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【摘 要】 我国是一个钢产量大国,所以在当前的城市发展过程中,大力发展钢结构建筑已成为当前的工程结构中优先考虑的结构类型。本文主要对高层建筑钢结构施工技术相关问题进行了简要分析。
【关键词】 高层建筑;钢结构;施工技术
引言:
眼下城市建筑业取得了很大的发展,而且高层钢结构工程因其自身的优点,使得它的应用面越来越广,现如今已经推广到很多建设领域,并且发挥着极其重要的作用。
一、高层建筑钢结构施工技术优点
建筑工程材料是决定建筑工程质量的一项重要因素,钢结构厂采用的材料是钢板、热亚型钢以及冷加工成型的一些薄壁型钢说生产而成的。相对于其它的材料结构而言,钢结构具备如下特性:
1、材料强度比较高
由于材料的强度不高,塑性以及韧性又要比钢材与其它的建筑材料要好,比如和混凝土、砖石以及木材比,该材料的强度就要高很多。所以比较适合用在跨度或者荷载都比较大的构件以及其它结构中。钢材塑性以及韧性好主要体现在这种结构在通常情况下都不因超载而出现突然断裂的现象,并且结构本身适应动力荷载的能力特别强。钢结构具备的极好的吸收能力以及延伸性能促使它本身的抗震性能非常好。另外因为钢材的高强度,它做成的构件不仅截面小而且壁壁较薄,在受到压力的时候还能达到稳定性所需,因而有时很难充分发挥出强度。
2、材质较为均匀
钢材的内部组织较为匀质且各向同性,当达到一定的应力幅度后处于完全弹性的状态。所以钢结构实际受力情况与工程力学计算的结果相符合。钢材的冶炼与轧制过程中一定要严格控制质量,这样材质波动范围就会变小了。
3、钢结构的制造简单,施工周期比较短
钢结构采用的材料比较单纯,一般为成材,加工也比较简单,而且还可以采用机械进行操作,所以大量钢结构通常會选择在专业化比较强的金属结构厂制造成构件,精确度也非常高。如果施工人员在工地上拼装构件,就可以选择简便的普通螺栓或者高强度螺栓来安设,条件允许时还可以选择在地面上拼装并焊接为比较大的的单元进行吊装,从而将施工周期缩短。另外已经建好的钢结构极易改造和加固,对于采用螺栓连接的结构一般可根据实际所需对其拆迁。
4、钢结构自重较轻
钢结构的自重轻,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尼;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。
二、高层建筑钢结构施工技术
1、螺栓预埋技术
在螺栓预埋技术中,最重要的一点则是对预埋柱脚螺栓的位置的确定,必须保证此位置的准确性,否则进行钢柱安装时则会有较大的难度,同时安装的质量也很难保证。所以在预埋螺栓位置进行施工时,需要对基础轴线和标高基准点进行严格的控制,必要时需要进行两次复测,首先在埋设定位后进行测量,其次在混凝土浇筑变得坚固后进行复测,二次测量都必须保证位移不能超出范围,其标高偏差控制在正负5毫米以内为宜,而定位轴线的偏差则正负2毫米以内为宜。
2、吊装
(1)在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的,也就是先从中间的一个单元开始,逐一的进行,全部完成后,当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时,还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则,固定好一个柱网单元吊装后,直到吊装完三个单元全部构件后,才能进行一次全面的精确校正。
(2)对该工程的主体钢结构施工,要解决好工期紧与工程量大的矛盾,就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出,每个环节都是相互联系、相互制约的,并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时,我们要结合起“预先控制”与“跟踪校正”,吊装前先测量楼层柱标高及定位,并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子,及时做好纠偏工作,形成单元体后再进行最终校正,以此将校正难度降到最低,实现施工各工序之间的良性循环。
从结构整体测量控制来看,应该结合自身特点,即:无标准层、无空间双曲面,在此基础上来摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法,将双曲面结构定位难题彻底解决,保证了工程项目的施工质量。
3、钢结构高强螺栓连接技术
(1)节点处理技术
高强度螺栓连接应该在其结构架设调整完成后,再对接合件进行相应的矫正处理,从根本上对接合件的变形、错位和错孔等问题进行消除,板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了使得接合部板束间摩擦面贴紧的效果更好,先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。
(2)螺栓安装技术
高强度螺栓在节点全部处理好后即可以进行安装工作,在安装时需要保证螺栓穿入的方向一致,同时还要充分的考虑到施工的便利性,当在箱形截面的接合部位进行螺栓的插入时,可以按其方便操作的原则,可以从内向外,或是反方向进行,对于有垫圈的,则将垫圈有倒角的一侧面向螺栓插入,对于无法将螺栓穿入时,则需要用绞刀对螺孔进行修整后再穿入,避免强行进行穿入,修整时的铁屑不能掉入叠缝中,修整完后需要将周围的毛剌用砂轮除去。
(3)螺栓紧固技术
在对高强螺栓进行紧固时,则需要按照初拧、复拧和终拧的顺序进行,所以在紧固时,利用初拧来减少螺栓所导致的钢板变形,而复拧则是在初拧的基础上进行的重复坚固,复拧与初拧所做的扭矩值是相等的,最后需要进行终拧,从而使高强度螺栓达到紧固的目的。
4、焊接施工技术
钢结构具有工期紧、结构复杂、质量要求高、工程量大、等特点,作为钢结构施工的一个重要工序,焊接顺序及其选择的参数也影响着工程的“高速”、“安全”完成。在钢结构吊装方面,通过工程项目技术人员的不断探索与总结,高层钢结构的空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题也被有效解决,整体垂直度的偏差最大可以达到9mm。
(1)焊接顺序的确定
①在平面上:坚持结构对称、节点对称和全方位对称的焊接顺序。
②柱梁节头的焊接:一般是由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。
③柱梁节头的焊接:我们首先要对H型钢的下翼缘板进行焊接,焊好后再焊上翼缘板,上、下翼缘板焊完后,按照顺序开始焊一根梁的两个端头,焊完一端再焊另一端头,直到冷却至常温再去焊另一个端头。
(2)焊接参数的确定
焊接工艺被选定之后,项目组可以带动焊接小组通过工艺评定,来编制出适用于工程特点工程计划。
第一,攻关目标是一个重点因素,确定之后再找出影响质量的原因,之后作出系列分析,并找出有效的解决措施;
第二,有效的建立起质量保证体系,同时也要完善工艺指导书。反复试验几次后,便可以确定出丁艺参数,将其运用于横焊、立焊、平焊、斜立焊。只要焊接小组和项目组的全体人员共同努力,就可以解决CO气体保护焊的焊接问题。
三、结束语
总之,随着钢结构在建筑工程中的应用范围的不断扩大,其施工技术的难度也逐渐增大,人们对它的安装精度也有了更高的要求,而质量问题也备受关注。整个施工期间,要结合工程的实际情况,严格按照吊装顺序进行安装,等到吊装结束后还要进行初校和复校,这样才能确保吊装的精度;另外还要不断摸索焊接的变形规律,使得焊接顺序得以优化,焊接质量得以控制,进而使得工程得到有效管理。只有全面控制好工程的施工质量,才能确保高层建筑工程项目顺利完工。
参考文献:
[1]卢杞炎.浅析加强建筑工程的钢结构施工技术控制[J].科技咨询导报,2012.
[2]卢宏波.盈信大厦钢管混凝土柱的设计与施工[J].广东土木与建筑,2013.
[3]于炎鑫.王英杰.荣帆.试论高层建筑的钢结构施工技术[J].企业技术开发,2013.
【关键词】 高层建筑;钢结构;施工技术
引言:
眼下城市建筑业取得了很大的发展,而且高层钢结构工程因其自身的优点,使得它的应用面越来越广,现如今已经推广到很多建设领域,并且发挥着极其重要的作用。
一、高层建筑钢结构施工技术优点
建筑工程材料是决定建筑工程质量的一项重要因素,钢结构厂采用的材料是钢板、热亚型钢以及冷加工成型的一些薄壁型钢说生产而成的。相对于其它的材料结构而言,钢结构具备如下特性:
1、材料强度比较高
由于材料的强度不高,塑性以及韧性又要比钢材与其它的建筑材料要好,比如和混凝土、砖石以及木材比,该材料的强度就要高很多。所以比较适合用在跨度或者荷载都比较大的构件以及其它结构中。钢材塑性以及韧性好主要体现在这种结构在通常情况下都不因超载而出现突然断裂的现象,并且结构本身适应动力荷载的能力特别强。钢结构具备的极好的吸收能力以及延伸性能促使它本身的抗震性能非常好。另外因为钢材的高强度,它做成的构件不仅截面小而且壁壁较薄,在受到压力的时候还能达到稳定性所需,因而有时很难充分发挥出强度。
2、材质较为均匀
钢材的内部组织较为匀质且各向同性,当达到一定的应力幅度后处于完全弹性的状态。所以钢结构实际受力情况与工程力学计算的结果相符合。钢材的冶炼与轧制过程中一定要严格控制质量,这样材质波动范围就会变小了。
3、钢结构的制造简单,施工周期比较短
钢结构采用的材料比较单纯,一般为成材,加工也比较简单,而且还可以采用机械进行操作,所以大量钢结构通常會选择在专业化比较强的金属结构厂制造成构件,精确度也非常高。如果施工人员在工地上拼装构件,就可以选择简便的普通螺栓或者高强度螺栓来安设,条件允许时还可以选择在地面上拼装并焊接为比较大的的单元进行吊装,从而将施工周期缩短。另外已经建好的钢结构极易改造和加固,对于采用螺栓连接的结构一般可根据实际所需对其拆迁。
4、钢结构自重较轻
钢结构的自重轻,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尼;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。
二、高层建筑钢结构施工技术
1、螺栓预埋技术
在螺栓预埋技术中,最重要的一点则是对预埋柱脚螺栓的位置的确定,必须保证此位置的准确性,否则进行钢柱安装时则会有较大的难度,同时安装的质量也很难保证。所以在预埋螺栓位置进行施工时,需要对基础轴线和标高基准点进行严格的控制,必要时需要进行两次复测,首先在埋设定位后进行测量,其次在混凝土浇筑变得坚固后进行复测,二次测量都必须保证位移不能超出范围,其标高偏差控制在正负5毫米以内为宜,而定位轴线的偏差则正负2毫米以内为宜。
2、吊装
(1)在平面内一般都是从中心核心筒向四周扩展的,也就是先从中间的一个单元开始,逐一的进行,全部完成后,当要组装成一个稳定的刚度柱网单元时,还应该坚持以“先吊柱后吊梁”为原则,固定好一个柱网单元吊装后,直到吊装完三个单元全部构件后,才能进行一次全面的精确校正。
(2)对该工程的主体钢结构施工,要解决好工期紧与工程量大的矛盾,就可以采用“区域吊装”及“一机多吊”技术。从以上钢结构施工的具体流程可以看出,每个环节都是相互联系、相互制约的,并且测量精度与进度要受到测量控制方法的影响。测量施工时,我们要结合起“预先控制”与“跟踪校正”,吊装前先测量楼层柱标高及定位,并对构件进行标线控制。还要注意吊装后在柱梁框架形成前初步校正好柱子,及时做好纠偏工作,形成单元体后再进行最终校正,以此将校正难度降到最低,实现施工各工序之间的良性循环。
从结构整体测量控制来看,应该结合自身特点,即:无标准层、无空间双曲面,在此基础上来摸索出一整套采用激光铅直仪与全站仪进行“空间坐标点定位”与“双系统复核控制”的测量方法,将双曲面结构定位难题彻底解决,保证了工程项目的施工质量。
3、钢结构高强螺栓连接技术
(1)节点处理技术
高强度螺栓连接应该在其结构架设调整完成后,再对接合件进行相应的矫正处理,从根本上对接合件的变形、错位和错孔等问题进行消除,板束接合摩擦面要贴紧后进行安装高强度螺栓。为了使得接合部板束间摩擦面贴紧的效果更好,先用临时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。
(2)螺栓安装技术
高强度螺栓在节点全部处理好后即可以进行安装工作,在安装时需要保证螺栓穿入的方向一致,同时还要充分的考虑到施工的便利性,当在箱形截面的接合部位进行螺栓的插入时,可以按其方便操作的原则,可以从内向外,或是反方向进行,对于有垫圈的,则将垫圈有倒角的一侧面向螺栓插入,对于无法将螺栓穿入时,则需要用绞刀对螺孔进行修整后再穿入,避免强行进行穿入,修整时的铁屑不能掉入叠缝中,修整完后需要将周围的毛剌用砂轮除去。
(3)螺栓紧固技术
在对高强螺栓进行紧固时,则需要按照初拧、复拧和终拧的顺序进行,所以在紧固时,利用初拧来减少螺栓所导致的钢板变形,而复拧则是在初拧的基础上进行的重复坚固,复拧与初拧所做的扭矩值是相等的,最后需要进行终拧,从而使高强度螺栓达到紧固的目的。
4、焊接施工技术
钢结构具有工期紧、结构复杂、质量要求高、工程量大、等特点,作为钢结构施工的一个重要工序,焊接顺序及其选择的参数也影响着工程的“高速”、“安全”完成。在钢结构吊装方面,通过工程项目技术人员的不断探索与总结,高层钢结构的空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题也被有效解决,整体垂直度的偏差最大可以达到9mm。
(1)焊接顺序的确定
①在平面上:坚持结构对称、节点对称和全方位对称的焊接顺序。
②柱梁节头的焊接:一般是由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。
③柱梁节头的焊接:我们首先要对H型钢的下翼缘板进行焊接,焊好后再焊上翼缘板,上、下翼缘板焊完后,按照顺序开始焊一根梁的两个端头,焊完一端再焊另一端头,直到冷却至常温再去焊另一个端头。
(2)焊接参数的确定
焊接工艺被选定之后,项目组可以带动焊接小组通过工艺评定,来编制出适用于工程特点工程计划。
第一,攻关目标是一个重点因素,确定之后再找出影响质量的原因,之后作出系列分析,并找出有效的解决措施;
第二,有效的建立起质量保证体系,同时也要完善工艺指导书。反复试验几次后,便可以确定出丁艺参数,将其运用于横焊、立焊、平焊、斜立焊。只要焊接小组和项目组的全体人员共同努力,就可以解决CO气体保护焊的焊接问题。
三、结束语
总之,随着钢结构在建筑工程中的应用范围的不断扩大,其施工技术的难度也逐渐增大,人们对它的安装精度也有了更高的要求,而质量问题也备受关注。整个施工期间,要结合工程的实际情况,严格按照吊装顺序进行安装,等到吊装结束后还要进行初校和复校,这样才能确保吊装的精度;另外还要不断摸索焊接的变形规律,使得焊接顺序得以优化,焊接质量得以控制,进而使得工程得到有效管理。只有全面控制好工程的施工质量,才能确保高层建筑工程项目顺利完工。
参考文献:
[1]卢杞炎.浅析加强建筑工程的钢结构施工技术控制[J].科技咨询导报,2012.
[2]卢宏波.盈信大厦钢管混凝土柱的设计与施工[J].广东土木与建筑,2013.
[3]于炎鑫.王英杰.荣帆.试论高层建筑的钢结构施工技术[J].企业技术开发,2013.