亢紅星

摘 要：鋼材，具有變形能力強(qiáng)、自身重量輕、材料強(qiáng)度高的特點(diǎn)，已經(jīng)越來(lái)越多的被運(yùn)用在建筑當(dāng)中。以鋼材為主要材料所制作出來(lái)的工程被稱作是鋼結(jié)構(gòu)工程，是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)類型當(dāng)中最具有代表性的一種，也是綜合性非常強(qiáng)的一種。鋼結(jié)構(gòu)作為合成材料，在建筑當(dāng)中，尤其是在高層或是超高層的建筑當(dāng)中被極其頻繁的使用。鋼結(jié)構(gòu)擁有其他結(jié)構(gòu)沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，但與此同時(shí)，也有著很嚴(yán)格的使用方法，不管是施工時(shí)對(duì)于材料的選擇、對(duì)于樓蓋的施工以及設(shè)計(jì)、還有連接位置的設(shè)計(jì)都需要進(jìn)行全面的考察，不可以有一點(diǎn)敷衍。本文就超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的加工和安裝技術(shù)在實(shí)際施工過(guò)程中的具體應(yīng)用，參考筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；加工和安裝技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

1 高層及超高層結(jié)構(gòu)體系定義

高層建筑物即指具有較多層數(shù)高度較高的建筑，但是具體達(dá)到何種程度算作高層，不同國(guó)家有不同的規(guī)定。一般來(lái)說(shuō)超高層建筑指40層以上，高度100米以上的建筑物。高層及超高層建筑一定條件下是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，傳統(tǒng)的木、磚、石材料以及結(jié)構(gòu)基本上很難滿足要求，而鋼結(jié)構(gòu)的加工和運(yùn)用在高層及超高層建筑的使用越來(lái)越廣泛和普遍，有利于建筑物整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的達(dá)標(biāo)。中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在近10余年期間發(fā)展迅速，對(duì)技術(shù)問(wèn)題也提出更高的要求。

2 鋼結(jié)構(gòu)施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 技術(shù)與計(jì)劃準(zhǔn)備

編制施工組織設(shè)計(jì)，確定建筑整體結(jié)構(gòu)的建造思路，確定建筑物各項(xiàng)施工材料的選取，精密計(jì)算每一個(gè)所需數(shù)值，避免誤差。由于高層及超高層建筑對(duì)建造技術(shù)有很高的要求，首要要保證有一個(gè)完整的建筑思路和技術(shù)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行工藝測(cè)評(píng)和工藝試驗(yàn)，確定及完善施工及建后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，保證每一步后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

2.2 材料的選用

鋼結(jié)構(gòu)具有抗震性、抗風(fēng)性、耐久性、保溫性、隔音性等等優(yōu)點(diǎn)，在使用、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢(shì)。然而鋼結(jié)構(gòu)也具有一些不容忽視的缺點(diǎn)，比如質(zhì)量問(wèn)題，其導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差，這就體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問(wèn)題的復(fù)雜性，那么在高層及超高層建筑中材料的選用就顯得尤為重要，應(yīng)首選耐火鋼，考慮其屈服強(qiáng)度，保證建筑在高溫情況下也不至于完全喪失承載能力。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

首先對(duì)于吊裝準(zhǔn)備，目前國(guó)內(nèi)多選用自升式塔式起重機(jī)作為吊裝施工機(jī)械主機(jī)，首要考慮的是吊裝設(shè)備是否符合工程建設(shè)需要。另外施工安裝前現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備及各項(xiàng)安全檢查也顯得尤為重要，比如鋼構(gòu)件的驗(yàn)收、測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)備、材料運(yùn)輸及存放、設(shè)備工具、組織施工力量等等。

3 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)解析

3.1 構(gòu)件加工制作的整體流程

鋼結(jié)構(gòu)高層建筑工程有很大的工作量。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有多種結(jié)構(gòu)形式，主要表現(xiàn)為箱型構(gòu)件、T型構(gòu)件和H型構(gòu)件等。構(gòu)件的焊接工序非常繁瑣，同時(shí)要求也很嚴(yán)，體現(xiàn)在：焊接要有較大的變形、很多的熔透焊位置以及高質(zhì)量的焊縫等。一般而言箱型構(gòu)件由于其內(nèi)隔板很少，在焊接過(guò)程中非常容易發(fā)生扭曲和變形。為了確保焊接的最終質(zhì)量和變形程度、構(gòu)件的尺寸精細(xì)合理以及避免層狀性撕裂出現(xiàn)，有效的焊接工藝指標(biāo)和措施尤為重要，這也是此類建筑工程加工技術(shù)中面臨的難題。鋼結(jié)構(gòu)高層建筑工程中的許多主要構(gòu)件大多是在工廠里面加工制作而成，基本的加工流程如下：做好技術(shù)上的準(zhǔn)備→采購(gòu)與復(fù)驗(yàn)材料→鋼材的前期加工→對(duì)桿件進(jìn)行加工→整體節(jié)點(diǎn)的組裝→進(jìn)行涂裝→最終運(yùn)輸。

3.2 工程焊接

焊接的方法選擇應(yīng)考慮整體工藝流程和鋼柱的結(jié)構(gòu)等，優(yōu)先選用有先進(jìn)配置的焊接方法和設(shè)備裝置。如對(duì)于加勁板和內(nèi)部的隔板的焊接，宜采用二氧化碳?xì)怏w保焊法。需要注意的是，要保證保焊焊絲應(yīng)符合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，且二氧化碳?xì)怏w的純度和含水量不能異于一定指標(biāo)。

4 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的安裝技術(shù)

（1）預(yù)埋件的安裝。施工本工程預(yù)埋件是由鋼板、預(yù)埋螺栓和矩形短柱構(gòu)成的一種長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)，總質(zhì)量為10.8t，總長(zhǎng)度為6.9m，最大埋件截面積為1200mm×1200mm×50mm。由于一些埋件的質(zhì)量很大，需要使用塔吊來(lái)進(jìn)行施工。在安裝過(guò)程中需要做好以下幾方面的控制。

（2）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的安裝。超高層鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架的施工一定情況下代表著超高層鋼結(jié)構(gòu)框架施工的主動(dòng)權(quán)，其安裝方法通常分為節(jié)間綜合安裝法和按構(gòu)件分類大流水安裝法。前者節(jié)間綜合安裝法是選擇一個(gè)區(qū)間作為標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間，安裝4根鋼柱構(gòu)成空間標(biāo)準(zhǔn)間，按照施工進(jìn)程逐漸擴(kuò)大框架，最終完成施工。

（3）特殊節(jié)框架的安裝。特殊節(jié)框架指不用于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的框架，如底層大廳和屋頂花園層等等，由于超高層建筑中建筑和結(jié)構(gòu)的特殊要求，施工技術(shù)方案也應(yīng)有所不同。對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)跨度較大且多位于高層建筑或旁邊，施工難度較大，一般采用“地面拼裝，整體提升”“搭設(shè)平臺(tái)，高空散裝”的安裝方法。

（4）鋼柱的安裝。管柱安裝應(yīng)在分析下層杯口偏離網(wǎng)絡(luò)線的位置數(shù)據(jù)后，確定管柱的偏移和傾斜數(shù)據(jù)，據(jù)此數(shù)據(jù)進(jìn)行安裝。根據(jù)鋼管柱截面高度變化形式及鋼柱的分節(jié)長(zhǎng)度，每3層澆筑一次，澆筑高度約為12.3m?；炷敛捎昧⑹礁呶粧伮錈o(wú)振搗法，利用混凝土下落時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能達(dá)到振實(shí)混凝土的目的。當(dāng)澆搗至8.3m高度時(shí)，上端4m范圍采用振搗器內(nèi)部振搗振實(shí)。一次拋落的混凝土量最好在0.7m3左右，用料斗裝填或設(shè)置澆筑漏斗，料斗的下口尺寸應(yīng)比鋼管內(nèi)徑小100～200mm，以便混凝土下落時(shí)，排出管內(nèi)空氣?，F(xiàn)場(chǎng)利用1.2m3吊斗進(jìn)行澆筑，并在擬澆筑混凝土的鋼柱頂部布置高500m，邊長(zhǎng)lm的漏斗進(jìn)行下料，漏斗下口邊長(zhǎng)為160～180mm，進(jìn)入鋼柱內(nèi)的斗口高度約200mm。

（5）安裝鋼梁。由于本項(xiàng)目中需要安裝的鋼梁數(shù)量非常多，則需隨鋼柱一起進(jìn)行安裝。臨近鋼柱安裝好以后，將鋼梁和鋼柱連接到一起進(jìn)而使其構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定性良好的結(jié)構(gòu)。當(dāng)天安裝的鋼梁和鋼柱都要連接到一起，如果因特殊原因沒(méi)有及時(shí)連接，要使用纜風(fēng)繩來(lái)對(duì)其進(jìn)行臨時(shí)固定。安裝鋼梁時(shí)，按照下層優(yōu)先的則，先將主梁安裝好，然后再將次梁安裝好。

5 結(jié)束語(yǔ)

超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程是一項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程，施工前需要作出縝密計(jì)劃，考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件，綜合利用高層建筑技術(shù)。同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重輕、剛度大；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學(xué)的基本假定；材料塑性、韌性好，能很好地承受動(dòng)力荷載；建筑工期短；工業(yè)化程度高，可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用我們既要掌握各項(xiàng)方法，也要尋求突破創(chuàng)新，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性與實(shí)用性。

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