超高层建筑钢结构施工技术分析论文_惠敏

超高层建筑钢结构施工技术分析论文_惠敏

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摘要:超高层建筑本身高度高、自重大,对基层施工的强度和承受力要求也更高,因此难度系数也更高。在下文当中,笔者将对超高层建筑钢结构施工进行分析,提出具体的施工方式,保证建筑安全和施工质量。

关键词:超高层建筑;钢结构;施工特点;施工技术

建筑工程常用钢筋混凝土结构形式和钢结构形式两种,其中钢结构施工较为简单,一般使用各类型钢材作为主要的工程材料,与钢筋混凝土结构相比,其施工量更少,而且施工周期也相对较短,施工程序更加简单。但是,钢结构施工的整体结构搭建更为复杂,为了满足超高层建筑本身的特点和需求,必须采用合理标准的施工工艺,达到结构的力学标准。

一、超高层建筑钢结构施工的难点分析

超高层建筑能够不断扩展单位面积内土地的使用率,利用有效的空间面积我人们提供更多的活动空间,同时也满足了人们对建筑视觉的追求,随着近几年建筑艺术的提升和建筑风格的变化,超高层建筑钢结构施工的难度也更大,具体表现为如下几点:

(一)斜

倾斜问题是超高层建筑施工中一个比较常见的问题,也是较为重要的一个问题。建筑的高度越高,其倾斜度就越难控制。尤其对于钢结构的超高层建筑施工来说,由于施工跨度较大,而且周期长,早期施工钢结构的倾斜度本身就难以后期,加上后期施工行为的影响,更加会对其前期项目的倾斜度造成损害,增加建筑倾斜,使得整体结构出现严重的变形,从而影响工程质量。

(二)扭

一些超高层建筑整体采用了螺旋上升的结构形式,例如广州电视塔,该建筑自下而上,整体扭曲度达到了45°,给人以三维倾斜的视觉效果。这类超高层建筑在对各个不饿的钢结构进行定位时存在难度,加之温度等外部环境变化与荷载量的动态性改变,更是增加了钢结构施工的难度。

(三)悬

一些超高层建筑为了提升视觉效果,部分结构采用了悬空形式,距离地面高低较高,支撑体系设计施工难度大。在对悬吊部分的结构进行施工时,就会出现结构搭建准确度难以控制、材料起吊装配困难等问题。同时,这一部分的施工危险系数大,很容易发生坠落事故,对人员安全存在威胁。

二、超高层建筑钢结构施工优点分析

超高层建筑的钢结构施工实际上是一个加工钢材的过程,将钢材按照设计搭建成一定的结构,使之能够承载高重、高压,并形成封闭的建筑空间。与传统钢筋混凝土结构相比,其整体质量更轻,所受荷载较高,施工快捷,抗震性能和强度比混凝土结构更佳。尤其是近几年冶金技术的发展,使得现代的钢材种类更佳多样化,性能也更加完善,企业可以根据不同位置的施工需求,定制不同规格和性能的钢材,这不仅满足了施工要求,提升了工程质量,同时也降低了施工成本。

(一)抗弯与抗压能力优越

钢结构的抗弯与抗压能力都优于混凝土结构的建筑,同种规模的工程下,使用钢结构形式可以很大程度上降低截面积,减少了建筑空间的占有率,提升了单位面积的实际使用率。

(二)节约了脚手架成本

采用钢结构形式在很多项目的使用中无需使用脚手架;再者,部分的混凝土施工可以和钢结构施工交叉进行,加快了施工进程;最后,压型钢板可以作为永久性的模板,用于混凝土楼板的浇筑,缩短的混凝土的浇筑时间,进一步减少了施工周期。

(三)节能环保

近几年,环保问题受到了各行各业的重视,尤其在建筑行业中,环保施工、绿色建筑的呼声日益高涨。超高层建筑钢结构所有材料均是可再生材料,并且在拆除建筑后,部分钢材可以重复进行使用或者回收再利用,解决了传统全混凝土结构施工中的资源浪费问题和拆除再建的环境污染问题。其次,金属的导热性能远远高于混凝土,所以,钢结构施工还有一个缺陷,就是耐热性能差,一旦钢材温度急速升高,或遭遇火灾,其强度就会不断下降,当钢材温度达600°以后,整个结构几乎没有强度可言了。

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三、超高层建筑钢结构施工的具体技术分析

(一)设备的选择

超高层建筑的钢结构施工有很大一部分必须要依靠吊装设备等机械来完成,因此设备的选择几乎直接决定了钢结构施工的难易程度和质量。建筑单位在承接项目之后,首先需要跟投资方获取获取关于建筑设计的所有图纸,并完成技术交底工作,而后依据图纸设计对建筑工地进行勘察,了解工地的实际情况,确立施工难度和施工优势,并最终拟定所需要的工程设备和机械。超高层建筑钢结构施工中常用的机械设备主要有:吊装机械、塔式起重机、门式起重机、履带式起重机等。其中吊装机械主要用于吊装材料,将材料运送至指定位置进行安装施工;塔式起重时则是超高层建筑中必要的一种机械;另外,对于需要进行整体太高、平移等结构,一般会采用双机抬吊的方式进行,因此一些辅助设备也是必不可少的,例如临时支撑胎架。

(二)测量技术

超高层建筑本身高度高,因此子啊施工中通视问题将会严重影响到技术人员对建筑整体施工情况的判断,从而导致数据测量出现问题。对于超高层建筑钢结构的测量,一般可以选择双重控制网的方式进行,利用GPS定位技术,首先建立一个测量基线网,选择合适的测量点,再利用高精度的全站仪来进行配合,这样就可以实现对钢结构件的定位,并在形成空中三维坐标,便于技术人员进行观察。

(三)焊接技术

超高层建筑钢结构的搭建焊接技术是关键,焊接质量不影响到钢材本身的质量,操作不当,也容易引发一些安全事故。超高层建筑的焊接工作量非常大,在实际操作中,应当严格按照有关标准和要求,选择适合的焊接方式,创造有利的焊接条件,严格对焊接缝的控制,保持钢材之间的衔接稳定可靠。另外,一些焊接作业受天气影响严重,加之高空施工的特点,使得人员安全得不到保障,因此,焊接操作时,必须要求人员佩戴好防护器具,包括眼罩、安全绳、安全帽等等,同时留有足够的操作空间,避免对人员活动造成阻碍。钢材的焊接还应根据材料本身的额特点选择适合的焊接方式,预先了解天气情况,确定是否进行焊接作业。

(四)预变形技术

空间三维变形是超高层建筑钢结构施工中常见的一个问题,需要采取预变形技术进行处理。所谓预变形技术就是通过科学的计算方式,模拟施工过程中钢结构的空间三维变形,确定各个节点的变形情况和数值,而后对原有的设计进行调整和优化。实际施工过程中,应当根据先期的模拟结果,对钢构件的长度进行调整,亦或是对可能发生变形的节点进行反向变形,以保证实际施工与设计图纸吻合。

(五)关键工序质量控制点

(1)构件质量控制:其流程如下:检查材料合格证—检查材料生产工序—实施出厂验收—进场验收—储存堆码—安装。对于构件之间的控制,重点在于对其整个生产流程的控制,因此施工单位必须了解到钢材的生产制作情况,及时的进行抽样检查,并要求厂家出具相关的质量检查合格证明,在材料运抵现场后和使用前,都应当实施质量抽检。

(2)安装质量控制:钢结构构件安装施工流程为:楼面放线—吊装—测量校正—检验—焊接—复测—交验,安装时主要控制安装位置,严格控制位置误差。

(3)焊接质量控制:主要分为焊接前、焊接中和焊接后三个控制阶段,主要控制目标为:外观一次性合格率、无损检测一次通过合格率、二次通过合格率均需要满足规范要求。

结束语:

近几年来,我国建筑行业飞速发展,相关施工技术和施工方式也在不断的进行变革和创新。同时,随着经济水平的提升和人们生活的改变,对于建筑使用的要求也有了很多的变化,加之土地资源日益紧张,使得现代建筑施工的高度越来越高,全国各地出现了很多超高层的建筑,因此,务必要对其钢结构施工引起重视,这不仅是建筑行业的发展要求,同时也是社会对建筑施工的要求。

参考文献:

[1]晁越;王国栋;姚皓凡;阴鑫.高层建筑钢结构施工技术要点分析[J].居业,2016(08):190-191.

[2]何丽娟.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析[J].江西建材,2016(13):177-179.

[3]罗智勤.超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施分析优先出版[J].建筑知识,2016(12):172-173.

论文作者:惠敏

论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期

论文发表时间:2018/2/26

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