彭方平

上海協(xié)恒工程管理有限公司 上海 201400

1 高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑

裝配式建筑自20世紀初期在歐洲研制成功面世后，就受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，居民住宅受到了大規(guī)模的破壞亟待重建，歐洲發(fā)達國家如德國、法國首先采用大批工業(yè)化裝配式建筑，初期主要釆用的是鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)件形式均采用工業(yè)化預(yù)制。經(jīng)過將近100年的發(fā)展，歐洲各工業(yè)發(fā)達國家現(xiàn)階段采用的均為裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的方式來進行居民建筑、工業(yè)建筑。丹麥作為世界上第一個將模數(shù)法制化的國家，在近現(xiàn)代的建筑中，80%的建筑均采用裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)進行建構(gòu)，節(jié)能效率高達50%。由此可見，丹麥成為世界上最宜居的城市，與裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)保護了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和節(jié)約了大批工業(yè)資源密不可分。德國是世界上使用輕鋼裝配式結(jié)構(gòu)進行建筑大型工程最發(fā)達和最多的國家，最新的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，輕鋼結(jié)構(gòu)的新型建筑占總建筑數(shù)量的95%，由此可見德國高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)達程度。美國緊隨歐洲國家的發(fā)展，大批量工業(yè)預(yù)制化建筑應(yīng)運而生，代表了美國高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的水平[1]。日本由于處于地震頻發(fā)區(qū)，其建筑結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)木質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展到裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，同時日本作為第一個在工廠中生產(chǎn)建筑構(gòu)件的國家，其高層鋼結(jié)構(gòu)建筑裝配式安裝技術(shù)同樣較為發(fā)達。

2 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

在這個階段，中國經(jīng)濟發(fā)展迅速，城市化進程不斷加大，建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)形式不斷優(yōu)化。鋼結(jié)構(gòu)廣泛用于建筑項目。鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點如下：第一，強度高，柔韌性好;第二，低成本，高性價比;第三，鋼結(jié)構(gòu)材料的環(huán)保，不會影響建筑環(huán)境，不僅可以節(jié)約資源，而且可以再利用;第四，抗震性能強，穩(wěn)定性好;第五，重量較輕，可減少下部結(jié)構(gòu)的載荷，提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

3.1 鋼材的選取

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用中，為了避免在安裝使用過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，就要科學(xué)的選取鋼材，要選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行安裝。目前鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要為Q345鋼和Q235鋼兩種，重要的結(jié)構(gòu)部分會用到Z15、Z25和Z35。這就需要施工過程中進行合理的選取鋼材，當(dāng)塑性要求達到不低于235MPa時，就必須選用低合金鋼或者合金鋼。這些鋼材都具有什么優(yōu)異的焊接性能，成形好、焊接方法優(yōu)良低合金鋼還擁有良好的抗腐蝕效果。鋼材的制作必須進行嚴格的控制和檢查，嚴控裝接時的定位線和基準線，做好胎架劃線、尺寸搭接工作。對結(jié)構(gòu)尺寸要保證安裝之后與實際計劃不存在誤差。

3.2 鋼立柱的安裝

完成了建筑整體的模型制作和柱、梁的制作以后，就可以進行施工現(xiàn)場的鋼立柱的安裝了。按照BIM技術(shù)模擬出的現(xiàn)場施工順序進行柱安裝的碰撞檢查和三維模擬，并最終得到鋼立柱安裝的最佳位置和尺寸。同時，需要注意的是，在進行建筑節(jié)點位置的安裝過程時，需要運用縱橫梁平面試拼法進行鋼立柱的臨時安裝，確保整個安裝的過程中不會出現(xiàn)錯誤。

3.3 鋼－混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)

鋼-混凝土芯管混合結(jié)構(gòu)因其重量輕，施工速度快，成本低而被廣泛使用。當(dāng)建筑平面需要相對規(guī)則時，外框鋼可以使用密實的外鋼結(jié)構(gòu)框架，并且地板與內(nèi)外圓筒連接，使得內(nèi)圓筒和外圓筒一起抵抗水平載荷。對于地震頻繁發(fā)生的區(qū)域，外框架和內(nèi)芯管可以通過小跨度的梁連接，并且布置有大量鋼框架柱。這樣構(gòu)造的平面框架剪力墻結(jié)構(gòu)可以通過合理的節(jié)點連接[2]。更好地抵抗地震荷載。對于外框，柱網(wǎng)非常大，內(nèi)芯管和外框僅由少量鋼梁鉸接，因為它們不能保證框架與氣缸之間的協(xié)同作用，因此不適合用于地震區(qū)域。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)防護技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)防護主要體現(xiàn)在三個方面，即防除銹、防腐、防火。通常情況下，鋼構(gòu)件只需做這三方面處理，但是鋼構(gòu)件既是受力構(gòu)件同時也是裝飾構(gòu)件，則需要做好表面美觀處理。目前，國內(nèi)在防火涂料方面發(fā)展迅速，并且其種類繁多，其中應(yīng)用最為廣泛的便是MC-10系列、以及TN系列等。而MC-10防火涂料除了其自身的功能外，還具備防腐與防火兩項功能。在實際的施工當(dāng)中，涂料的選擇、涂層厚度控制，需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)形式而定。

3.5 梁的安裝梁

和柱一樣，在整個建筑中起到承重的作用，一旦發(fā)生地震或者其他自然災(zāi)害時，梁和柱本身的質(zhì)量和安裝的好壞決定整座建筑能否在災(zāi)害中生存下來。因此，在施工現(xiàn)場進行梁的安裝之前應(yīng)該檢查出廠的梁的型號以及其質(zhì)量是否符合施工要求。檢查完畢后要注意套上安全扶手和扶手繩。前期準備工作完成之后，就需要進行梁的現(xiàn)場安裝[3]。對主梁的吊裝時為避免發(fā)生移位、錯位的現(xiàn)象，應(yīng)該在對主梁的兩側(cè)進行扎綁吊裝后，再將其余梁依次一根一根的進行吊裝。在進行次梁的吊裝過程中，為節(jié)省施工時間，加快施工進度，應(yīng)該采用就近一鉤多吊技術(shù)，對于單次起吊重量不小于5t的次梁可以采用一鉤多吊技術(shù)。

4 結(jié)語

施工鋼結(jié)構(gòu)時，施工人員應(yīng)熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，施工管理人員應(yīng)加強施工過程的質(zhì)量管理，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工質(zhì)量。在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)時，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)熟悉鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，將安全性和穩(wěn)定性置于設(shè)計的首位，不要降低質(zhì)量和安全要求，以最大限度地提高經(jīng)濟效益，鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點和缺點，結(jié)構(gòu)設(shè)計者應(yīng)充分考慮防止鋼結(jié)構(gòu)的屈曲并確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。