浅谈钢结构技术在超高层建筑中的运用

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)第10期   作者:马俊培1 王伟刚2 张硕3
[导读] 随着城市的全面发展,越来越多的超高层建筑出现在我们的视野中。

        马俊培1 王伟刚2 张硕3
        1山东宁大建设集团有限公司,山东 济宁 272000
        2山东宁建建设集团有限公司,山东 济宁 272000
        3山东宁建建设集团有限公司,山东 济宁 272000
        摘要:随着城市的全面发展,越来越多的超高层建筑出现在我们的视野中。超高层建筑施工技术严格,标准高。只有全面做好质量控制工作,才能确保建筑物的安全稳定。钢结构是超高层建筑不可缺少的重要施工内容。在钢结构施工过程中,要科学合理地控制加工安装过程,有效地保证建筑物的稳定性和牢固性。作为超高层建筑的重要施工环节,要全面做好质量控制和过程管理,做好钢结构施工相关工作,既能保证超高层建筑的工程质量,同时也保护了人民群众的生命财产安全。
        关键词:钢结构技术;超高层;建筑;运用
        导言:随着超高层建筑的日益增多,超高层建筑材料的应用标准也越来越高。高效、简单、安装方便成为建筑施工人员对材料的要求。钢结构作为超高层建筑材料的主要施工形式,应运而生。目前,我国许多超高层建筑采用钢结构,其施工工艺较为复杂。只有系统学习,才能掌握超高层钢结构的施工技术,促进我国超高层建筑的发展。
        1超高层钢结构建筑的重要性
        随着我国科学技术的飞速发展,各行各业蓬勃发展,尤其是与民生息息相关的建筑业。其效果对改善人民群众的生活环境和生活条件具有重要意义。对于建筑行业,特别是超高层建筑,由于其独特的特点和建筑高度,对建筑材料的质量和施工工艺提出了更高的要求。目前,我国超高层建筑普遍采用钢结构,钢结构具有比钢筋混凝土更大的优势。由于建筑高度的影响,钢筋混凝土必须承受较大的压力,现浇柱的体积必须增大;楼层越高,现浇柱体积越大,超高层共用空间占用面积越大,影响高层建筑的整体结构。因此,采用钢筋混凝土作为超高层建筑的主体结构越来越少。钢结构具有承载力强、占地面积小的特点。在我国,钢结构广泛应用于超高层建筑中,其功能性和综合效益得到了充分的认可。超高层建筑采用钢结构作为主体结构,也是我国建筑材料综合利用能力的体现。
        2 超高层建筑钢结构施工优势
        2.1节能环保
        钢结构具有明显的强度和节能效果,具有良好的环保优势。与传统的混凝土超高层建筑相比,在超高层建筑中采用钢结构工程,不仅可以有效地提高高层建筑的稳定性,而且可以节省大部分空间,全面提高建筑物的使用面积。从环保角度看,钢结构更贴近自然。同时,钢结构的广泛应用也顺应了国际和我国绿色建筑理念的要求。钢结构建筑材料减少消耗和运输成本,并且可以回收利用。
        2.2高强度和韧性
        钢结构具有明显的力学特性,具有良好的弯曲和拉伸性能。与混凝土材料相比,其性能更优越。采用相同掺量的钢筋混凝土,超高层建筑钢结构可以进一步提高强度,保证韧性。钢结构工程可以做各种灵活的造型设计,通过大胆的外观设计,创造出越来越美的建筑风格。可以说,钢结构可以保证超高层建筑的整体平衡,其强度和韧性可以有效地分配和传递外力,达到稳定和安全的目的。
        2.3工期进度优势
        超高层钢结构的制作可以实现工厂化预制。通过工厂加工各种大型部件,能满足标准要求。大多数钢结构建筑材料在工厂加工成成品或半成品,然后通过运输设备运到施工现场。通过机械吊装和螺栓焊接,将各结构构件有效连接。成品、半成品的先进加工,提高了施工效率,保证了工期。
        3超高层钢结构施工技术管理
        3.1前期准备工作
        做好前期准备工作,不仅是建筑设计更加科学严谨,更是施工工艺安排更加合理。它能使施工过程中的各种问题得到更妥善的解决。
        3.1.1企业要审核设计图纸。

设计图纸是后续施工乃至验收工作的参考依据,必须进行严格审查,确保设计图纸符合要求,能清晰传达设计理念和施工方法。企业要高度重视设计图纸的审查,确定是否符合我国安全施工规范和标准,并根据设计图纸对施工现场进行勘察,确保设计图纸的施工可行性。
        3.1.2企业要对施工过程中的各种问题进行更准确的筛选。在超高层建筑的施工过程中,许多外部因素会对其产生影响,产生各种各样的问题,因此对这些问题的准确筛选尤为重要。通过筛选出重要问题,设计人员可以修改设计图纸,提高施工效率,避免因施工过程中不可预见的问题而搁置工程。
        3.1.3企业要严格监督施工。监理包括备料监理、施工人员资质监理、各类机械设备调配监理,因为这些都是施工的必要条件。
        3.2属地化钢结构构件加工及验收
        与沿海地区相比,西南地区的钢结构加工设备和加工技术相对落后。因此,沿海地区的成套设备、管理权和高水平操作人员全部转移到西南地区进行本地化加工。虽然前期投资成本较大,但为超高层整体的施工进度和施工质量提供了很大的保证。钢结构构件的制造需要经过深化设计、材料采购、工艺准备、工艺试验、加工制造、质量控制、成品验证等多个过程,最终进入施工现场验收。国产化加工不仅能及时掌握钢结构原材料采购和构件加工信息,还能对构件加工过程中各工序的质量进行监控,将构件验收环节纳入加工厂,确保构件“零缺陷”出厂,避免对现有构件验收中发现的问题进行再整改的现象,为塔机在超高层建筑中的有效使用提供保障。
        3.3构件安装精度以及工件测量校正
        在施工过程中,确保安全和质量,从各个环节控制工期。在安装和装配的顺序中,对工件进行多方面的检查,确保安全。严格检查质量,完全达标后进行下一步施工。根据施工现场的位置、结构形式和结构特点,选择施工机具的布置和安装,特别是吊装的安装精度,为施工安全、高效、工期创造有利条件。超高层钢结构施工中工件的校正、垂直度、轴线、标高的偏差要准确,质量要有保证。这也是工程中的控制手段,为施工检查提供了依据。
        垂直度控制是超高层钢结构施工的关键,贯穿于整个安装过程。钢结构安装施工必须进行现场跟踪测量。由于超高层建筑高度高、精度高,测量难度大,因此必须采用先进的测量仪器和合理的测量方法来保证测量数据的准确性。
        3.4吊装施工
        吊装是建筑施工中一个非常重要的环节,分为“吊装”和“安装”两个步骤。吊装作业的准确性直接影响到工程的质量,从而影响到工程目标的实现。因此,在钢结构吊装作业前,要根据结构形式、施工条件和塔机选型制定合理的施工方案,明确构件的位置和吊装顺序。在施工过程中,要严格控制塔吊的最大起重量、起重半径等技术参数,坚决贯彻“十不吊”的原则。
        3.5厚板焊接工艺措施
        在钢结构施工中,焊接是最重要的环节。保持焊接的稳定性对整个施工的质量和工期至关重要。恒隆广场办公楼工期紧,钢结构体积大,厚板多,质量要求高。根据本工程焊接特点,进行工艺试验,采用合适的工艺参数,由技术水平高的焊工进行操作,确保焊接检验合格率。钢柱对接焊缝、梁柱焊缝采取焊前预热、焊后保温、对称焊、层间温度控制等多种工艺措施,保证了焊接质量。超高层钢结构厚板的焊接过程是焊接控制的难点。厚板的焊接多在上下钢柱连接处进行。焊接时间特别长,且超高层建筑风大、温度变化明显,给焊接质量和控制带来一定困难。根据焊接工艺要求,焊前应进行控制。
        结束语
        综上所述,随着超高层建筑数量和规模的不断增加,钢结构施工技术的应用越来越普遍。针对影响超高层建筑钢结构施工质量的因素很多,只有严格审核施工设计图纸,加强钢结构构件的生产质量控制,加强施工全过程的监督和控制,才能全面提高超高层建筑钢结构的施工质量,促进超高层建筑施工的发展与进步。
        参考文献
        [1]孔颜可,马强.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].住宅与房地产,2019(33):179.
        [2]张文凯.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J].中国住宅设施,2019(8):111-112+9.
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