构稳定性得到更大的提高。在焊接工作完成之后,还要辅以相应的检验工作。通常所用的超声无损检测技术,就能很好的检测钢结构表面和内部的缺陷,尤其对焊接处的质量检验更要加大力度,确保焊接处达到质量要求。另外,在焊接和检验工作完成之后,才可以进行栓钉和压型钢板的操作。在超高层建筑的各种施工技术中,钢结构技术的要求是最高的,相应的施工规范要求也最为严格,其施工质量对钢结构整体也有着巨大的影响。
        3.5除锈与涂装
        钢结构材料在进行施工前,已进行防锈处理,在焊接安装施工后,必须针对焊接部位及连接部位的螺栓进行再次防锈处理,同时对在吊装过程中钢结构材料的受损部位,也必须再次进行除锈处理;同时对钢结构表面进行清洗,并涂装防火涂料,以确保钢结构整体耐火性能达到设计标准。
        4超高层建筑钢结构施工管理措施
        4.1 BIM技术的应用
        传统的超高层建筑钢结构施工中,避免不了与其他工种存在结构碰撞的现象,现阶段BIM技术的应用,可以有效地避免结构体碰撞情况的发生。超高层建筑的排水、电气、暖通等设备管线与结构梁柱之间的位置关系可以通过BIM建模,在主体结构施工前判断出来,并进行及时有效调整,以确保钢结构与建筑其他系统之间不会发生碰撞,同时通过BIM技术的应用,可以更加合理有效对建筑物内部空间进行规划,提升建筑物整体的使用效果。
        4.2施工数据监控
        超高层建筑钢结构施工中,由于施工结构复杂,视线条件较差以及钢结构技术水平要求较高,在施工过程中,必须对整个施工数据进行实时监控,通过完备的仪器,确保结构体与施工图设计基准线一致,通过系统科学的分析,对钢结构安装过程中容易出现偏差的部位反复核查,以确保超高层建筑的整体安全。
        4.3安全施工管理
        钢结构施工过程中,对施工安全的管理也是十分重要的,主要包括以下措施,首先是设立高层防护生命线,高度在建筑物每层的1.2 m左右并搭建临边防护设施,以确保高层施工安全;其次是设置安全网及水平悬挑防护棚,以预防高处坠落危险;再者是在焊接施工时,以接火盆作为预防焊接火星的防护措施;最后对焊接采用的气瓶等采用推车移动,防止气瓶倾倒。
        4.4气象条件监测
        超高层建筑钢结构施工受施工地点气候条件的影响较大,特别是雷击、暴雨、狂风的气象因素极大影响了超高层建筑钢结构的施工,因此在进行施工时,必须委托气象部门对施工所在地的条件进行实时监控,并及时提醒相关项目的施工单位,同时在施工现场必须做好防雷、防风及防雨措施。
        5结语
        超高层建筑钢结构施工过程中,施工的安全以及质量关系到超高层建筑整体的使用安全。钢结构有着一定的强度,同时在防火与环保等方面也强于传统的混凝土建筑结构,是新时期建筑工程科学及材料科学相融合的产物,极大提高了超高层建筑的建设施工效率,同时为超高层建筑的结构安全提供了良好的保障,为建筑施工企业带来了较高的经济收益,同时也进一步地体现了国家建筑行业及材料行业的科技实力,超高层建筑钢结构体的施工水平,是我国综合国力的表现形式之一,在具有实际应用的经济效益的同时,也具有一定的政治意义和社会效益。
        参考文献:
        [1]花力.超高层建筑施工中的技术创新策划与实施[J].建筑施工,2019,41(9):1666-1669.
        [2]唐志燚.多高层钢结构住宅的建筑技术和施工应用分析[J].江西建材,2019(7):186-187.
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