【摘 要】隨著我國(guó)土地資源的日益緊缺,建筑行業(yè)中的高屋建筑發(fā)展迅速,其中高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是其發(fā)展的重中之重。高層鋼結(jié)構(gòu)施工具有標(biāo)準(zhǔn)高、場(chǎng)地狹小、立體交叉施工等影響施工因素多的特點(diǎn),鋼結(jié)構(gòu)的施工從設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、構(gòu)件加工、現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)施工管理等是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作,也是一個(gè)企業(yè)施工技術(shù)水平和管理水平的體現(xiàn)。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)同混凝土結(jié)構(gòu)相比具有其優(yōu)缺點(diǎn),從鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中主要施工環(huán)節(jié)為切入點(diǎn)對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行論述,得出只有嚴(yán)格按照施工工藝要求施工才能得到預(yù)期質(zhì)量效果。
【關(guān)鍵詞】高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);施工技術(shù)
近年來(lái),我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展熱度居高不下,高層建筑更受到投資企業(yè)和群眾的青睞,成為當(dāng)今社會(huì)的主要經(jīng)濟(jì)支柱之一。在高層建筑中鋼是運(yùn)用得最廣泛和普遍的,鋼結(jié)構(gòu)的使用尤其是在高層建筑中的使用為推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的向前發(fā)展起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)雖然起步較晚,但發(fā)展迅猛,今年來(lái)出現(xiàn)了上海金茂大廈、深圳賽格大廈、大連世貿(mào)中心等有名的鋼結(jié)構(gòu)工程,它具有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和施工特點(diǎn),其研究?jī)r(jià)值是非常大的,本文結(jié)合了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),分析其鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn),提出切實(shí)可行施工技術(shù)及提高其科學(xué)安全管理的方法。
1.高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)具有的兩面性
鋼結(jié)構(gòu)之所以在建筑中得到廣泛應(yīng)用,主要是由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、自重輕、抗震性能好、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢(shì);但同時(shí)具有耐火性差、耐腐蝕性差等致命缺點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)均是影響建筑師或工程師在高層建筑施工過(guò)程中重點(diǎn)考慮的方向,因此可以說(shuō)其鋼結(jié)構(gòu)具有兩面性。
1.1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)勢(shì)
高層建筑由于需要承載較大的負(fù)荷,而且其跨度范圍較大,所以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的材料與一般材料就有很多不同,其材料的強(qiáng)度、可塑性、韌性等物理性質(zhì)要強(qiáng)于一般材料,用于施工的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以是全工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)安裝,這樣的建筑材料就具有與普通材料不一樣的優(yōu)勢(shì),施工周期短、安裝靈活,可以大大縮短施工周期,所以在工廠中對(duì)其材料的物理性能要求也非常嚴(yán)格。為了保證高層建筑的質(zhì)量,保證居民的人身安全,延長(zhǎng)建筑的使用壽命、縮短施工周期,其鋼結(jié)構(gòu)的材料的吸收能力及延展性都非常強(qiáng),同時(shí),鋼材的抗壓、抗側(cè)彎強(qiáng)度均為混凝土的1.5 倍,在相同強(qiáng)度的條件下可以縮小截面從而增大了有效空間,能有效的減少截面,增強(qiáng)抵抗暴雨、大風(fēng)、地震等自然災(zāi)害的能力。其次,高層建筑鋼結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)地更勻稱,這樣才能保證鋼材的質(zhì)量,避免出現(xiàn)局部不均勻?qū)е碌膹澢蜃冃?,避免影響建筑施工的質(zhì)量及安全。鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)地均勻能夠保證各部分的性質(zhì)相同,受到同等力作用的時(shí)候能處于完全彈性狀態(tài),在施工過(guò)程中的力學(xué)計(jì)算中才能更準(zhǔn)確,減少鋼材實(shí)際受力與理論計(jì)算受力出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象,保證工程的順利進(jìn)行。再然后是鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過(guò)程更加簡(jiǎn)單。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的原料是已經(jīng)加工生產(chǎn)后的成材,再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工就可進(jìn)行使用。在大型的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中可將加工過(guò)的鋼材直接進(jìn)行拼裝,再按照設(shè)計(jì)圖紙所需要的進(jìn)行焊接、吊裝使用,這樣不僅減少了工序,提高了工程進(jìn)度,還提高了建筑的整體強(qiáng)度。最后,鋼結(jié)構(gòu)建筑物的施工材料可以實(shí)現(xiàn)鋼材再生利用,同其它結(jié)構(gòu)建筑物相比減少了大量的建筑垃圾。
1.2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)存在的缺陷
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的一些物理性質(zhì)較差,如耐火性、耐熱性較差。材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定著材料的耐熱性和耐火性導(dǎo)熱系數(shù)越大,耐火性就越差,反之亦然。鋼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)比鋼筋混凝土材料的大得多,因此其耐熱性和鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù),其耐火性能遠(yuǎn)差于混凝土結(jié)構(gòu),因此在鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)抗火被視為重要一環(huán)。鋼結(jié)構(gòu)的耐火性較差,還表現(xiàn)在當(dāng)溫度達(dá)到350度以上時(shí),鋼材的屈服強(qiáng)度及彈性模量等會(huì)隨著溫度的上升而急速降低,當(dāng)溫度達(dá)到600度時(shí),鋼結(jié)構(gòu)基本喪失了其全部的剛度和強(qiáng)度,這就增加火災(zāi)的危險(xiǎn)性,因此,在高層建筑中防火設(shè)計(jì)非常重要。還要重要的一點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性較差,鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹,銹蝕能夠引起應(yīng)力集中,破壞鋼材結(jié)構(gòu),危害鋼結(jié)構(gòu)的使用安全,使鋼結(jié)構(gòu)提前破壞,因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的防腐才能確保其使用年限。
2.高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的分析
鋼結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中,存在很多自身的特點(diǎn),使得其施工技術(shù)也有其內(nèi)在的特色,包括有:工程量大、構(gòu)件多用于施工和堆放構(gòu)件的場(chǎng)地小;立體交叉施工;自然條件、沉降、材料壓縮變形、混凝土的收縮變形、焊接變形等影響施工的因素多;塔式起重機(jī)的安裝、爬升、拆除技術(shù)要求高等等以下特色,所以為了應(yīng)對(duì)這些特點(diǎn)給高層建筑施工過(guò)程帶來(lái)的不一樣的挑戰(zhàn)和新的要求。
2.1高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)準(zhǔn)備
在對(duì)高層建筑進(jìn)行施工前,首要的是做好施工過(guò)程中的技術(shù)準(zhǔn)備工作,要編制施工組織設(shè)計(jì),將設(shè)計(jì)的思想融匯貫通到施工中,還要不斷確定、完善施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范市場(chǎng)、規(guī)范各方行為,更重要的是要對(duì)工藝進(jìn)行試驗(yàn),還要對(duì)其進(jìn)行評(píng)定,為后續(xù)施工提供技術(shù)保障?!傲己玫臏?zhǔn)備是成功的一半”,所以施工前的技術(shù)準(zhǔn)備是必不可少的。
2.2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)工程在施工安裝前還要許多現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作,例如:鋼構(gòu)件的驗(yàn)收,包括其零部件、連接件等,測(cè)量?jī)x器及丈量器具的準(zhǔn)備、基礎(chǔ)復(fù)測(cè)、構(gòu)件運(yùn)輸、構(gòu)件堆放、構(gòu)件堆場(chǎng)以及安排設(shè)備工具材料和組織施工力量等各個(gè)方面的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。
2.3特色準(zhǔn)備工作
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要施工技術(shù)分為螺栓預(yù)埋技術(shù)、吊裝技術(shù)、螺栓連接技術(shù)以及焊接技術(shù)等。其中螺栓預(yù)埋技術(shù)是整體鋼結(jié)構(gòu)施工中的最基礎(chǔ)的技術(shù),預(yù)埋柱腳螺栓的位置必須非常準(zhǔn)確,否則會(huì)導(dǎo)致鋼柱安裝上的困難,且對(duì)安裝質(zhì)量有較大的影響。因此預(yù)埋螺栓位置應(yīng)給予嚴(yán)格控制,施工中應(yīng)嚴(yán)格控制基礎(chǔ)軸線和標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn),埋設(shè)后進(jìn)行兩次復(fù)測(cè),第一次在埋設(shè)定位后測(cè)量,第二次在基礎(chǔ)混凝土澆筑并待其堅(jiān)固后進(jìn)行復(fù)測(cè),這項(xiàng)技術(shù)需要注意的是避免產(chǎn)生較大誤差,要確保預(yù)埋柱腳螺栓定位的準(zhǔn)確無(wú)誤,測(cè)試安裝的整個(gè)過(guò)程,才能確保螺栓的位置精準(zhǔn),從而進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算,保證后續(xù)工程的施工及質(zhì)量;高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝技術(shù)一般包括鋼柱吊裝技術(shù)和鋼梁吊裝技術(shù),吊裝技術(shù)是整體工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它決定高層建筑層高和總高度的主要豎向構(gòu)件,在加工制造中必須滿足現(xiàn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),大量的高空作業(yè)對(duì)其技術(shù)要求也是非常嚴(yán)格,它不僅影響工程的整體質(zhì)量,更關(guān)系著高層建筑的施工安全。
3.結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前高層建筑行業(yè)發(fā)展迅速,其質(zhì)量與安全也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),這就對(duì)其施工技術(shù)提出較高的要求。本文從鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的主要施工工藝為切入點(diǎn)介紹了在實(shí)際施工過(guò)程中的施工技術(shù)及工藝。
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