高层型钢结构施工应注意的问题

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  摘要:高层型钢结构以其工期短、跨度大、劳动强度低等有优点在建筑工程中得到了广泛的应用,但是,随着大量钢结构工程的不断涌现,在一些工程中或多或少地存在一些问题,本文通过对实际施工过程当中所出现的一些常见的问题进行细致的分析,并且针对具体的情况提出相应的预防措施。
  关键词:高层钢结构;施工问题
  引言
  钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国住宅建设持续空前发展,人们的居住条件逐步提高,并对居住质量的要求也越来越高。中国作为一个发展中国家,高层钢结构建筑在我国起步较晚,成熟及可借鉴的经验不是很多。但从改革开放以来,许多现代化建筑如雨后春笋般耸立。而钢结构因其自重轻、施工周期短、抗震能力强等优势和特点被人们广泛应用于高层建筑中。
  1 我国高层型钢结构的发展现状
  我国钢结构业近年发展极为迅速,己涌现出一批具有相当规模的钢结构加工企业。钢构企业总数已发展到上千家。其中年产能力在5-15万t之间的有10多家;装备水平、生产技术、经营管理能力接近国际水平的也有10多家。这些企业设计、制图、放样基本上是由计算机用各种专门软件完成,能承担我国国家级工程的钢结构制造。如大跨度桥梁、巨型水坝闸门、高层和大跨度房屋结构等。在市场机制下,一大批中小规模的加工企业应运而生,虽然年产能力不足1万t,但这些企业有着自己的优势和特长,可弥补大企业的不足。此外,随着国外资本和技术设备进入中国,出现了许多中外合资企业、独资企业、民营企业、股份制企业等,我国钢结构行业发展在体制、规模、加工方向等方面形成了多样化。2005年我国钢结构产量已达1500万t,产值约1200亿元。但当前钢结构行业面临着:钢结构产能远大于实际产量,很多企业任务不足,生产能力不能发挥,造成较大的供需差距,导致恶性竞争,相互压价等混乱局面。
  2 高层建筑钢结构的特点
  2.1自重轻、强度高
  采用钢结构承重骨架,比钢筋混凝土结构轻1/3以上。结构自重轻,可以减少运输和吊装费用,基础的负载也相应减少,在地质条件较差地区,可以降低基础造价。
  2.2抗震性能好
  钢材的弹塑性性能好,地震作用下具有良好的延性。自重轻也显著减少地震作用,一般可减少40%左右。
  2.3有效使用面积高
  构件断面小,所占面积小;同时还可适当降低建筑层高。与同类钢筋混凝土高层结构相比,可相应增加建筑使用面积约4%。
  2.4建造速度快
  构件制造工厂化,现场安装,现场施工作业面宽敞。可实施平行立体交叉作业。与同类钢筋混凝土高层结构相比,一般可缩短建设周期约1/4-1/3。
  2.5防火性能差
  无耐火防护的钢构件,其平均耐火时限约15min左右,明显低于混凝土结构。故有防火要求时,构件表面必须用专门的防火涂料防护,以满足防火规范的要求。
  3 钢结构安装准备工作
  钢结构安装工程施工准备工作主要包括技术准备、机械设备准备、材料准备以及作业条件准备等。在钢结构安装准备阶段,需做好以下工作:
  3.1编制钢结构工程的施工组织设计
  其内容包括:计算钢结构构件和连接的数量;选择起重机械;确定流水程序;确定吊装方法;制定进度计划;确定劳动组织;规划钢构件堆场;确定质量标准、安全措施和特殊施工技术等。
  钢结构安装前,应对相关的图纸技术文件进行认真的阅读与理解,发现问题及时与业主单位、设计单位取得联系,将问题和隐患消除在安装之前。
  选择起重机械是钢结构安装的关键。起重机械的型号和数量必须满足钢构件的吊装技术要求和工期要求;对大型、细长及稳定性较差等特殊构件的吊点位置和吊环构造,应作专项细部设计与稳定性验算,必要时采取临时加固与保护措施。单层工业厂房面积大,宜采用自行式起重机械。对重型钢结构厂房,可选用CC2000-30t履带式起重机和Ⅱ一Ⅱ1495-100t履带式起重机等。
  在确定吊装流水程序时,首先要确定每台起重机械的工作内容和各台起重机械之间的相互配合。其内容深度,要达到关键构件反映到单件,竖向构件反映柱列,屋面部分反映到节问。对重型钢结构厂房,柱子重量大,要分节吊装。
  在确定吊装顺序时,要考虑安装构件方便和满足生产设备安装顺序。
  3.2钢柱基础的准备
  钢柱基础的顶面通常设计为一平面,通过地脚螺栓将钢柱与基础连成整体。施工时应注意保证基础标高及地脚螺栓位置的准确。
  钢结构基础支承面、支座和地脚螺栓的偏差应符合有关规定。
  为了保证地脚螺栓位置准确,施工时可用钢做固定架,将地脚螺栓安置在基础模板分开的固定架上,然后浇筑混凝土。为保证地脚螺栓不受损伤,应涂黄油并用套子套住。
  为了保证基础顶面标高符合设计要求,可根据柱脚形式和施工条件,采用下面两种方法:
  3.2.1一次浇筑法
  将柱脚基础支承面混凝土一次浇筑到设计标高。为了保证支承面标高准确,首先将混凝土浇筑到比设计标高约低20-30mm处,然后在设计标高处角钢或槽钢制导架,测准其标高,再以导架依据用水泥砂浆精确找平到设计标高。采用一次浇筑法,可免除柱脚二次浇筑的工作,但要求钢柱制作尺寸十分准确,且要保证细石混凝土与下层混凝土的紧密粘接。
  3.2.2二次浇筑法
  柱脚支承面混凝土分两次浇筑到设计标高。第一次将混凝土浇筑到比设计标高约低40~60mm,待混凝土达到一定强度后,放置钢垫板并精确校准钢垫板的标高,然后吊装钢柱。当钢柱校正后,在柱脚底板下细石混凝土。二次浇筑法虽然多了一道工序,但钢柱容易校正,故重型钢柱多采用此法。
  3.3构件的检查及弹线
  钢构件外形和几何尺寸正确,可以保证结构安装顺利进行。为此,在吊装之前应根据《钢结构工程施工及验收规范》中的有关的规定,仔细检验钢构件的外形和几何尺寸,如有超出规定的偏差,在吊装之前应设法消除。此外,为便于校正的平面位置和垂直度、桁架和吊车梁的标高等,需在钢柱的底部和上部标出两个方向的轴线,在钢柱底部适当高度标出标高准线,同时要标出绑扎点的位置。
  对不易辨别上下、左右的构件,还应在构件加以注明,以免吊装时搞错。
  3.4验算桁架的吊装稳定性
  吊装桁架时,如果桁架上、下弦角钢的最小规格应满足有关规定,则不论绑扎点在桁架的任何部位,桁架在吊装时都能保证稳定。
  如果弦杆角钢的规格不符合有关规定,但通过计算选择适当的吊点(绑扎点)位置,仍然可能保证桁架的吊装稳定性。具体方法可参考有关文献。
  4 高层型钢结构在当今施工中所存在的主要问题
  我国建筑行业在近年来,可谓是蓬勃发展,它的发展不仅推动了社会主义现代化建设的进程,同时还相应提升了国民经济收入水平。积极推广大型钢结构能够保证建筑工程的作业质量,建筑物发挥最大的使用价值满足业主的需要。从实际情况来说,进大型钢结构是未来建筑业改革的必然趋势,但落后的施工技术往往会影响到最终的竣工质量,损坏了企业在市场上的信誉形象。大型钢结构施工存在的问题集中于其复杂、多变、频发等特点。
  5 结束语
  高层型钢结构的施工促进了我国建筑业的不断蓬勃发展,并且推动国内钢结构在房地产业中的发展;但与此同时,我们也希望在对与高层型钢结构在建筑工程之中的具体实施上,能够得到进一步的有完善,确保我国建筑事业能够又好又快的发展创新。
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