高层建筑中钢结构的施工技术

时间:2022-10-17 10:31:13

高层建筑中钢结构的施工技术

【摘 要】高层住宅建筑的钢结构体系和普通混凝土结构体系、砖混结构体系有很多不同之处,其构成体系主要为楼面结构体系、承重钢结构体系和维护结构体系等。由于钢结构的特殊性质,在高层建筑中,钢结构施工较为复杂,在施工过程中要科学组织、合理协调,既要注意安全又要确保施工质量。文本简单探讨了高层建筑中钢结构的施工技术,研究讨论了提高高层钢结构施工的相关方法。

【关键词】高层建筑 钢结构施工 施工技术 安全措施 建筑施工 钢结构

中图分类号:TU97文献标识码: A

一.引言

随着我国城市化建设步伐的加快,各地提高了土地利用率的要求,高层建筑在近几年得到较快发展。在高层建筑中,钢结构具有强度高、材质均匀、重量轻、制造简便、施工快等较多优点,被广泛应用。为了确保高层建筑的质量,在钢结构体系施工时,要注重通过技术应用,来控制工程质量,确保高层建筑工程的质量符合要求。

二.高层建筑钢结构施工前的准备工作。

首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前,项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审。检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”。力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质镀、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立:②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。

三. 塔吊的选择、布置及装拆。

塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。另外,采用附着塔吊的造价要远高于同类型起重能力稍小的内爬式塔吊。假如工程设计高度为150m,采用附着式塔吊的塔身高度约180m(其中考虑钢结构3层柱12m,吊索4~6m,吊钩滑轮及小车全高4m,安全操作距离2m等),加上地下部分高度共200m,而采用内爬式塔吊的塔身约为40~50m。附着塔吊的租赁成本要大于内爬式塔吊。因此,从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。吊装是钢结构施工的龙头工序,吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。钢结构吊装前应根据结构平面和立面形状、结构形式、塔吊的数量和位置、现场施工条件等因素确定吊装分区与吊装顺序。

在主体钢结构施工中,通过采取“区域吊装”及“一机多吊”技术可以解决工期紧张与工程量大的矛盾,从钢结构施工流程可以看出,各工序问既相互联系又相互制约,选择何种测量控制方法直接影响到工程的测量精度与进度。在测量施工中,采取“预先控制”与“跟踪校正”相结合,即在吊装前对楼层柱标高及定位进行测定,并对构件进行标线控制,吊装后在柱梁框架形成前将柱子初步校正并及时纠偏,形成单元体后进行最终校正,这样大大减轻了校正难度,并实现了区域施工各工序问良性循环的目标。

四.高层建筑钢结构安装。

流水段划分(立面施工流水)由于高层钢结构制作和吊装的需要,对整个建筑从高度方向须划分若干个节,一般以钢柱的分段作为节的划分依据。 它既具有总体设计的各项结构上的要求, 又有其固有的单体特征。在吊装时,除须保证单节框架本身的刚度外,还须保证自升式塔式起重机(特别是内爬式塔式起重机)在爬升过程中的框架稳定,因此立面施工流水划分必须注意下列条件:(1)塔式起重机的起重性能(起重量、起重半径、起吊高度)应满足流水段内的最重物件的吊装要求。(2)塔式起重机爬升高度能满足下一节流水段的构件起吊高度。(3)每一节流水段内柱的长度应能满足构件制造厂的制作条件和运输堆放条件。每节流水段(每节框架)内标准节框架和特殊节框架的施工。

高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域,吊装按划分的区域,平行顺序同时进行。在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套, 以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。钢柱吊装前,应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。钢柱的吊点在吊耳处,根据钢柱的重量和起重机的起重量, 钢柱的吊装可用双机抬吊或单机吊装。双机抬吊时,钢柱吊离地面后在空中进行回直。单机吊装时需在柱子根部垫以垫木,以回转法起吊,严禁柱根拖地。钢柱就位后,先调整标高,再调整位移,最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正,标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时,可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。为了控制安装误差,对高层钢结构先确定标准柱。正方形框架取4根转角柱,长方形框架当长边与短边之比大于2时取6柱,多边形框架则取转角柱为标准柱。

钢柱的安装方法:(1)钢柱安装前应对F一节柱的标高与轴线进行复验,发现误差超出规范的,应立即修正。(2)安装前,应在地面把钢爬梯等装在钢柱上,供登高作业用。(3)钢柱工厂加工时应按要求在柱两端设置临时固定用的连接耳板, 上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后,即用螺栓与连接板做临时固定。待钢柱对接(指电焊)完成,且验收合格后,再将耳板割除。(4)钢柱一般采用两点就位,一点起吊。

五.高层钢结构焊接

焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的重要工序,其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。一般可以采用CO2气体保护半自动焊完成超厚钢板焊接的施工(最厚可达100mm)。

高层建筑钢结构焊接的主要顺序为:(1)平面内:应从建筑平面中心向四周扩展,采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。(2)竖向上:L层框架梁压型钢板支托下层框架梁玉型钢板支托中层框架梁压型钢板支托焊接检验(柱--柱焊接可在梁焊接前进行,也可于之后进行)。(3)柱一柱焊接应由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。(4)柱梁节头的焊接,一般先焊H型钢的下翼缘板,再焊上翼缘板。一根梁的两个端头应先焊一个端头,待其冷却至常温后,再焊另一端。

六. 高层建筑钢结构的安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节,超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中,高强螺栓较多,这些零件虽小,但如果从高空掉下去,后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点,采取事前与过程控制相结合的方法,即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等),并加强对施工人员的安全教育,坚持日安全巡视制度。在吊柱子时外墙设安全网,吊框架梁时架设临时活动式走道,并随框架吊装逐层升高;拧高强螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台,另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。

七.结束语

高层钢结构施工较为复杂,技术要求较高,为了确保工程质量,要合理制定施工工艺,充分理解节点深化图,能根据工程的实际特点和情况来选择机械设备,结合不同结构特点,选用合理的焊机工艺,严格控制施工工艺,提高工程质量。

参考文献:

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[2]李建楠 刍议高层建筑中钢结构的施工技术 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年1期

[3]张世军 浅谈高层建筑中钢结构的施工技术 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年4期

[4]左江涛 高层建筑中钢结构的施工技术 [期刊论文] 《技术与市场》 -2012年1期

[5]唐祺 浅论高层建筑钢结构施工技术问题与对策 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2013年16期

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