高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)研究

安振強(qiáng)

摘 要：鋼結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、質(zhì)量輕、施工快，在高層建筑施工中應(yīng)用具有十分明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。明確鋼結(jié)構(gòu)施工的應(yīng)用特點(diǎn)，可以更好地為整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工管理提供保障，增強(qiáng)施工管理的控制效果，提升鋼結(jié)構(gòu)施工安裝的整體水平。

關(guān)鍵詞：高層;鋼結(jié)構(gòu);建筑;施工技術(shù)

1鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1材質(zhì)均勻

首先，從機(jī)械功能的角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的統(tǒng)一性與結(jié)合性，因此其材質(zhì)波動(dòng)幅度相較于其他材質(zhì)明顯較小。其次，在滿足應(yīng)力基本要求的情況下，鋼材將具有良好的彈性，并以此增加高層建筑穩(wěn)定性。最后，將鋼材與工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可發(fā)現(xiàn)其受力之間存在的差異性較低。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量明顯更強(qiáng)。

1.2穩(wěn)定環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)通過組裝可以成為立體式框架結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性提升顯著。鋼結(jié)構(gòu)施工的拼接速度更快、精度更高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的要求相對(duì)較低。在鋼結(jié)構(gòu)施工完畢后可以進(jìn)行快速拆除，具有重復(fù)使用的特點(diǎn)，能夠顯著提高鋼結(jié)構(gòu)施工的整體效果。鋼結(jié)構(gòu)體系所有材料均為可再生材料，即使鋼結(jié)構(gòu)廢棄后也能夠進(jìn)行回收再利用，符合國(guó)家的環(huán)保要求，有效減少企業(yè)的成本費(fèi)用，可以減少資源的消耗。

1.3塑性及韌性

從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)在普通壓力的影響下，鋼材因超載從而出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象的可能性極低，該點(diǎn)在建筑工程技術(shù)資料、研究報(bào)告及相關(guān)文獻(xiàn)中均存在詳細(xì)說(shuō)明。此外，可對(duì)鋼材塑性及韌性進(jìn)行證明的實(shí)際案例生活中存在許多，例如：針對(duì)以木結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的房屋建筑而言，其承載力明顯低于鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑。

2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用措施

某高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)形式，由地上31層與地下1層構(gòu)成，高度為92.2m，標(biāo)準(zhǔn)層高為2.9m，采取鋼柱+剪力墻版的結(jié)構(gòu)形式。框架柱共有36根，鋼柱截面尺寸為B300mm×300mm×12mm×12mm，B700mm×300mm×14mm×14mm，應(yīng)用Q345B鋼材材質(zhì)。

2.1深化構(gòu)件設(shè)計(jì)

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，構(gòu)件加工前需深化設(shè)計(jì)，綜合考慮施工方案、加工能力、設(shè)計(jì)圖紙及施工條件，對(duì)加工構(gòu)件與現(xiàn)場(chǎng)施工具有重要影響。本工程主要從2方面出發(fā)：

1）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。合理設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)，使其傳力、構(gòu)造簡(jiǎn)單化，以減小施工難度、制作難度，組織多個(gè)部門共同確定節(jié)點(diǎn)形式，通過修改、驗(yàn)算后，上報(bào)至管理部門審核方能確定節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。以X節(jié)點(diǎn)為例，原本設(shè)計(jì)為拼接2個(gè)V形構(gòu)件，焊接難度高，制作復(fù)雜，建立三維模型后，按照施工工藝，改造組合結(jié)構(gòu)為平面整體結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了加工過程，且添加耳板進(jìn)行臨時(shí)連接，便于施工矯正。

2）分段設(shè)計(jì)。由于高層建筑現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模拼裝，因此，應(yīng)盡量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)吊裝、運(yùn)輸長(zhǎng)度、焊接工藝等情況進(jìn)行分段設(shè)計(jì)。以斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為例，分段設(shè)計(jì)外框柱時(shí)，按照車輛拖掛車廂最大尺寸為17m的要求，分段在20m以內(nèi)，梁與柱體的連接應(yīng)用大面積焊縫連接至柱上，工廠完成梁、柱、節(jié)點(diǎn)的焊接，以保證焊接質(zhì)量。

2.2安裝埋件

在吊裝施工中埋件作為基礎(chǔ)部門，其精度要求對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)整體的合理安裝和定位有著很大的影響，因此在實(shí)際的施工當(dāng)中，需要從各個(gè)角度入手，最大化的保證其精度符合要求。在安裝當(dāng)中，安裝埋件的每個(gè)細(xì)節(jié)都需要合理落實(shí)，確保不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏差。針對(duì)安裝前的保護(hù)工作，需要避免受到相應(yīng)的破壞造成和計(jì)劃工作不相符合，針對(duì)建筑埋件允許偏差，人員也需要加強(qiáng)熟練掌握，在操作中不斷檢查，比如，混凝土在拆模之后，埋件軸線位置和原來(lái)相比較有相應(yīng)的差異，按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)對(duì)其偏差范圍進(jìn)行了解，如果大于計(jì)劃規(guī)劃要求，就需要對(duì)其及時(shí)處理和調(diào)整。為了保證偏差可以降低，對(duì)工作效率提升，在安裝前需要對(duì)施工方案進(jìn)行明確，確保埋件偏差范圍符合要求，并且將其作為參考，在對(duì)埋件的中心線預(yù)設(shè)之后將安放位置合理選取，最后針對(duì)預(yù)埋件軸線和基面中心做好標(biāo)注。以此來(lái)對(duì)埋件位置進(jìn)行固定。施工人員需要按照施工不同階段要求對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低，不管是安裝過程中還是安裝完成后都需要將跟蹤和校正工作做好，按照埋件技術(shù)要求，對(duì)偏差位置合理調(diào)整。

2.3鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)高層及超高層建筑屋頂?shù)葏^(qū)域具有極強(qiáng)的平面?zhèn)认蛄ΑＲ虼嗽陂_展焊接施工時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)水平焊接方式進(jìn)行使用，并將附加襯管設(shè)置在對(duì)接區(qū)域，以此確保該區(qū)域焊接質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在開展鋼管柱焊接環(huán)焊縫施工時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)結(jié)合二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊及分段分向的焊接方法進(jìn)行使用，并嚴(yán)格把控焊接速度，確保其處于1.5～3m/h的范圍內(nèi);針對(duì)送攤速度而言，工作人員應(yīng)將其控制在200～300m/h的范圍內(nèi)，并正確應(yīng)用對(duì)稱焊接方式，以此避免焊接發(fā)生變形，從而對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。此外，若鋼梁實(shí)際寬度≤1200mm，工作人員應(yīng)對(duì)腹板及上下翼緣板采取全熔透坡口焊接方式，并在連接時(shí)對(duì)摩擦型高強(qiáng)螺栓進(jìn)行使用。該種焊接方式不僅能夠顯著提升焊接效率，而且還能避免焊接出現(xiàn)變形。

2.4施工流程的控制

在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，首先要檢查施工圖紙是否達(dá)到預(yù)期要求，施工圖紙對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目施工影響非常的關(guān)鍵，在施工期間要嚴(yán)格檢查施工圖紙，確保施工圖紙的效果符合預(yù)期。要積極加強(qiáng)施工圖設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，進(jìn)行全面分析與評(píng)估，為了保證施工質(zhì)量，施工人員在施工前需要對(duì)施工圖紙進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以確保圖紙的科學(xué)性與合理性。在施工過程中，無(wú)論是設(shè)計(jì)使用還是生產(chǎn)與維護(hù)，都需要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在工程施工中，對(duì)于施工材料的使用標(biāo)準(zhǔn)、存放管理標(biāo)準(zhǔn)，施工工藝標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理中，還需要選拔優(yōu)秀的管理人才，提高工人的積極性和主動(dòng)性，最后要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量進(jìn)行施工工藝有效性評(píng)價(jià)，這樣才能夠確保施工規(guī)范，形成完善的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系。在施工工藝評(píng)價(jià)中，一方面要保證施工安全高效，另一方面要提高施工整體質(zhì)量，或?qū)λ褂玫匿摬囊约笆┕ぬ幚矸绞竭M(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，方便構(gòu)建完善的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，為后續(xù)的施工質(zhì)量提供重要依據(jù)。

2.5螺栓連接

高層鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接主要用于梁柱與主次梁，其材料強(qiáng)度高，可施加螺栓較大預(yù)應(yīng)力，高強(qiáng)螺栓能承受更大的荷載。連接施工前，要處理摩擦面，保證摩擦面清潔干燥，無(wú)其他雜質(zhì)，有鐵銹則用鋼絲除去，打磨范圍不超過4倍螺栓孔徑面積，確保摩擦系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。并且檢查螺栓孔徑，應(yīng)比螺栓直徑大2.5mm。吊裝鋼結(jié)構(gòu)就位后，用普通螺栓固定，矯正后用高強(qiáng)螺栓固定，分2次完成擰緊操作，初擰緊為70%預(yù)拉力，終擰緊為100%預(yù)拉力，大六角螺栓以最終控制扭矩合格為主，扭剪型螺栓以擰斷梅花頭為主。按照中間至兩邊螺栓群擰，對(duì)稱擰住兩側(cè)梁的順序擰，完成螺栓連接后，檢查螺栓是否全部擰好，避免漏擰，以保證連接質(zhì)量。

結(jié)論

綜上所述，高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)從構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)件安裝、構(gòu)件測(cè)量矯正、構(gòu)件連接這幾方面出發(fā)，把控整體鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，合理應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。此外，還應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際情況，做好事前、事中、事后把控與安全管理工作，從而提高整體工程質(zhì)量。

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