1、高层建筑钢结构施工技术的探析摘要:近年来。随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,建筑行业也在不断的崛起,各类高层建筑的数量在不断的增加。钢结构施工技术的出现,为当前我国建筑事业的发展带来了新的活力。本文将对目前我国高层建筑钢结构的施工技术进行研究,以供参考。 关键词:高层建筑;钢结构;施工技术;研究 中图分类号:TU97 文献标识码: A 一、高层建筑钢结构的优劣势分析 1. 优势 (1) 空间大:目前,钢材的抗侧弯及抗压强度都能达到混凝土的 1.5 倍左右,也就是说当处于相同情形下,利用钢结构能有效减小截面,这样就可以增大实际所用的有效空间。 (2) 施工周期短:在高层建筑中适用
2、钢结构,其构件可以由厂家制作,而钢结构也可以在现场加以安装。在具体的安装中,无需设置过多的脚手架,而且采用的压型钢板可以当作混凝土楼板的永久性模板。此外,在高层建筑施工中混凝土施工能与钢结构安装之间交叉进行,从而最大化缩短了施工的工期。 (3) 能循环再利用:对于钢结构建筑物而言,其施工建材可以实现钢材的再生利用,这样便有效减少了建筑垃圾,明显比其它建筑结构有优势。 2. 劣势 (1) 耐腐蚀性不强:钢结构适用的钢材表面有大量的铁元素,其铁原子容易与空气发生氧化作用而产生氧化铁锈,这种锈蚀作用能引起应力的集中,从而对钢结构的适用造成威胁,使得钢结构提前破坏。 (2) 耐火性差:如果遇到了火灾,
3、钢结构建筑钢材导热系数过大,其耐火性能较差,使得钢才屈服强度及弹性模量等会随着温度的上升而急速降低。比如说,当温度分别为 350 度与 500 度时,钢材强度分别下降 30%与 50%;若温度达到了 600 度,那么钢材结构的刚度与强度几乎全部丧失。 二、工程概况 某高层建筑采用的是钢结构,因而属于钢结构高层建筑工程项目,主要有三个部分:塔楼、配楼与连廊。塔楼地上有 35 层,地下也有 4 层;该建筑的总面积达到了约 79000 m2,属于全钢结构建筑,总钢材构构件的质量达到了 15000 吨;外轮廓主要由折线柱组成的双曲面,这给安装及测量都带来了极大的困难;其中钢材选择的是 Q345GJC,
4、板厚最大为10 cm,因此焊接的时候难度系数较大。 三、高层建筑钢结构施工技术探析 对于本工程建设而言,其施工技术主要包括了这些内容:塔吊选择、布置及装拆;构件进场、验收与堆放;吊装;测量控制;焊接;工期及质量控制;安全施工等。 1. 施工前准备 开展施工之前,相关监理人员必须对工程图纸及相关工艺技术进行了解,熟悉技术条件与规范标准,对于设计图纸的意图应充分领会,要加强重点与难点的理解;及时组织相关专业技术人员做好图纸会审工作,检查图纸中可能出现的漏、缺及错等问题,力求将问题扼杀在施工前,从而减少图纸带来的工程质量及进度问题;做好施工图纸交底,进而对接下来的工作做好方案编制,并交予相关专家进行
5、论证,待审核通过后方可进行施工。 2. 塔吊选择、布置及装拆 对于高层钢结构工程建设而言,绝对不能缺少塔吊,可以这样说,塔吊当属整个建设的核心设备。在进行塔吊选择与布置时,应根据建筑物的现场实际情况与钢结构自身的因素等结合加以考虑,还要保证塔吊在装拆过程中的方便、安全及可靠。对于本工程中,优先选择的是爬式塔吊,这样就可以不用对楼层进行加固也能施工,同时起重机在布设位置的时候也有着很大的自由度;爬式塔吊安装钢结构,对塔吊起重幅度及能力的要求没有其它类型塔吊那么苛刻;同时,采用爬式塔吊在造价上也要低于同类起重机的造价。具体而言,本工程的塔吊高度设计为 150 米,采用塔吊的塔身高度为 180 米左
6、右,若要考虑地下部分则需要设置 200 米。此外,基于爬式塔吊同类中的比较而言,采用内爬式塔吊应在本工程中的造价最低,因此选择内爬式塔吊。 3. 吊装 吊装当属钢结构施工中的龙头工作,其速度与质量将直接影响整个工程施工。在进行吊装之前,需要充分分析结构的平面与立面形状、塔吊数量与位置、结构形式及现场的施工条件等,通过这些方面的详细分析之后确定最终的吊装分区及顺序。对于本工程,初步划分为了两个作业区(东区与西区) ,分别通过两个作业组来完成两个区的构件吊装。本工程采用这种方式,使得“区域吊装”和“一机多吊”相结合,恰当地解决了施工工期紧和工程量较大的矛盾。在对工程进行测量的时候,首先应注意的是各
7、个工序之间存在着相互联系,也存在着相互制约的关系,因此必须合理选择测量方法,以使其对工程测量的进度及精度影响最小。根据多方面的考虑,本工程采用的是“预先控制”和“跟踪校正”结合的方式。总的来说,就本工程中的竖向吊装顺序应为如下所示: 安设四根钢柱下层框架梁测量校正螺栓初拧中层框架梁上层框架梁测量校正螺栓初拧测量校正终拧高强螺栓焊接焊缝检测散铺上层压型钢板与栓钉焊接/散铺与栓钉焊接上中下层钢梯及平台吊装楼盖钢筋混凝土楼板施工。 4. 焊接 在焊接的时候应把握好以下几个方面的内容:保证焊接质量。第一,焊缝的表面不能出现裂缝与焊瘤;第二,一级焊缝不能出现咬边和未满焊等诟病;第三,一二级焊缝不能出现夹
8、渣、气孔及弧坑裂纹等;最后,焊缝完成之后必须进行无损检测。 焊接的顺序。第一, 平面内焊接:从中心向四周扩散,采用结构、节点及全方位对称的顺序进行焊接;第二,竖向上焊接:焊接顺序依次为 L 层框架梁、压型钢板支托、下层框架梁、玉型钢板支托、 焊接检验;第三,柱柱焊接采用两人为宜,相对且两面等温与等速进行焊接;第四,柱梁节头焊接先对 H 型钢下翼缘板施焊,然后再焊接上翼缘板。焊接工艺。本工程钢结构焊接的难度十分大,除了 钢板较厚之外,还在于结构为双曲面,在设计中适用了斜撑与斜柱,使得立焊与斜立焊较多。加上本工程某段时期较为紧迫,使得工程量的巨大与之产生了矛盾,因此焊接出现了麻烦。易使浆液在缝隙内
9、流动过快形成短路,空气不能排出而造成缺浆和气泡。 为了解决这种困难,我们在具体的施焊中采用了二氧化碳气体保护半自动焊来进行立焊、斜立焊等施工,从而有效解决了上述矛盾,取得了一定的成效。 5. 安全施工 对于本工程而言,在具体的施工中必须做好相关安全措施,具体而言,应包括以下几个方面的内容:第一,施工人员在进入现场之前必须做好自身安全准备,比如说佩戴好安全帽,冬天构件表面易结霜应系好安全带、穿防滑鞋,穿着防护用品(如护目面罩、电焊手套等)等;第二,临时拆除的零部件应放置在工具袋中, 若没有工具袋则应拿稳当,切勿乱扔乱放;第三,应检查起重设备及吊具等是否满足了相关要求,不满足则坚决不能使用;第四,
10、在吊柱时应在外墙安设安全网,吊框架时则应架设临时的活动式走道,焊接时应搭设操作平台,同时及时铺设楼层压型板确保施工的安全;第五,要有严格的管理体系,派遣专人进行工程的防火安全监管,确保各类操作都符合相关的规范要求,同时做好施工安全教育工作,做好每天的监察工作。 四、结语 高层建筑钢结构施工逐渐普遍,并且这种结构在建筑中取得的效果也愈加明显,得到了住户及建筑工作人员的喜爱。在具体的施工中,应做好相关的设计工作,并根据设计来进行施工,同时要做好相关的监管工作。高层建筑钢结构施工中,应做好各个步骤的准确到位,同时要不断进行相关技术的研究与探索,从而使得施工技术更上一层楼。 参考文献 1李进.高层建筑钢结构施工技术与管理J.中小企业管理与科技,2010(16). 2何战宇.高层建筑钢结构施工技术J.企业科技与发展,2010(12). 3刘波.高层建筑钢结构安装施工技术的探讨J.商品与质量:建筑与发展,2012(06).