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摘要:随着我国建筑行业的不断发展,为了解决城市用地稀缺性矛盾,高层建筑得到快速发展。钢结构因为其强度高、自重轻、韧性好、抗震性能好、施工简单、节能环保等优点,在高层建筑中得到广泛应用。本文将从钢结构施工特点出发,探析适合现代建筑的技术要点。
关键词:高层建筑,钢结构施工,关键技术要点
前言:
随着城建速度的加快,高层建筑的出现不但解决了城市人口过多带来的住房问题而且美化城市,减少建筑用地。而如今传统的钢筋混凝土结构由于自重过大已经慢慢被重量轻的钢结构替代,而高层建筑中钢结构的使用能大大改善建筑整体的承重,给我国建筑行业带来了深刻的变革。
一、高层钢结构施工技术的主客观条件
在熟悉所施工结构的基础上,确定大型高层钢结构施工技术路线,同时还要考虑到经济、环境、技术等方面因素。在确定技术总体方案之前必须对周围环境、 自身资源以及结构本身有充分了解。首先对于结构的荷载传递途径以及基本组成要充分理解。弄清楚结构荷载的传递路径,据此做出合理的施工顺序,从而能够按照设计要求保证施工顺利完成。钢梁、钢桁架、钢柱是高层钢结构的组成部分, 同时也是分析的对象。其次, 在选择合理的施工设备、 进行有效的施工组织与施工之前必须充分熟悉施工现场的周边环境以及条件。施工环境主要包括场外运输条件、业主对施工的要求、设备安装与施工等操作工序对钢结构的制约等。因此在确定安装路线时应该充分利用施工现场的各种条件,从而做到高效连续快速施工。最后还要充分了解现场资源配置以及自身的技术能力。每个施工企业都应该有其独特的技术特长以及环境优势, 因此在确定施工技术路线时必须充分发挥出自身的优势才能事半功倍。
二、高层钢结构关键技术和措施
2.1 机械设备选择
钢筋吊装中最重要的工作是依据实际来选用合理的吊装机械, 而其吊装中最重要的机械是塔式起重机。而低空吊装、构件驳运的辅助机械主要有门式起重机与履带吊等。近些年兴起的液压集群千斤顶则主要用于大构件或组件和用于整个结构平移、旋转或提升工作。
2.2 测量技术
工程测量的主要要素包括仪器的配置、 基准点与基准网的布设、 测量方法与数值传递路线的正确选择。而高层往往因为通视条件差、结构高等缺点加大测量难度。目前选用的测量手段主要是建立双重控制网、选择 GPS 定位系统来测量基准网,并且辅之以高精度全站仪来完成三维坐标定位工作。
2.3 焊接技术
高层建筑钢结构连接通常采用焊接量大、 质量要求高等强焊接方式连接。因为高层的结构高,因此多数情况下需要在高空作业,因而缺点是控制安全难度大, 受气候影响大。总之, 应该根据具体的现场施工条件以及钢材特性来选用合适的焊接工艺、 设备以及材料。钢结构现场焊接技术的关键是要依据高空焊接的操作条件大力培训焊接技工, 做好防风防雨工作及时进行无损检测等。此外选择焊接技术时还应尽量选择能够保证焊接质量、降低焊接变形、提高焊接效果等的焊接技术。目前的焊接技术主要是二氧化碳气体保护半自动焊,辅之以手工焊。焊接过程中不仅要考虑区段、总体间的焊接顺序,而且对于焊接节点也需要考虑对称焊接的焊接顺序,尽量降低焊接变形。对于钢结构的施工来说,焊接施工技术也是其重要的组成部分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下,我们在进行焊接操作的过程中应当重视焊接参数的选择,对焊丝以及焊接电弧电压等相关因素都要予以掌握,并且对于不同的情况和条件我们也要进行具体分析,针对于位置的区别来选择有效地焊接方法。为了能够便于我们清晰地观察到焊缝和熔池,我们大多会选择左向焊法,进而对焊缝的成型进行掌控;而横焊则会使用右向焊法等等。
2.4 施工仿真分析技术
钢结构往往会受到施工、自重以及环境的影响而不断发生变形,如果不控制, 会带来安装困难精度不准,甚至会出现安全隐患问题。因此应该利用施工仿真分析技术提前对各种因素引起的结构变形与内力进行计算分析,依据得到的测算结果来指导具体的施工。目前常用的仿真分析软件主要是 MI-DAS, ANSYS 等,利用软件可对施工过程进行模拟,可以得出重力作用下的变形规律, 同时也可得出温度与风荷载对结构的影响程度,通过仿真分析可为施工提供依据, 确保在误差范围内顺利完成施工。
2.5 预应力技术
目前的很多高层建筑常常出现斜、扭的结构特征,这种结构会发生空间三位变形,如不加以有效控制,则会影响结构功能甚至会影响结构安全。此外地基不均匀沉降与差异压缩变形也会引起结构变形,而解决这个问题的技术就是预应力技术, 这种技术的方法是:通过仿真分析得到结构施工中连续变化不断积累的节点变形值,然后通过预先调整构件尺寸以及节点变形值的方式, 来达到最后施工完成后与初始设计吻合的目的。
2.6 实时监控技术
因为施工过程中什么情况都有可能发生,甚至仿真得到的结果与实际也会有很大的差异,因而就诞生了实时监控技术来确保施工过程的安全与可控。实时监控系统可以通过实时监控施工过程中关键部位位移与应力变化,从而可以实时得到结果,进而与实际施工结果进行比较,确保施工的安全性与准确性。施工检测系统主要包含四个部分即信息采集、信息收集、 信息传输、 信息处理。信息采集应根据不同的信息类型来配置;信息收集应该根据收集的频率以及传感器数量来配置,信息传输有有线与无线两种,两者各有优点,前者抗干扰性强,后者适合远距离传输,信息处理主要是通过计算机软件来分析处理, 通过分析得出规律来指导施工。
2.7 安全操作系统与临时措施
高层钢结构施工过程中,为了施工技术人员的安全需要布置安全操作系统。同时为了稳定整体结构以及具体施工的通道,还需要根据实际情况采用临时措施。
2.8 气象保障措施
风雨雷电以及高温等不可控自然条件始终是高层建筑施工的一大威胁。目前高层建筑的施工周期长,而高层建筑极容易受到雷击,因此应做好对不利自然条件的防御工作。具体措施就是施工方可以请求气象站对施工周围的天气情况如空气湿度、温度、风力等进行实时监控并及时汇报,必要时可采用防雨、防雷、防风措施,如此便形成预测为主时刻防御的双重保障。
2.9 整体结构提升
针对高层结构中的天线桅杆结构或者高空连体结构,可以将其与地面某个物体组合在一起,然后再通过顶升来安装到目标位置。这样做可以用小起重机代替大起重机来操作, 不但降低起重机的作业半径而且便于起重装备落实、 加快施工进度。另外减少节点连接工作的高空作业,尽量在地面来完成,这样利于操作安全同时使施工质量可控,而整体结构平移或提升通常使用计算机控制的液压千斤顶来实现。
结语:
高层钢结构施工过程技术难度大、工艺复杂,因此必须综合分析整体结构的情况、施工环境以及企业环境等来确定施工技术路线与工艺,相关技术人员应该加强自身的专业知识, 不断探索研究,紧跟时代潮流,创造出符合时代要求的新技术来指导施工。
参考文献:
[1]郭颜林.倾斜高层建筑施工关键问题及实施[J].施工技术,2006,(12).
[2]陈胜利.大跨度钢结构施工控制技术研究[D].东南大学,2006,(1).
论文作者:李继飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/11
标签:结构论文; 钢结构论文; 技术论文; 高层论文; 高层建筑论文; 条件论文; 施工技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;