高层建筑钢结构施工技术的相关探究

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷9期   作者:胡居中
[导读] 随着城市的快速发展以及人们生活质量的不断提高,不同规模的建筑工程数量在全国范围内增长较为迅猛。
        胡居中
        中国建筑第八工程局有限公司华北分公司,天津 300000
        摘要:随着城市的快速发展以及人们生活质量的不断提高,不同规模的建筑工程数量在全国范围内增长较为迅猛。由于建筑工程能够带动多种产业的发展,因此建筑行业为我国GDP的增长做出了巨大的贡献。钢结构相比于传统的钢筋混凝土结构具有众多的优势,被逐渐的应用到高层、超高层建筑、厂房建筑等多种类型的建筑之中。同时,钢结构又是一种可以进行循环利用的材料,其在建筑工程中的应用也符合国家环保要求。
        关键词:高层建筑;钢结构;施工技术;探究
        1引言
        钢结构在建筑中的运用越来越流行,钢结构的自重轻、施工周期较短、良好的抗震性能,这些优点推动了钢结构的广泛应用。高层建筑的增多,代表了一个城市的发展和进步,预示着钢结构技术的不断革新。但是在高层建筑施工过程中会出现各种各样的问题,因此,必须加强对高层建筑钢结构的安全性和质量方面的考虑。钢结构的改革和设计、制造等方面都达到了较高的水平,熟练掌握各式结构复杂、跨度广大的钢结构建筑符合当今提倡的低碳节能理念。以往钢筋混凝土是主要的施工材料,但是这种材料的占地面积大,钢材不仅不会过多的占用空间,其强度高的特点会使建筑质量大大提高。
        2钢结构的优势
        2.1造价低,质量轻
        在众多的建筑工程施工材料中,钢材造价比较低,使更多的人容易接受。所以,钢使用率比较高。与此同时,钢的质地比较轻,方便移动,可以充分满足建筑施工需求。钢由于其经济价值和使用价值比其他材料占据很大优势,所以被广泛应用到建筑工程中。
        2.2钢结构的施工周期较短
        钢结构的施工周期较短,建筑工程中所有的钢结构构件的加工都比较简单,可以在现场进行加工,也可以在加工厂进行加工。并且在对钢结构构件进行加工时使用的都是机械设备,加工效率也比较高。将加工好的构件在施工现场直接进行拼接安装,整个安装过程不会持续很久,原因在于钢结构构件都是通过高强度螺栓或普通螺栓或焊接等方式进行连接,可以大幅度减少建筑工程的整体施工工期。
        2.3抗震性能好,不易变形
        钢结构本身拥有非常优质的承载能力,相同的工程使用钢结构能够产生拥有更安全的效果。在空间利用方面来说,钢结构本身拥有极强的延展性,在相同的截面下能够产生更大的使用空间,扩大房屋的实用面积,减少环境空间的浪费。和传统的建筑用材相比较,传统建筑材料的密度小,而钢材料因为密度大能够保护材料内部不受环境压迫,产生的破坏较小。
        3高层建筑钢结构施工存在的缺陷
        3.1钢结构材料导热快,这使得它的耐火性较差。如果遇到火灾,钢结构建筑的危险系会高于其他建筑结构。这是由于钢材本身导热快,在遇到高温时,钢结构本身的强度会急剧下降,在超高温的影响下,钢结构的强度甚至会完全丧失。而一旦钢结构的强度丧失,其承载能力就显得不堪一击,最终会导致钢结构高层建筑的坍塌。
        3.2钢结构的抗氧化能力差,容易被腐蚀。这是由于钢材表面的铁遇到空气会被氧化,产生铁锈,而钢结构长期受腐蚀,会影响钢结构的稳定性,最终会危害钢结构的使用寿命。因此我们的高层建筑在采用钢结构时要特别注意对其进行防腐保护。
        4高层建筑钢结构施工技术的应用
        高层建筑钢结构的构件种类较多,其主要的施工技术表现在构件与构件之间的连接,以及连接处强度和整体稳定性的保证。因此,如何解决构件间的连接问题是钢结构工程主要任务。
        4.1地脚螺栓的预埋技术
        地脚螺栓的预埋位置和预埋强度是钢结构工程整体质量的基本内容保证。一般常采用6~10cm厚的钢板作为定位钢板,再进行地脚螺栓的定位。

还应注意定位钢板的尺寸与钢柱底垫板的尺寸要相互吻合,并在钢板底部螺栓上设置止退调节螺栓,与其对应的上部骆爽要能够固定调节螺母,并在钢板上预留150mm直径的浇捣孔,以便其下部梁内钢筋的绑扎工作。为了使二者合为一体,可将地脚螺栓焊接在柱子的钢筋上,以确保整体刚度。在混凝土浇筑工程结束后,还应将地面裸露的地脚螺栓用塑料布等包裹起来,以避免生锈。
        4.2钢柱的安置技术
        柱子的设置要点是对于每一节柱的标高、垂直度与定位轴线的偏差如何形成。对于不同位置的柱节其控制关键点也有所区别。如首节柱要控制的主要是标高和定位轴线,次节柱则要加上垂直度的测试。另外,不同柱节的调节方式也不尽相同,首节柱是通过定位钢板与螺母的调节来实现,次节柱则是通过调节丝杠来实现。通过焊缝的宽度来确保楼层的标高是较高的技术水平要求,是指通过四个方位的调节丝杠来实现对钢柱垂直度的调整。钢柱对接完成后,要进行严密的验收工作,合格后,可将耳板彻底拆除。另外,为了确保钢梁的安装以及二者的连接强度,应在安装钢梁前,在钢柱预埋连接件以及混凝土核心筒壁上的预埋件。
        4.3钢梁的安置技术
        钢梁安置的要点是要通过限位钢板临时固定与数次校正,来实现钢梁与钢柱的连接处的垂直度及轴线位置。在临时固定时,可通过安放吊装耳板于钢梁上,并在耳板的两端分别焊接一块安置限位钢板来完成钢梁临时固定。吊装耳板应在距钢梁两端1/4长度的位置安装,规格要与钢梁的重量相匹配,一般来说,吊装耳板的厚度在10~16mm左右。限位钢板应在钢梁的上部设置,厚度同耳板,可将限位钢板设定在钢柱的牛腿上。限位钢板和吊装耳板可以提高钢梁的安装精度,并能加快施工速度,确保施工的安全进行。
        4.4焊接和栓接的技术
        钢材的连接方式主要有两种,一是螺栓连接,二是焊接。一般来说,在临时固定时常采用螺栓连接的方式,这样不仅能够确保安装时的强度和安全性,也能够方便在工程结束后对于临时固定的拆除。对于焊接连接方式来说,最主要的问题是如何保证焊接质量。高层建筑钢结构焊接的主要问题是减少焊接应力和变形。在施工过程中,应从中心框架向四周扩展焊接,首先应选择收缩大的焊缝进行焊接,并应采取对称焊接的办法来减少应力和应变。另外,应先进行梁与柱的连接,再进行柱与柱间的连接。
        4.5门窗工程的安装技术
        钢窗的安装质量主要由钢窗产品的质量和进场后外观的检查,以及钢窗与固定钢窗立柱间的间隙来控制。施工中,为了避免预留窗口与钢窗不匹配,一般常见的做法是将钢窗一边的立柱首先固定住,等钢窗完全安装后,再将另一边的立柱焊接。钢结构工程中不可避免的会有特殊钢结构,一般都是以组合的形式出现,体积较大且重量较大。由于特殊部位的钢构件在各个工程中各不相同,因此无法对其给予统一的标准,应根据工程的实际情况来进行设计。
        此外,高层建筑的施工过程还有一定的安全保障措施,主要有水平通道和垂直运输设施的安全保障。水平通道一般为工具式的脚手通道、装配式的通道板、钢管脚手通道以及扶手绳等。竖向的通道多采用临时固定与钢柱两侧的爬梯来实现。为确保安全,多采用焊接紧固的方式来实现接柱操作平台与钢柱之间的连接。这些安全保障设施只有在工程完全结束后方可拆除。
        5结束语
        随着现代化城市建设脚步的逐步加快,在建筑工程中钢结构技术的优势与价值被逐渐凸显出来,备受相关建筑行业的推广和应用。因此对钢结构安装施工技术的深入研究具有广泛的社会意义。在超高层建筑钢结构施工过程中应制定完善的施工计划、科学的施工流程,并在安装施工过程中结合实际情况优化方案,严格管理吊装工作,逐步完善钢结构施工技术,从而为城市化建设贡献力量。
        参考文献:
        [1]吴晓明.当前高层建筑钢结构施工技术应用分析[J].绿色环保建材,2020(01):158-159.
        [2]张坦.高层建筑钢结构施工技术的相关探究[J].建材与装饰,2019(36):43-44.
        [3]王兵.试论高层建筑钢结构施工与管理[J].低碳世界,2019,9(09):220-221.
        作者简介:胡居中,身份证号码:4211271991****0437。
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