摘要：建筑业的迅速发展给人们的生活方式带来了很多的便利，但同时也产生了环境污染问题、资源的消耗问题，因此我国开始把节能、节材、节地等可持续发展理念应用到建筑行业中，装配式结构形式作为工业化生产的产品对这一目标的实现具有重大意义，不但可以解决资源浪费的问题，还可以提高施工质量、节约工程成本，缩短建设周期。目前，装配式钢结构在国内工业领域中的应用已经比较成熟，在民用建筑中的应用也在逐步增加，钢结构与装配式建筑都是以预制构件作为主要受力构件，二者的有效结合克服了单纯的钢结构刚度不足的缺点，从而得到了广泛的应用。本文发分析了钢结构装配式建筑含义和特点，并探讨了基于BIM的高层装配式钢结构住宅施工关键技术。
关键词：高层建筑；钢结构装配式施工；施工技术探究
1钢结构装配式建筑含义和特点
1.1钢结构装配式建筑内涵
装配式建筑是结构体系、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑。其中钢结构构件作为主要的承重体系的装配式建筑为钢结构装配式建筑。
1.2钢结构装配式建筑的特点及意义
钢结构装配式建筑具有重量轻、强度高的特点，其承重结构采用了钢材，维护体系则使用的是新型的建筑材料，一般情况下钢结构装配式建筑自重较轻、工业化程度高，符合当前建筑产业化的发展需求，对生产力的发展也有着积极的推动作用；此外，其施工速度快、工期短，钢结构装配式建筑在工厂中即可制造完成大部分内容，因此其资金周转也很快。钢结构装配式建筑综合性较强，需要进行产品的研发、设计和装修等，因此对我国建筑工业化发展也可起到积极的推动作用。
2基于BIM的高层装配式钢结构住宅施工关键技术
2.1预埋地脚螺栓定位安装
为了确保整体钢柱的安装精度，先安装控制柱地脚螺栓，后对控制柱地脚螺栓进行分段调差。将已建立完成的柱脚（简写）族载入BIM模型，通过对模型中立柱的自动识别，创建柱脚模型，并进行模型优化，生成柱脚定位样板，并生成明细表。安装完成后可利用三维放样机器人对施工现场进行扫描，检查现场柱脚安装位置与模型中柱脚位置，避免安装误差，提高精度。通过对模型中立柱的智能识别，分别创建柱脚节点以及地脚螺栓定位样板，并能单独或混合（整合）出具柱脚材料明细单和地脚螺栓定位样板明细单。可成组、成列整体地加固地脚螺栓，有效地提高了预埋螺栓安装速度和精准度，可重复使用，降低了施工成本。
2.2钢柱安装
2.2.1BIM+RFID技术辅助钢柱安装
建立BIM+RFID信息处理系统，对钢柱进行电子编号，制作成非接触可识别及可无线追踪定位的RFID电子标签。成品钢构件进场验证时，启动RFID无线定位系统。依据三维BIM模型进行现场施工，同时BIM+RFID信息系统可自动识别已完成构件和未完成构件，控制现场施工情况。
2.2.2起吊方法
钢结构整体吊装可以选用单一塔吊设备回转起吊，枕木作为必要设备必须垫在起吊设备的端部，当承载柱底端和地面表面出现撕裂和滑动不顺畅等征兆时，必须立即停止施工。
2.2.3首节钢柱安装
1）对钢结构进行精确定位，基础基准线和标高数值必须满足设计要求，地锚螺栓直径值及外露长度应详细检查，对钢结构进行整体编号，做好外形尺寸确认及连接板方位确定工作，校核现场尺寸参数，测量标高值。测量标高值时，可从柱底以上1m位置做十字标记以方便校验。
2）第1节段的钢承载柱标高确定主要取决于基础预埋件的标高值，在具体安装之前必须先测定标高值，保证基础位置标高设定在地锚螺栓之上，使用钢板调整高度值。钢承载柱安装过程中必须使用水准仪复测标高值，保证标高正确后，将固定绳索就位，指挥吊装吊钩达到既定位置。在复测标高值时，应在柱体两端悬挂磁性铅垂线，以确定柱体的垂直度，并测定标高值。
3）选用2套经纬仪分别从2个正交方向同时观测校核钢柱的垂直度，然后使用千斤顶顶推柱体底部，完成钢柱的垂直度调整。柱体顶部可以借助“地牛”调整，保证定位准确后，安装临时固定架，扎牢固定绳索。
2.2.4上节钢柱吊装
1）在安装上部节段的过程中，应关注两侧的临时固定用连接板，保证上一节段和下一节段的钢柱可靠连接，通过节点板固定连接。垂直吊装至预定的安装位置后，及时调整临时连接板及安装螺栓的紧固力，先调整标高值，再反复校核上下节段的对接头，防止出现错位及扭转，保证高度偏差值在规范允许的范围内。
2）通过校正调整钢柱中心线，保证钢柱接头的相对尺寸符合规范规定，高层柱的扭曲度、垂直度、标高等指标满足安装尺寸的需要，使得钢柱能够精确就位。
3）采用高强螺栓紧固结构，确保钢结构的刚度及承载能力满足设计要求，同时，对钢结构吊装接头位置进行校核，保证钢柱的垂直度满足设计要求，依靠千斤顶或者“地牛”进行局部调整，保证钢柱的连接尺寸精度达到设计要求。
4）根据不同材料的特性以及尺寸、形状、安装精度要求制订配套的焊接工艺，包括焊接方法、焊接顺序、焊接精度、质量、安全保障措施等，在施焊的过程中要随时测量精度和公差尺寸。
2.3钢梁安装
2.3.1BIM+RFID技术辅助钢梁安装
建立BIM+RFID信息处理系统，对钢梁进行电子编号，制作成RFID电子标签。在钢梁进场验证时启动RFID无线定位系统。依据三维BIM模型进行现场施工，BIM+RFID信息系统可自动识别已完成构件和未完成构件，控制现场施工情况。
2.3.2钢梁吊装
图1钢梁柱节点连接
钢梁安装在钢柱吊装进度符合要求后开始进行。全部的预定吊装位置必须确定吊装点位，保证起吊完成后以变形低于规范固定的误差上限为主，确保平衡和解锁方便。吊装角度小于60°时不能起吊，吊装位置与吊索选取必须经过受力计算确定。吊装时必须采取保护措施确保可靠坚固，吊装位置为了防止应力集中，应采用橡胶材料保护。钢梁吊装至预定位置后，应选用端部控制绳索定位准确，随后将吊钩匀速下降。主梁吊装到固定位置后，应注意主梁与连接板的方向，防止出现结构孔道错位，两端安装临时紧固螺栓并预紧（图1）。
2.3.3主钢梁安装
1）地面以上安装连接板和紧固螺栓，高强度螺栓与钢梁端部距离控制在1m内。
2）依照主梁安装顺序，先安装下部主梁，再安装中部主梁，最后安装上部主梁。
3）主梁起吊至对应位置后，使用撬棍微调，保证定位准确，主梁吊装完成后，使用高强螺栓紧固，再进行下层梁校正，初拧、终拧高强螺栓。
4）安装梁时应预留好焊缝收缩量，焊缝收缩量必须事先做试验，根据试验结果最终确定合理的收缩量。
2.3.4次梁的安装
1）起吊前，检查次梁两端的连接板和临时螺栓，临时螺栓数量必须占螺栓总数的2/3以上。
2）采用由里向外、由下而上的安装顺序将同一部位的次梁用钢丝绳捆绑起吊。
3）次梁上平面与主梁上平面对正调平，用冲头对正夹板梁连接板的孔眼直接放高强螺栓，先紧固再初拧、终拧高强螺栓。
3 结语
总而言之，钢结构装配式建筑有能耗低、高效、污染少等诸多优点，得到了高度重视。本文分析了钢结构装配式建筑含义和特点，探讨了基于BIM的高层装配式钢结构住宅施工关键技术，希望能够更好地促进高层建筑钢结构装配式施工技术的提升，为相关施工企业节约资源，降低成本，提升工程质量。
参考文献：
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[2]王斌.谈高层建筑装配式钢结构关键施工技术[J].居舍，2018（23）：73+255.
[3]张晓丹，肖跃军，杨梅.BIM技术在钢结构住宅中的应用[J].江苏建筑职业技术学院学报，2018，18（01）：33-35+48.
论文作者:高瑞鹏
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第30期
论文发表时间:2019/9/12
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