張楊

（湖南順天建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 工程概況

本文選定的中海文錦名園高層住宅建筑，共33 層，總高96.65m。因工期所限，需要提高施工速率，快速投入使用，施工組織設(shè)計(jì)原結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)變化為鋼框架-中心支撐，本文以此建筑為例，探索了提高該類(lèi)型建筑質(zhì)量的措施。

2 裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)旨在替代原有的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，通過(guò)鋼框架-中心支撐體系，保障建筑的安全性不斷提升，確保抗震性能更加優(yōu)越。通過(guò)裝配式施工，大大提升了施工效率，縮短施工所需時(shí)間，提高建筑原材料使用率，施工過(guò)程更加綠色環(huán)保；裝配式結(jié)構(gòu)均為填充性?xún)?nèi)外墻體，可以更加靈活的分割空間，同時(shí)預(yù)制墻板多為標(biāo)準(zhǔn)化形式，更加節(jié)能環(huán)保，更少使用傳統(tǒng)黏土磚，促進(jìn)建筑保溫性能提升的同時(shí)，降低了土體破壞。

3 工程技術(shù)難點(diǎn)

因該建筑形式有大量的不規(guī)則造型，尤其是樓頂位置有多個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如鉛筆頭形狀、八角形；同時(shí)還需要根據(jù)建筑實(shí)際情況，科學(xué)選定塔吊位置、規(guī)格，有針對(duì)性制定吊裝施工方案；為有效提升吊裝鋼柱精度，因此初步計(jì)劃在鋼柱的不同方向，設(shè)3 臺(tái)經(jīng)緯儀、全→儀等設(shè)備，對(duì)吊裝精度實(shí)時(shí)把控，實(shí)現(xiàn)柱身安裝垂直度的科學(xué)調(diào)校，確保柱身的垂直度、標(biāo)高等滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求；本建筑鋼筋桁架最大跨度為4.2m，跨度較大，且具有較高的桁架撓度；為有效進(jìn)行支護(hù)，以免桁架出現(xiàn)形變，初步準(zhǔn)備設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)支護(hù)，有效支撐桁架，保障安裝水平支撐的效果更佳；外墻在防滲、保溫度方面具有較高的要求；預(yù)制ALC 板作為外墻，首先在預(yù)制廠中生產(chǎn)加工，生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)加控制質(zhì)量，確保其保溫效果、使其防滲效果更佳。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 垂直運(yùn)輸與吊裝方案設(shè)計(jì)

制作和安裝鋼柱，一般為整體性施工，1 段含有4 層，在樓層上方1.2m 處分段布設(shè)鋼梁；應(yīng)根據(jù)建筑、需吊運(yùn)物料堆放、吊點(diǎn)分布等綜合確定塔吊的位置，確保能夠把物料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)任何點(diǎn)位；建筑主承重柱為鋼柱，截面尺寸為B600×500×22 的鋼柱，重4.662t，因還需加入其它諸如輔助構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)等重量，因此吊重重量系數(shù)設(shè)置為1.2，塔吊作業(yè)半徑為43m，需保障塔吊在作業(yè)半徑內(nèi)具有至少5.6t 的吊運(yùn)能力；本工程你設(shè)置塔吊型號(hào)為C7030，作業(yè)半徑為45m，塔吊臂長(zhǎng)為50m，最大吊重為5.99t，滿(mǎn)足本工程所需吊運(yùn)作業(yè)的各項(xiàng)要求；為將施工效率不斷提升，降低施工成本，減少施工所需時(shí)間，本工程的樓梯使用技術(shù)為混凝土樓梯構(gòu)件（NPC），在預(yù)制廠生產(chǎn)加工，通過(guò)整體吊裝的形式吊裝樓梯。

4.2 外墻圍護(hù)集成技術(shù)

外墻使用一體化保溫裝飾技術(shù)，使用ALC 板材，在預(yù)制廠預(yù)制生產(chǎn)加工，加工時(shí)同步生產(chǎn)飾面，使用錨栓與支撐連接外墻，一體化安裝墻面和飾面；通過(guò)這種施工形式，能夠充分降低外墻作業(yè)量及裝飾工程工序，實(shí)現(xiàn)施工效率的普遍提升，取得顯著效益。

4.3 綠色建筑技術(shù)

4.3.1 根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)建筑形式每平方米建筑產(chǎn)生垃圾高達(dá)200kg；同時(shí)在運(yùn)輸建筑材料、進(jìn)行各工序施工過(guò)程中，還會(huì)有大量揚(yáng)灰、塵土產(chǎn)生，也是導(dǎo)致城市污染的主要原因之一。為有效規(guī)避這一問(wèn)題，現(xiàn)在建筑領(lǐng)域使用濕法施工，但這種施工形式雖然會(huì)取得一定的效果，卻需大量消耗水資源，造成水資源浪費(fèi)，也不可取。

4.3.2 通過(guò)工廠化形式預(yù)制加工鋼構(gòu)件，過(guò)程重視提升預(yù)制加工精密度，能夠?qū)⑽锪舷慕抵磷畹停乙蚴┕がF(xiàn)場(chǎng)使用拼裝形式，會(huì)極大降低建筑垃圾的產(chǎn)生率。

4.3.3 預(yù)制ALC 板作為墻體，根據(jù)相關(guān)測(cè)算，對(duì)比鋼混結(jié)構(gòu)，能耗降低50%，同時(shí)該墻體使用的黏土磚數(shù)量大大降低，有效規(guī)避了土地破壞。

4.3.4 具有良好的建筑保溫性能，無(wú)論夏天制冷亦或者冬天制熱所需電能有效降低，經(jīng)相關(guān)測(cè)算，對(duì)比普通鋼混結(jié)構(gòu)建筑，能耗降低80%。

4.4 結(jié)構(gòu)體系深化設(shè)計(jì)

本建筑的鋼框架-中心支撐系統(tǒng)，主要組成為5 個(gè)部分，因此需要深度優(yōu)化節(jié)點(diǎn)，主要設(shè)計(jì)深化內(nèi)容有如下三點(diǎn)。

4.4.1 使用基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓連接基礎(chǔ)與鋼柱柱腳。

4.4.2 通過(guò)鉸鏈連接主次鋼梁，通過(guò)直通橫隔板連接鋼梁和鋼管混凝土柱，使用螺栓連接腹板。

4.4.3 使用Q345B 級(jí)鋼材支撐交叉和人字形矩形。

5 鋼筋桁架樓承板結(jié)構(gòu)構(gòu)造及特點(diǎn)

5.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

5.1.1 采用鋼筋桁架樓承板制作施工平臺(tái)，作為底模的鋼板厚度1mm，具體選型如表1 所示。

表1 鋼筋桁架樓承板型號(hào)

5.1.2 圖1 所示為鋼筋桁架樓承板結(jié)構(gòu)，通過(guò)圖1 可以了解，承重板材構(gòu)件為鋼筋與施工模板組合構(gòu)成。

圖1 鋼筋桁架樓承板

5.2 施工特點(diǎn)

5.2.1 對(duì)比傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓板，鋼筋桁架樓承板在施工技術(shù)、施工特點(diǎn)等方面有很大的不同，其鋼筋工程較少，使用鋼筋量較低。

5.2.2 其施工過(guò)程不需要腳手架、模板等，大大降低租賃腳手架、購(gòu)買(mǎi)木模板方面的花費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益更高。

5.2.3 鋼筋工程量降低至30%，施工效率大大提升，工期科學(xué)縮短，無(wú)論是鋼筋還是其他建材購(gòu)置花費(fèi)科學(xué)降低。

5.3 鋼筋桁架樓承板的質(zhì)量驗(yàn)收

5.3.1 鋼筋桁架樓承板進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前，應(yīng)該仔細(xì)觀察其外觀情況，初步了解質(zhì)量效果，比如需觀察外觀、了解規(guī)格、核對(duì)數(shù)量、明確型號(hào)等，確保外觀不存在裂縫、變形等瑕疵；嚴(yán)密測(cè)量相應(yīng)的尺寸，確保進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的承重板與設(shè)計(jì)尺寸相匹配；核對(duì)貨運(yùn)清單，了解運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)量，對(duì)比施工需求；尤其是質(zhì)量方面更需重點(diǎn)關(guān)注，承板不僅需要帶有出廠合格證，還需通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)。只有滿(mǎn)足上述要求后，才能進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

5.3.2 施工過(guò)程中，應(yīng)仔細(xì)檢查底模焊接情況，了解安裝鋼筋桁架的部位，保障安裝部位滿(mǎn)足實(shí)際需求，通過(guò)焊接縫外觀，觀看有無(wú)裂縫，初步了解質(zhì)量，同時(shí)還需重點(diǎn)關(guān)注有無(wú)虛焊、暗傷或裂縫等病害。

5.3.3 驗(yàn)收時(shí)，需對(duì)承板的合格證再次查驗(yàn)，同時(shí)仔細(xì)核對(duì)施工圖紙，確定各個(gè)部位需要的承板型號(hào)與現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)計(jì)型號(hào)是否一致。

6 鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)

6.1 圖2 所示為剪力墻邊支撐件，通過(guò)預(yù)埋鋼筋連接混凝土外墻與樓承板，使用焊接方式連接支撐角鋼與鋼梁。

圖2 剪力墻邊支撐件設(shè)置

6.2 深化設(shè)計(jì)鋼梁及升板、降板局部：一般在托板上方設(shè)置鋼梁、樓承板、角鋼，此處應(yīng)與鋼梁處的封堵形式保持一致；在鋪設(shè)衛(wèi)生間降板之前，應(yīng)仔細(xì)了解降板尺寸，使用Z 形封邊板進(jìn)行封邊；圖3 所示為陽(yáng)臺(tái)降板節(jié)點(diǎn)。

圖3 陽(yáng)臺(tái)降板節(jié)點(diǎn)

6.3 焊接栓釘：對(duì)栓釘需開(kāi)展30°的彎曲測(cè)試，保障焊接處、熱影響區(qū)等部位不存在裂縫。

6.4 安裝邊摸：圖4 為安裝節(jié)點(diǎn)，焊接過(guò)程中應(yīng)進(jìn)一步提升精密性，確保誤差在±50mm 之間。

圖4 邊模安裝節(jié)點(diǎn)

7 鋼結(jié)構(gòu)安裝垂直度控制

7.1 預(yù)埋安裝：地腳螺栓固定架應(yīng)提前設(shè)計(jì)并制作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際需求，了解標(biāo)高及控制點(diǎn)，在控制點(diǎn)處應(yīng)科學(xué)加密；在布設(shè)埋件的點(diǎn)位，應(yīng)測(cè)量放線，進(jìn)行十字交叉，且需依托至少2 個(gè)控制點(diǎn)。

7.2 吊裝構(gòu)件：吊裝鋼管柱，每次吊裝安裝1 節(jié)，1 節(jié)為4 層建筑，施工也采取分段形式，但確保一次安裝成型；第2 節(jié)與第1 節(jié)鋼柱通過(guò)對(duì)接形式連接。

8 BIM 技術(shù)建筑性能分析

該高層建筑的構(gòu)建運(yùn)行情況使用用BIM 軟件建模測(cè)試，建模測(cè)試加入當(dāng)?shù)氐臍夂?、環(huán)境，模擬室內(nèi)通風(fēng)等效果。

8.1 分析日照：使用BIM 模型中內(nèi)嵌的專(zhuān)業(yè)日照軟件對(duì)建筑的日照性能進(jìn)行科學(xué)模擬，日照數(shù)據(jù)經(jīng)由分析，對(duì)建筑朝向進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)日照性能的提升，便于更好的利用太陽(yáng)能。

8.2 熱環(huán)境分析：變Revit 模型為gbxml，然后使用ECOTECT 軟件，依托建筑設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)參數(shù)，對(duì)本建筑的樓板、透風(fēng)格柵等參與進(jìn)行模擬，模擬測(cè)試時(shí)選擇最熱、最冷兩個(gè)峰值，得出實(shí)時(shí)溫度曲線，同時(shí)對(duì)建筑冷熱通道優(yōu)化設(shè)計(jì)。

8.3 分析室內(nèi)通風(fēng)情況：本建筑多為南通通透戶(hù)型，可以借助開(kāi)窗的大小控制室內(nèi)的通風(fēng)情況，獲得良好的通風(fēng)效果；中庭位置有穿堂風(fēng)，該穿堂風(fēng)為豎向，可以將水平向空氣流動(dòng)有效帶動(dòng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)更好的通風(fēng)效果，將室內(nèi)環(huán)境有效改善。

9 結(jié)論

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，因使用的裝配式構(gòu)件較多，且構(gòu)件多為裝配式，實(shí)現(xiàn)施工效率的顯著提升，且濕法施工工作較少，更有利環(huán)境保護(hù)，降低水資源消耗量，有利于實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。本文選擇某市高層住宅項(xiàng)目，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的要點(diǎn)、技術(shù)等進(jìn)行分析和論證，形成如下結(jié)論：

9.1 裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有較強(qiáng)的安全性，且抗震性能優(yōu)越；內(nèi)墻、外墻使用ALC 板，均為預(yù)制室，自身重量輕且具有良好的節(jié)能、保溫效果，施工過(guò)程使用的黏土磚較少，較為綠色環(huán)保；因使用裝配式施工形式，投入的建材更少，產(chǎn)生的建筑垃圾進(jìn)一步降低。

9.2 為有效提升吊裝鋼柱精度，因此初步計(jì)劃在鋼柱的不同方向，設(shè)3 臺(tái)經(jīng)緯儀、全→儀等設(shè)備，對(duì)吊裝精度實(shí)時(shí)把控，科學(xué)調(diào)校柱身安裝的垂直度，確保柱身的垂直度、標(biāo)高等滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。

9.3 應(yīng)根據(jù)建筑、需吊運(yùn)物料堆放、吊點(diǎn)分布等綜合確定塔吊的位置，確保能夠把物料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)任何點(diǎn)位，提高吊運(yùn)效率。

9.4 可以使用當(dāng)下較為流行的BIM 技術(shù)對(duì)建筑的相關(guān)性能進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。