徐 兆,王成龍
(齊齊哈爾工程學(xué)院,黑龍江 齊齊哈爾161000)
鋼結(jié)構(gòu)采用的材料是鋼板、熱亞型鋼以及冷加工成型的一些薄壁型鋼。相對(duì)于其他的材料結(jié)構(gòu)而言,高層建筑中使用的鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)很多。在空間利用方面,與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼材的抗側(cè)彎及抗壓強(qiáng)度能達(dá)到其1.5倍,可以有效減少截面,增加開間面積及有效實(shí)用空間。而混凝土的使用在一定程度加重了灰塵以及噪音污染,同時(shí),廢棄的鋼材在建筑物拆除后無法回收再利用,使用效率大大降低。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)就很好地避免了這些弊端,減少了浪費(fèi)現(xiàn)象,降低了對(duì)環(huán)境的污染。
在跨度或者荷載都比較大的構(gòu)件中,鋼材由于自身力學(xué)性能比較強(qiáng),在抗拉伸、抗壓以及延展性方面具有很強(qiáng)的功能,比混凝土、磚石以及木材表現(xiàn)出更好的適應(yīng)性。因?yàn)楦邔咏ㄖ摻Y(jié)構(gòu)在通常情況下不會(huì)因?yàn)槌d而出現(xiàn)突然斷裂的現(xiàn)象,能表現(xiàn)出超強(qiáng)的動(dòng)力荷載能力。也是由于鋼材料強(qiáng)度比較高的特性,施工成的構(gòu)件壁在受到壓力時(shí)依然能達(dá)到穩(wěn)定的要求,也奠定了抗震性優(yōu)良的構(gòu)架基礎(chǔ)。由于建筑在垂直方向的距離較大,對(duì)于高層抗風(fēng)性強(qiáng)度有很大的需求,而鋼材較好的彈性也能夠?qū)⒌卣鹚a(chǎn)生的能量消耗掉,可表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗震性能。
由于鋼結(jié)構(gòu)材料加工比較容易,并且機(jī)械操作效率高,精準(zhǔn)度也非常高,即使在現(xiàn)場(chǎng)也可以采用焊接的方式進(jìn)行安裝。在具體安裝中,可省掉設(shè)置繁雜的腳手架,采用壓型鋼板就可以作為混凝土樓板的永久性標(biāo)版。有資料表明,鋼結(jié)構(gòu)施工要比鋼筋混凝土施工的速度快70%~80%。因此在整體上,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)縮短了施工工期,降低了施工成本,為施工企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益。
鋼材作為金屬混合物,避免不了耐火點(diǎn)的限制。如果遇到了火災(zāi),鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼材導(dǎo)熱系數(shù)過大,會(huì)導(dǎo)致鋼材強(qiáng)度及彈性模量急速降低。當(dāng)溫度為350℃時(shí),鋼材強(qiáng)度會(huì)下降30%;而溫度達(dá)到了600℃時(shí),鋼材就會(huì)喪失承載的性能,導(dǎo)致建筑物坍塌。因此,加強(qiáng)梁、柱及壓型鋼板的防火性能,提高耐火能力,可以更好地保證高層建筑物的抗火災(zāi)能力[1]。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)適用的鋼材表面有大量的鐵元素,易與空氣發(fā)生氧化作用而產(chǎn)生鐵銹,此種鐵銹對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的性能會(huì)造成一定的威脅,嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞鋼結(jié)構(gòu),增加高層建筑安全隱患。我們也應(yīng)從鋼材市場(chǎng)角度分析,不能忽略鋼材供需失衡現(xiàn)象,這也是我國冶煉技術(shù)在鋼材生產(chǎn)方面的局限性。
高空作業(yè)中吊裝技術(shù)是非常關(guān)鍵的,直接決定了高層建筑的施工安全。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝技術(shù)主要包含鋼柱吊裝和鋼梁吊裝兩種技術(shù)。這兩種吊裝技術(shù)都存在很大的危險(xiǎn)性,對(duì)機(jī)械設(shè)備及施工技術(shù)的要求也比較嚴(yán)格,是高層鋼結(jié)構(gòu)工程施工的關(guān)鍵工序,對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量起到了至關(guān)重要的作用。其中,鋼柱吊裝工作是高層建筑的主要豎向構(gòu)件,一般需要?jiǎng)澐值跹b作業(yè)區(qū)域,并按先主梁后次梁,從中央向四周擴(kuò)展的順序進(jìn)行吊裝。而鋼梁吊裝中,吊點(diǎn)的位置也決定了鋼梁的跨度及施工人員的安全。為了提高垂直運(yùn)輸效率,可用多頭吊索對(duì)重量小的次梁進(jìn)行一次多吊的方法。
焊接工藝廣泛應(yīng)用于固定鋼結(jié)構(gòu)的施工中。施工中常用的焊接技術(shù)有電渣焊技術(shù)、氣體保護(hù)焊技術(shù)等。目前最為常用的焊接工藝是以二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動(dòng)焊為主,手工焊為輔的焊接技術(shù)。在焊接鋼結(jié)構(gòu)前,應(yīng)嚴(yán)格檢查焊條的合格證,在保證焊接縫表面光滑,無氣孔、裂紋、弧坑等問題后進(jìn)行下一步操作。在焊接過程中,不僅需要考慮總體焊接順序,區(qū)段的焊接順序也是不容忽視的問題。對(duì)任意一個(gè)焊接節(jié)點(diǎn)也需采用對(duì)稱分布焊接的施焊順序,最大程度的減少焊接應(yīng)力,控制變形的傾向。
鋼結(jié)構(gòu)施工測(cè)量是一種高精度的測(cè)量,精心布設(shè)測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)網(wǎng),正確的測(cè)校方法和數(shù)值傳遞路線,都是工程測(cè)量的基本要素。測(cè)量技術(shù)的主要形式包括塔吊的選擇、吊裝、測(cè)控和施工安全等。其中,塔吊是整個(gè)施工測(cè)量技術(shù)的核心設(shè)備。選擇塔吊時(shí),相對(duì)于附著塔吊,內(nèi)爬式塔吊更能節(jié)約成本,也因此得以在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。適合的塔吊為吊裝的正常進(jìn)行奠定了良好的基礎(chǔ),也促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)施工第一道程序的順利進(jìn)行。在測(cè)控技術(shù)中,目前比較先進(jìn)的方法是用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量基線網(wǎng)的測(cè)設(shè),并以高精度全站儀構(gòu)件空中三維坐標(biāo)定位,提高了測(cè)量技術(shù)的精準(zhǔn)度[2]。
為了保證施工能夠順利安全進(jìn)行,選用適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)施工中重要部位的應(yīng)力變化及氣候變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)是十分必要的。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)從最初的收集信息,到判斷計(jì)劃和實(shí)際中的偏差,再到及時(shí)調(diào)整施工進(jìn)程,每一步都對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工有指導(dǎo)意義。
土地資源的緊缺促進(jìn)了高層建筑的迅猛發(fā)展,而高層建筑中的施工技術(shù)決定著建筑的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。目前,高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用給建筑領(lǐng)域注入了新活力,并且隨著工程計(jì)算和施工技術(shù)水平的不斷提高,相信高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用會(huì)在住宅的適用性、安全性、耐久性等方面發(fā)揮更重要的作用。
[1] 吳現(xiàn).高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,(32):183-184.
[2] 葉慶賀.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工測(cè)量技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,(01):93-94.