高层建筑钢结构施工技术与工艺之研究

发表时间:2021/7/28   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:余锡锋
[导读] 摘要:社会的多元化进步发展离不开建筑行业的蓬勃发展,高层建筑的数量与规模也在逐步扩大,难免会出现一系列问题,需要对其引起足够的重视。
        身份证号:33900519870914XXXX   浙江省杭州市   310000
        摘要:社会的多元化进步发展离不开建筑行业的蓬勃发展,高层建筑的数量与规模也在逐步扩大,难免会出现一系列问题,需要对其引起足够的重视。然而多数承包企业并未对建筑质量问题加以足够的关注与重视,对于居民的居住与安全造成了一定的威胁。所以在进行施工时要对施工技术进行改善与提高,不断优化钢结构,保证工程顺利开展的同时也能推动钢结构技术的进步。
        关键词:高层建筑;钢结构;施工技术;工艺
        随着我国经济的快速发展,出现了钢结构建筑热潮,强劲的市场需求,推动钢结构建筑迅猛发展。钢结构建筑具备抗震好、强度高、自身重量轻、安装速度快及环保等等优点,属于我国现在主要推广的一个关键项目。所以选择正确的安装方式是降低成本以及确保质量的重要保证。我国的钢结构施工还属于起步阶段,随着经济加速发展和加快城市化步伐,钢结构建筑质料的性能优势会逐步显现,并会越来越广泛的应用在高层建筑中。
        一、钢结构的优势分析
        (一)材料的强度高,塑性和韧性好过钢材和其它建筑材料,诸如与混凝土、砖石和木材相比,强度要高得多。因此,特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然断裂,韧性好,结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延伸性能还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面,由于钢材的强度高,做成的构件截面小而壁薄,受压时需要满足稳定的要求,强度有时不能充分发挥[1]。
        (二)钢结构的制作简单、耗费时间短且成本较低。  在制作过程中钢结构所耗费的时间比较短,因为钢结构使用的材料较为单一而且加工流程相对来说也不复杂,可以借助机器来完成。另外,钢结构一般需要经过专业的金属结构厂家来进行制作加工,所以制作的精度完成度很高。构件可以在工地现场拼接组装,或者使用普通的螺栓,还能经过地面拼装或者组装成较大的组件来进行吊装。另外,对于使用钢结构来进行建造的建筑来说,对其进行加固和改建也相对来说比较容易,因为使用螺栓连接,所以今后可以根据具体的使用情况进行拆解操作。
        (三)材质均匀,钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此,钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制,材质波动的范围小。
        二、高层建筑钢结构施工技术概述
        高层建筑钢结构施工技术是在高层建筑施工过程中应用比较广泛的一种施工技术,主要是由于高层建筑钢结构施工具有着施工速度快和工业化强度高这两大优点特性。高层建筑钢结构施工中又饱含有多种不同的施工类型,例如高层重型钢结构施工、大跨度空间钢结构施工以及钢和混凝土组合结构施工等等。但是,高层建筑钢结构也存在着一定的不安全因素,由于钢本身是一种热传递性非常强的金属材料,因此高层建筑钢结构也具有着非常良好的热传递性,一旦高层建筑不幸发生火灾时容易对整个高层建筑带来毁灭性的破坏,其可能会造成的损失是不可预估的。由此可见,施工人员在利用高层建筑钢结构施工技术进行施工时,必须要加强对种种不安全因素的防范,严格控制好施工质量与施工规范,从而提升整体施工效益[2]。
        钢结构本身也存在着安全威胁,钢材料的大量使用,使得整体建筑的热传递性能较强,一旦发生火灾等危险时极易导致建筑整体被毁灭破坏,损失无法估量。与混凝土材质相比,钢结构的导热系数偏大,当温度高于350℃时,材料的强度、弹性等性能会大大下降,当温度高于600℃时,材料各项性能则基本丧失[2]。因此,施工单位在进行高层钢结构施工时,必须要重视对施工技术的控制,重点突出防火设计,以保证施工安全性与质量水平达标,进而提升建筑项目的综合效益。
        三、高层建筑钢结构施工技术要点
        (一)钢结构焊接技术
        焊接工艺广泛应用于固定钢结构的施工中。施工中常用的焊接技术有电渣焊技术、气体保护焊技术等。目前最为常用的焊接工艺是以二氧化碳气体保护半自动焊为主,手工焊为辅的焊接技术。在焊接钢结构前,应严格检查焊条的合格证,在保证焊接缝表面光滑,无气孔、裂纹、弧坑等问题后进行下一步操作。

在焊接过程中,不仅需要考虑总体焊接顺序,区段的焊接顺序也是不容忽视的问题。对任意一个焊接节点也需采用对称分布焊接的施焊顺序,最大程度的减少焊接应力,控制变形的倾向[3]。
        (二)对钢结构紧固件连接的技术控制
        控制紧固件连接质量其主要目的是强调控制高强度螺栓连接质量。安装之前对高强度螺栓摩擦面进行抗滑系数测试、高强度螺栓的出厂证明批号及进行小同批号的轴力测试、加工高强度螺栓摩擦面的质量,和其安装之前的保护措施是其主要的工作内容,其他工序按照相关规范进行,钢构件在搬运时或者放置时会出现变形,如死弯、缓弯,碰伤与污染现象问题存在。在运输或者放置时要做好保护措施如:采用木枕下垫,吊运时阳角用木板或保护套进行保护等,放置要平整,及时包装防止污染。
        (三)高层建筑钢结构施工中钢柱吊装的施工。在高层和超高层建筑中,决定这些高层建筑能有多高以及最终建筑的总高度的重要构件就是钢柱。钢柱的吊装则在高层刚结构的工程施工中占据着重要的位置。吊装速度的快慢以及质量也影响着整个工程的施工质量。钢柱吊装的时候需要对吊装的区域进行规划,吊装过程中需要对整体的框架梁柱结构进行安装,然后再对楼板结构进行安装,从中间开始然后向两边开展,首先将主梁安装好然后再安装次梁。  在吊装第一节钢柱的时候,需要首先对预埋的地脚螺栓安装保护套,保护好地脚螺栓,从而能够保证在后续钢柱就位的时候能够碰不到地脚螺栓的丝牙。在吊装钢柱的时候,应该首先在地面上固定好爬梯和操作挂篮,确保它们安装在施工时候需要的位置上。吊装钢柱的吊点要保证在钢柱和耳板螺栓孔相连接的部位,在吊装钢柱的过程中需要使用专门的吊索,确保钢柱吊装过程的规范和专业。在吊装钢柱之前,要准备好钢楔和矫正用的钢板,确保在用到的时候能够及时的拿来用,并且要确保临时高强螺栓要仅仅的拴在钢柱连接耳板的地方。 钢柱与钢柱进行临时接触的过程中要使用到高强螺栓,通过调整垂直度和标高固定高强螺栓。在安装钢柱的时候,由于钢柱中所有构件的重量以及在施工过程中出现的承载都要依靠临时接头承受,最好不要使用缆风绳,因为很可能承载不了施工过程中的构件重量[4]。
        (四)吊装技术
        在实施吊装时,首要环节便是对钢结构进行起吊,需要按顺序逐步起吊钢结构件,保证安装环节中不因施工顺序问题引起不必要的麻烦,控制作业时间,保证施工高度,控制钢结构构件在空中的安全性,避免已安装好的构件与其他构件或在施工过程中发生相互碰撞。对构件进行准确定位,保障施工安装质量。根据构件、施工要求等进行合理布设,设计并制定合理的观测方案,监测钢结构施工环节。通过对钢结构准确定位,保证施工进度,确定施工作业质量。对影响结构主体受力的问题进行分析,标记好吊装前构件的安装位置,利用经纬仪等仪器对安装构件的位置进行测量,实施调整相关定位,保证其误差在合理的范围内。对构件安装的质量进行保证,确保连接质量,防止构件出现脱离吊钩产生位移等问题,需要对临时固定装置的约束力进行调整,防止出现拆卸难题,保证后续连接工作有序进展。
        (五)钢结构测量技术  钢结构施工测量是一种高精度的测量,精心布设测量基准点和基准网,正确的测校方法和数值传递路线,都是工程测量的基本要素。测量技术的主要形式包括塔吊的选择、吊装、测控和施工安全等。其中,塔吊是整个施工测量技术的核心设备。选择塔吊时,相对于附着塔吊,内爬式塔吊更能节约成本,也因此得以在高层建筑钢结构中广泛应用。适合的塔吊为吊装的正常进行奠定了良好的基础,也促进了钢结构施工第一道程序的顺利进行。
        结束语:
        高层建筑钢结构施工涉及到人们的生命安全问题,因此不允许出现任何失误,一定要充分掌握施工技术要点,并对钢结构建筑施工技术不断学习与创新。目的就是保证施工的顺利开展与安全,这样才能够对高层建筑的施工质量有所保障。
        参考文献:
        [1]张旭, 佟欢, 董巍,等. 高层建筑钢结构施工技术[J]. 住宅与房地产, 2019, No.554(31):172-173.
        [2]李伟, 杨立星, 刘奇. 高层建筑钢结构施工技术现状与对策分析[J]. 中国室内装饰装修天地, 2020, 000(003):286.
        [3]博阳 徐. 浅谈高层建筑钢结构施工技术[J]. 工程建设, 2020, 3(4).
        [4]石明宝. 高层建筑钢结构装配式施工技术应用分析[J]. 散装水泥, 2020, No.204(01):27-28.
 
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