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【摘要】本文分析了高层建筑钢结构的优势,详细地介绍了钢结构的具体施工技术,合理确定了钢结构安装的施工顺序,采取各种专项施工技术措施,同时介绍了钢结构防火涂装技术。
【关键词】高层建筑 钢结构施工 防火技术
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
钢结构的使用虽然在我国起步晚,但发展迅速。近些年,涌现出上海的金茂大厦、大连世贸中心、深圳的赛格大厦等均是著名的钢结构工程。钢结构的应用,尤其是在高层建筑中的应用,推动了我国的建筑行业的发展速度。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等综合优势。所以钢结构在建筑中被加以广泛应用; 但钢结构的耐火性差,同时还有最致命的不足就是耐腐蚀性差。
二、高层建筑中钢结构的安装
1、立面施工流水。在高层建筑施工中,由于工程的层数多、工作面小,模板施工周期性强,因此需要组织流水作业。也就是需要将建筑整体,从高度方向以钢柱的分段为参照,将建筑划分多个节。这样的分段,每个节具有单体的特征,各项结构也符合总体设计的要求。对于分段的钢柱的吊装,在施工操作中,单节框架本身的刚度必须保证,由于内爬式塔式起重机需要在施工中,有个爬升过程的操作,这就必须保证自升式塔式起重机的框架牢固、平衡和稳定。立面施工流水划分需要满足的条件:
(一) 塔式起重机的起重量、起重半径与起吊高度等先关的起重性能和吊装要求,需要超过该流水段内需要吊起的最重物件的限额。
(二)高层钢结构吊装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。由于是流水作业,这样就需要塔式起重机爬升高度,这个高度需要不影响下一节流水段起吊构件。
(三) 钢柱是决定高层建筑层高和总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的标准。每一节内柱长度,需要满足构件制造厂说明的制作条件,每一节内柱的运输和堆放条件,也需要在流水段中在条件上保证。
2、 标准节框架施工与特殊节框架施工。
(一) 标准节框架的施工。在总体上,将超高层钢结构框架,以三四层为一节划分为节框架。在分成的诸节框架中,多数节框架的结构类型基本上是相同的,我们将这类节框架称为“标准节框架”。超高层钢结构框架施工的精确性,就需要标准节框架施工的保证。
(二) 特殊节框架的施工。它们往往以组合体的形式出现,体积大、重量重;组合体的连接形式复杂、多样, 连接要求高;在整个建筑中,它往往起到关键点和特定性作用。不同的建筑中特殊钢结构一般不会相同或相似,因此其安装不可能有一个统一的或相对固定的安装模式与工艺。这就体现了它在超高层钢结构安装施工中的难度。在很大程度上,它左右了吊装主机的选择与布局,以及施工的总体流程。它的安装工艺必须根据结构的特点、吊装设备的能力等,因地制宜地加以分析、研究。
(三) 钢柱的安装方法。在加工制造中,钢柱是竖向构件,决定高层建筑的总的高度,因此在规范上需要满足现行标准。注意焊缝在钢柱在翻样下料制作过程中出现的收缩变形,注意竖向荷载压缩引起的下料变形。这样在钢柱翻样下料长度的设计上不能相等,至少要存在几毫米的差距。同时,还要注意在上下两节钢柱上,即使截面完全相等,也是不能调换的,为保证安装的正确性,最好在施工的过程中对每节钢柱编上号来加以区别,确保安装的准确无误。
钢柱的吊装分双机抬吊和单机吊装。钢柱被双机抬吊时,吊离地面后的回直是在空中完成的。相反的单机吊装,是不允许柱根拖地,为了完成起吊,需在柱子底下加垫木———回转法。
三、钢结构的优势
钢结构的优势有:自重轻,便于运输和安装,可跨越度大,用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的 1/2;抗展性好:钢材的塑性和韧性好,即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏,且对动力荷载的适应性较强;设计风格灵活、丰富,在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大 50%;钢结构多采用螺栓连接,结构轻,施工简便,施工安装周期短;可以有效保护环境,即钢结构产生的噪音小、粉尘少,对土地资源破坏小,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高;综合造价低:钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证。
四、超高层钢结构的测量与校正
1、超高层钢结构校正、验收的基本顺序超高层钢结构建筑的校正是按流水段进行的,而流水段又是按柱子的分段划分的。一般一个流水段(或称一节柱)为3层,高12m左右。校正是在一个流水段安装完成后进行的。而下一个流水段的开吊,又必须以前一个流水段校正结束为前提。这里指的校正结束,必须包括资料完整,现场监理复测认可。待几个流水段施工完成(具体几个应在开工前由设计、监理、施工单位讨论决定),可安排阶段性验收,最后进行施工总验收。
2、校正方法
(一)底层钢柱的标高调整
第一节钢柱是安装在混凝土基础上的,钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母,螺母的面标高应为钢柱底板的底标高,然后将钢柱或钢柱底板安装就位,再复测底板或钢柱的平整度与垂直度,如有误差,可用扳手微调底板下的螺母,直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母,钢柱临时固定完成。另一种方法是设置标高垫块调整的方法。
(二)柱顶的标高调整
每安装一节钢柱后,应对柱顶做一次标高实测,根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值小于等于5mm,只记录不调整,超过5mm需进行调整。
调整的方法:如果标高高了,必须在后节柱上截去相应的误差长度;如果标高
低了,须采用填塞相应厚度的钢板,钢板必须与原钢柱同种材质。
垂直度校正采用以下两种方法:用激光经纬仪校正;用高精度的经纬仪校正。
五、钢结构防火技术
根据设计要求,本工程钢柱采用厚涂型钢结构防火涂料,楼层板采用超薄型钢结构防火涂料,分别为CK60- l厚涂型和 CK60- 4 超薄薄型钢结构防火涂料。钢梁采用超薄型钢结构防火涂料,为ZB60- 4 防火涂料。
(一)钢结构防火涂料涂装顺序。钢结构表面清理—防火涂料涂装—涂层之间表面修整处理—防火涂料面层涂装、表面整理—检查验收。涂层厚度总要求:总厚度不小于设计要求。
(二)室内超薄型钢结构防火涂料。表面处理,用手工清除表面灰尘及脏物
。防火涂料涂装之前应充分搅拌均匀,如太稠可略加(不大于 5 )稀释剂稀释,以便于施工。涂装最佳环境及间隔:温度 0~35℃,相对湿度不大于 85%,间隔 6~8h,但必须确认涂层干燥。防火涂料应分批涂装,根据环境温度不同调节每道涂装干膜厚度。
室内厚涂型钢结构防火涂料。表面打底:在施工该涂料时,必须先打底,打底厚度为 1~2mm,打底层基本均匀即可。底料配置:CK60- 1 涂料∶水∶专用粘结剂按 3∶2∶1 进行配制,用水量略作调节,以适应涂抹。防火涂料系粉状混合剂,配料必须在现场配制,其稠度以适于现场施工为宜,涂料搅拌至黏稠状,每批配好的涂料应尽快用完。
六、结束语
总之,随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步,以及新型更高强度钢材的不断研制开发生产,相信高层民用建筑钢结构会凝聚更多的高科技,以更好地满足住宅在适用性能、環境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,从而得以更广泛应用。
参考文献:
[1] 李集群.高性能砼施工技术及质量措施[J]. 中华建设. 2013(02)
[2] 余峥嵘,谭景廉.高等级公路构筑物软土基底CFG桩地基处理[J]. 广东建材. 2011(01)
[3] 郑亦撑.建筑机电安装工程施工管理初探[J]. 机电信息. 2011(06)
[4] 张巍.浅谈建筑异形钢结构施工工艺[J]. 科学之友. 2011(10)
[5] 苏池养.论建筑工程基坑支护施工[J]. 辽宁建材. 2011(08)
[6] 张建强,斯群.建筑钢结构的施工技术与质量管理[J]. 城市建筑. 2012(13)
【关键词】高层建筑 钢结构施工 防火技术
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:
一、前言
钢结构的使用虽然在我国起步晚,但发展迅速。近些年,涌现出上海的金茂大厦、大连世贸中心、深圳的赛格大厦等均是著名的钢结构工程。钢结构的应用,尤其是在高层建筑中的应用,推动了我国的建筑行业的发展速度。由于钢结构具有施工周期短、自重轻、抗震性能好、环境污染少等综合优势。所以钢结构在建筑中被加以广泛应用; 但钢结构的耐火性差,同时还有最致命的不足就是耐腐蚀性差。
二、高层建筑中钢结构的安装
1、立面施工流水。在高层建筑施工中,由于工程的层数多、工作面小,模板施工周期性强,因此需要组织流水作业。也就是需要将建筑整体,从高度方向以钢柱的分段为参照,将建筑划分多个节。这样的分段,每个节具有单体的特征,各项结构也符合总体设计的要求。对于分段的钢柱的吊装,在施工操作中,单节框架本身的刚度必须保证,由于内爬式塔式起重机需要在施工中,有个爬升过程的操作,这就必须保证自升式塔式起重机的框架牢固、平衡和稳定。立面施工流水划分需要满足的条件:
(一) 塔式起重机的起重量、起重半径与起吊高度等先关的起重性能和吊装要求,需要超过该流水段内需要吊起的最重物件的限额。
(二)高层钢结构吊装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。由于是流水作业,这样就需要塔式起重机爬升高度,这个高度需要不影响下一节流水段起吊构件。
(三) 钢柱是决定高层建筑层高和总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的标准。每一节内柱长度,需要满足构件制造厂说明的制作条件,每一节内柱的运输和堆放条件,也需要在流水段中在条件上保证。
2、 标准节框架施工与特殊节框架施工。
(一) 标准节框架的施工。在总体上,将超高层钢结构框架,以三四层为一节划分为节框架。在分成的诸节框架中,多数节框架的结构类型基本上是相同的,我们将这类节框架称为“标准节框架”。超高层钢结构框架施工的精确性,就需要标准节框架施工的保证。
(二) 特殊节框架的施工。它们往往以组合体的形式出现,体积大、重量重;组合体的连接形式复杂、多样, 连接要求高;在整个建筑中,它往往起到关键点和特定性作用。不同的建筑中特殊钢结构一般不会相同或相似,因此其安装不可能有一个统一的或相对固定的安装模式与工艺。这就体现了它在超高层钢结构安装施工中的难度。在很大程度上,它左右了吊装主机的选择与布局,以及施工的总体流程。它的安装工艺必须根据结构的特点、吊装设备的能力等,因地制宜地加以分析、研究。
(三) 钢柱的安装方法。在加工制造中,钢柱是竖向构件,决定高层建筑的总的高度,因此在规范上需要满足现行标准。注意焊缝在钢柱在翻样下料制作过程中出现的收缩变形,注意竖向荷载压缩引起的下料变形。这样在钢柱翻样下料长度的设计上不能相等,至少要存在几毫米的差距。同时,还要注意在上下两节钢柱上,即使截面完全相等,也是不能调换的,为保证安装的正确性,最好在施工的过程中对每节钢柱编上号来加以区别,确保安装的准确无误。
钢柱的吊装分双机抬吊和单机吊装。钢柱被双机抬吊时,吊离地面后的回直是在空中完成的。相反的单机吊装,是不允许柱根拖地,为了完成起吊,需在柱子底下加垫木———回转法。
三、钢结构的优势
钢结构的优势有:自重轻,便于运输和安装,可跨越度大,用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的 1/2;抗展性好:钢材的塑性和韧性好,即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏,且对动力荷载的适应性较强;设计风格灵活、丰富,在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大 50%;钢结构多采用螺栓连接,结构轻,施工简便,施工安装周期短;可以有效保护环境,即钢结构产生的噪音小、粉尘少,对土地资源破坏小,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高;综合造价低:钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证。
四、超高层钢结构的测量与校正
1、超高层钢结构校正、验收的基本顺序超高层钢结构建筑的校正是按流水段进行的,而流水段又是按柱子的分段划分的。一般一个流水段(或称一节柱)为3层,高12m左右。校正是在一个流水段安装完成后进行的。而下一个流水段的开吊,又必须以前一个流水段校正结束为前提。这里指的校正结束,必须包括资料完整,现场监理复测认可。待几个流水段施工完成(具体几个应在开工前由设计、监理、施工单位讨论决定),可安排阶段性验收,最后进行施工总验收。
2、校正方法
(一)底层钢柱的标高调整
第一节钢柱是安装在混凝土基础上的,钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母,螺母的面标高应为钢柱底板的底标高,然后将钢柱或钢柱底板安装就位,再复测底板或钢柱的平整度与垂直度,如有误差,可用扳手微调底板下的螺母,直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母,钢柱临时固定完成。另一种方法是设置标高垫块调整的方法。
(二)柱顶的标高调整
每安装一节钢柱后,应对柱顶做一次标高实测,根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值小于等于5mm,只记录不调整,超过5mm需进行调整。
调整的方法:如果标高高了,必须在后节柱上截去相应的误差长度;如果标高
低了,须采用填塞相应厚度的钢板,钢板必须与原钢柱同种材质。
垂直度校正采用以下两种方法:用激光经纬仪校正;用高精度的经纬仪校正。
五、钢结构防火技术
根据设计要求,本工程钢柱采用厚涂型钢结构防火涂料,楼层板采用超薄型钢结构防火涂料,分别为CK60- l厚涂型和 CK60- 4 超薄薄型钢结构防火涂料。钢梁采用超薄型钢结构防火涂料,为ZB60- 4 防火涂料。
(一)钢结构防火涂料涂装顺序。钢结构表面清理—防火涂料涂装—涂层之间表面修整处理—防火涂料面层涂装、表面整理—检查验收。涂层厚度总要求:总厚度不小于设计要求。
(二)室内超薄型钢结构防火涂料。表面处理,用手工清除表面灰尘及脏物
。防火涂料涂装之前应充分搅拌均匀,如太稠可略加(不大于 5 )稀释剂稀释,以便于施工。涂装最佳环境及间隔:温度 0~35℃,相对湿度不大于 85%,间隔 6~8h,但必须确认涂层干燥。防火涂料应分批涂装,根据环境温度不同调节每道涂装干膜厚度。
室内厚涂型钢结构防火涂料。表面打底:在施工该涂料时,必须先打底,打底厚度为 1~2mm,打底层基本均匀即可。底料配置:CK60- 1 涂料∶水∶专用粘结剂按 3∶2∶1 进行配制,用水量略作调节,以适应涂抹。防火涂料系粉状混合剂,配料必须在现场配制,其稠度以适于现场施工为宜,涂料搅拌至黏稠状,每批配好的涂料应尽快用完。
六、结束语
总之,随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步,以及新型更高强度钢材的不断研制开发生产,相信高层民用建筑钢结构会凝聚更多的高科技,以更好地满足住宅在适用性能、環境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,从而得以更广泛应用。
参考文献:
[1] 李集群.高性能砼施工技术及质量措施[J]. 中华建设. 2013(02)
[2] 余峥嵘,谭景廉.高等级公路构筑物软土基底CFG桩地基处理[J]. 广东建材. 2011(01)
[3] 郑亦撑.建筑机电安装工程施工管理初探[J]. 机电信息. 2011(06)
[4] 张巍.浅谈建筑异形钢结构施工工艺[J]. 科学之友. 2011(10)
[5] 苏池养.论建筑工程基坑支护施工[J]. 辽宁建材. 2011(08)
[6] 张建强,斯群.建筑钢结构的施工技术与质量管理[J]. 城市建筑. 2012(13)