時間:2023-06-11 09:34:14
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高層建筑鋼結構施工,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
引言
超高層建筑鋼結構的施工在近些年的應用比較廣泛,充分注重鋼結構施工技術的科學掌握和實施,對建筑整體質量就有著保障作用。傳統的建筑施工中,由于受到多方面因素的影響,還存在著諸多施工問題,這就需要加強施工技術的科學應用,在鋼結構的施工質量上能有效保障。通過從理論上加強研究,就能保障超高層建筑鋼結構的施工實施指導方法的正確性。
1.超高層建筑鋼結構施工特征以及關鍵技術分析
1.1超高層建筑鋼結構工施特征體現分析
對于超高層的建筑鋼結構工程施工,和一般的建筑施工相比就有著不同,在超高層的建筑施工的要求上比較苛刻,在施工的工藝上也比較復雜化。鋼結構的建筑施工中,也增加了施工的難度,對施工質量的控制要求比較突出,同時這也對建筑工程的管理上有著很大難度[1]。超高層建筑鋼結構施工的周期相對比較長,很難做到一次付使用,所以在施工中也存在著使用和施工并存的情況出現。
1.2超高層建筑鋼結構施工關鍵技術分析
超高層建筑鋼結構施工中,會運用到關鍵技術,對這些關鍵技術得以科學合理化的應用就顯得比較重要。其中在施工圖紙的審查過程中,就要注重施工圖紙的質量以及完整性保障。在施工測量技術的應用上,由于超高層鋼結構的結構上比較復雜化,在技術水平的應用要求上比較高,這對測量的工作實施也增加了很大難度。這就需要在測量技術設備的完備性工作實施上加強,在對測量基準點以及基準網的制定上科學性呈現,對測量的方法正確選擇,在測量的線路上能夠最佳化明確,保障測量的準確性。超高層建筑鋼結構施工中的焊接技術是比較重要的,鋼結構的穩定性除了在結構上的設計科學性以外,還需要進行鋼結構的接口焊接,從而將鋼結構的整體性能得以形成。這就需要在實際的施工中對焊接技術的應用加強重視,在對鋼結構的焊接順序上能明確,結合鋼結構子自身的特征以及施工環境等,在鋼結構的幾何準確度上能有效提高[2]。在焊接的熟練度要能加強,在焊接過程中對行業檢測質量要嚴格化執行,在焊接技術科學實施上才能真正保障鋼結構的整體質量。鋼結構施工中的關鍵技術在實時監控技術的應用上也比較重要。超高層建筑的施工中,會發生變化,從而造成仿真計算結果的差異性。為能對鋼結構施工質量水平的提高,就要對實時監控技術加以應用,在監測設備的運用下,就能對鋼結構施工的關鍵部分在應力以及位移的跟蹤方面及時性的觀察,對鋼結構的振動情況以及溫度等方面的變化也能有效的了解[3]。這對鋼結構施工的質量和效率的保障就有著積極意義。
2.超高層建筑鋼結構施工的原則以及具體施工措施
2.1超高層建筑鋼結構施工的原則分析
超高層建筑鋼結構的施工過程中,對施工技術的應用要遵循相應的原則,只有如此才能保障施工的質量。對超高層的鋼結構施工技術應用,在科學性的原則方面要充分重視。由于超高層鋼結構在建設施工中有著很高的要求,在具體施工中就要注重從科學的角度來應用技術,對鋼結構技術要求以及標準能明確化,對鋼結構的構成形式等方面詳細分析,保障施工技術的科學性利用。鋼結構關鍵技術應用中,在科學理念的融入方面也要能加強,只有將施工理念和施工技術綜合性重視,才能有助于超高層建筑鋼結構施工的質量保障。超高層建筑鋼結構施工技術的應用,要注重易操作的原則遵循。具體的施工中場所施工條件的限制,在操作上就要進行細致化的處理,在施工中的容錯率要盡量增加,減少受到外部環境因素影響造成的施工質量問題發生[4]。在操作上能最簡化的呈現,在施工的整體效率上以及質量上加以有效提高。
2.2超高層建筑鋼結構施工措施探究
第一,準備工作的完善化。超高層建筑鋼結構施工中,要注重在準備階段能充分重視,對鋼結構的組成以及荷載傳遞的途徑加強理解。施工人員在鋼結構施工中,在對鋼結構的基本構成結構等基礎信息了解下,然后對鋼結構的荷載傳遞路徑加強重視,對施工的順序能明確化。具體的施工場地以及周圍施工環境也要能熟悉,然后對施工設備科學選擇,在施工組織方面能科學化實施。這些都會整個鋼結構的施工質量有著很大程度影響。除此之外,也要能對施工資源配置以及技術能力等因素詳細重視,在準備工作上能加以完善了解和準備。第二,加強超高層建筑鋼結構的有效安裝。在對鋼結構的安裝環節是施工中的重點,這就需要在安裝中進行施工流水段的劃分,然后按照流水段情況加以實施。在對鋼結構的制作以及吊裝的工作實施中,按照鋼柱分段實施劃分,在對各項的結構要求上要能遵循。對鋼結構的吊裝工作實施中,對鋼結構框架的剛度要能保證,采取自動式塔式起重機加以應用,在起吊的高度要能達到實際的要求。在對標準節框架的施工方面要能加強,以及對特殊節框架的施工方面也要充分重視,按照標準以及特殊的要求加以實施。在對鋼結構的安裝前,就要對鋼柱上連接件進行預檢,保障質量安全。第三,對鋼結構施工的安全操作系統以及監測系統的應用上要能科學化。超高層建筑鋼結構的施工中,在監測系統的應用上要能加強重視,對各環節的施工通跟蹤監控系統的應用,及時性反映施工情況,在監控的信息管理上加強,保障信息的完整性以及安全性。在安全操作系統的方面的應用也要能加強重視,避免在鋼結構施工中出現安全隱患問題,通過安全操作的加強以及完善,對鋼結構的施工整體安全質量得以保障[5]。除此之外,超高層鋼結構施工會受到氣候的因素影響,在施工中就要在氣象保護措施上加以實施,可委托氣象站在施工附近的氣象監測進行加強,及時性提供氣象信息等。第四,注重超高層建筑鋼結構施工控制。在鋼結構的具體施工中,要注重多方面施工方法的實施,如在對閉環控制方法的應用上就要加強,在分析預測以及實施和監測、反饋等方法的應用,對具體施工情況及時性反映。在施工的監測方面就要注重對鋼結構變形監測以及施工中的應力監測的加強,對鋼結構的關鍵點的監測工作要妥善實施,通過數據的分析對施工的安全質量得以保證。對鋼結構的預變性技術的應用要注重,施工中在仿真分析方面加強,對連續性變化值能通過監測數據進行分析調整等,對鋼結構的幾何位置能加以明確,防止鋼結構的變形。
3.結語
對超高層的建筑鋼結構的技術實施,就要能從實際的施工情況緊密結合,在施工技術的應用上科學化呈現。鋼結構作為當前建筑施工中的重要應用結構,在對未來的建筑結構發展走向也有著影響,所以在具體的鋼結構施工技術應用方面,就要注重科學性以及質量的保障。通過從理論上對鋼結構施工技術的研究分析,就能為實際施工發展起到一定啟示作用。
參考文獻
[1]全豫晉.大跨度鋼結構施工過程的結構分析方法研究[J].江西建材.2014(13)
[2]沈錦添.大跨度鋼結構屋架整體提升支架選型的研究與應用[J].建筑施工.2014(06)
[3]崔曉強,葉可明.大跨度鋼結構施工過程的結構分析方法研究[J].工程力學.2014(05)
[4]吳欣之.廣州國際會展中心大跨度復雜形體鋼結構安裝技術研究[J].建筑鋼結構進展.2014(01)
關鍵詞:高層建筑鋼結構施工技術
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A
前言:高層建筑鋼結構相對于以往的鋼筋混凝土而言,具有很多的優勢,對于建筑性能而言有很大的提升。隨著我國城市經濟建設的發展,對于高層建筑的需求量還很大,所以鋼結構以其自身的優勢,必將成為以后建筑業發展的主要趨勢。在鋼結構施工中,應該不斷的提高施工技術水平,加強監督管理,保證高層建筑的施工質量,為我國建筑業的發展創造有利的環境。
1 鋼結構優勢和缺陷分析
1.1 優勢分析
首先,在鋼結構施工中,主要的材料為鋼材,鋼材的自身力學性能比較強,在抗拉伸、抗壓以及延展性方面具有很強的功能,并且材質比較均勻。在高層建筑施工中,目前主要應該考慮到建筑的抗震性,因為高層建筑在垂直方向的距離較大,對于抗風性要有很大的強度,而鋼材較好的彈性能夠將地震所產生的能量消耗掉,所以在抗震性方面具有很強的性能。在以往的地震中,對于房屋建筑的破損程度進行研究,也證實了鋼結構的性能特點。其次,由于鋼結構生產以及安裝施工的特點,在整體性方面為施工企業提高了經濟效益。鋼材主要是在工廠生產,可以采用集約化的批量生產,在工地進行安裝施工,采用焊接的方式,可以進行各種形式結構設計,安裝過程簡便,精準度較高。經過相關的資料顯示,鋼結構施工要比鋼筋混凝土施工的速度快百分百分之七十到八十,縮短了施工工期,降低了施工成本,對于施工企業來講提高了經濟效益。再次,在占地面積上,鋼結構要比鋼筋混凝土結構節省很大的面積,增加了開間面積。并且在施工的過程中,減少了灰塵以及噪音的污染。在建筑物拆除后,廢棄的鋼材還可以回收再利用,減少了浪費現象以及對環境的污染。所以說鋼結構具有眾多的優點,已經成為了現階段建筑業發展的主要趨勢。
1.2 缺陷分析
首先,因為鋼材具有一定的耐火點,當溫度達到六百度時,鋼材就會喪失承載的性能,導致建筑物坍塌,耐火性能很差。所以說為了保證建筑物的抗火災能力,在施工的過程中,應該對梁、柱以及壓型鋼板做好防火處理,提高耐火性。其次,在鋼材焊接的過程中,由于受到殘余應力的影響,會對整個建筑的結構造成很大的影響。再次,受到我國冶煉技術的影響,在鋼材的生產方面還具有一定的局限性,對于一部分特殊的鋼材型號還處于小規模的生產中,所以造成了鋼材市場的供需失衡現象。
2.鋼結構施工前的準備
2.1 吊裝準備。
目前來看,高層建筑鋼結構施工中所選用的吊裝機械主機,主要還是自升式、塔式起重機。塔式起重機的性能一定要滿足施工工程的需求,包括吊機的最大起重量、起重力矩以及半徑值。尤其要注意的是,隨著起重提升高度的增大,其可提器的重量也會減小。
2.2 施工現場與技術的準備。
高層建筑鋼結構施工前,施工現場準備工作非常重要,總結之,主要包括以下內容:鋼構件及其配套零部件和連接件的驗收、丈量器具以及測量儀器的準備、構件的運輸、基礎的復測、構件的堆放、設備工具材料的安排和施工力量的組織等。要編制鋼結構施工組織設計方案,并將設計的思想理念貫穿到實際施工過程之中;要確定和完善鋼結構施工和驗收標準,對市場進行規范、對各方的行為進行規范;要做好工藝試驗和評定,為后續的鋼結構施工提供技術支持。
3.高層建筑鋼結構施工技術的應用
高層建筑鋼結構的構件種類較多,其主要的施工技術表現在構件與構件之間的連接,以及連接處強度和整體穩定性的保證。因此,如何解決構件間的連接問題是鋼結構工程主要任務。
3.1地腳螺栓的預埋技術。
地腳螺栓的預埋位置和預埋強度是鋼結構工程整體質量的基本內容保證。一般常采用 6~10cm 厚的鋼板作為定位鋼板,再進行地腳螺栓的定位。還應注意定位鋼板的尺寸與鋼柱底墊板的尺寸要相互吻合,并在鋼板底部螺栓上設置止退調節螺栓,與其對應的上部駱爽要能夠固定調節螺母,并在鋼板上預留 150mm 直徑的澆搗孔,以便其下部梁內鋼筋的綁扎工作。為了使二者合為一體,可將地腳螺栓焊接在柱子的鋼筋上,以確保整體剛度。在混凝土澆筑工程結束后,還應將地面的地腳螺栓用塑料布等包裹起來,以避免生銹。
3.2鋼柱的安置技術。
柱子的設置要點是對于每一節柱的標高、垂直度與定位軸線的偏差如何形成。對于不同位置的柱節其控制關鍵點也有所區別。如首節柱要控制的主要是標高和定位軸線,次節柱則要加上垂直度的測試。另外,不同柱節的調節方式也不盡相同,首節柱是通過定位鋼板與螺母的調節來實現,次節柱則是通過調節絲杠來實現。通過焊縫的寬度來確保樓層的標高是較高的技術水平要求,是指通過四個方位的調節絲杠來實現對鋼柱垂直度的調整。鋼柱對接完成后,要進行嚴密的驗收工作,合格后,可將耳板徹底拆除。另外,為了確保鋼梁的安裝以及二者的連接強度,應在安裝鋼梁前,在鋼柱預埋連接件以及混凝土核心筒壁上的預埋件。
3.3鋼梁的安置技術。
鋼梁安置的要點是要通過限位鋼板臨時固定與數次校正,來實現鋼梁與鋼柱的連接處的垂直度及軸線位置。在臨時固定時,可通過安放吊裝耳板于鋼梁上,并在耳板的兩端分別焊接一塊安置限位鋼板來完成鋼梁臨時固定。吊裝耳板應在距鋼梁兩端 1/4 長度的位置安裝,規格要與鋼梁的重量相匹配,一般來說,吊裝耳板的厚度在10~16mm 左右。限位鋼板應在鋼梁的上部設置,厚度同耳板,可將限位鋼板設定在鋼柱的牛腿上。限位鋼板和吊裝耳板可以提高鋼梁的安裝精度,并能加快施工速度,確保施工的安全進行。
3.4焊接和栓接的技術。
鋼材的連接方式主要有兩種,一是螺栓連接,二是焊接。一般來說,在臨時固定時常采用螺栓連接的方式,這樣不僅能夠確保安裝時的強度和安全性,也能夠方便在工程結束后對于臨時固定的拆除。對于焊接連接方式來說,最主要的問題是如何保證焊接質量。高層建筑鋼結構焊接的主要問題是減少焊接應力和變形。在施工過程中,應從中心框架向四周擴展焊接,首先應選擇收縮大的焊縫進行焊接,并應采取對稱焊接的辦法來減少應力和應變。另外,應先進行梁與柱的連接,再進行柱與柱間的連接。
3.5門窗工程的安裝技術。
鋼窗的安裝質量主要由鋼窗產品的質量和進場后外觀的檢查,以及鋼窗與固定鋼窗立柱間的間隙來控制。施工中,為了避免預留窗口與鋼窗不匹配,一般常見的做法是將鋼窗一邊的立柱首先固定住,等鋼窗完全安裝后,再將另一邊的立柱焊接。鋼結構工程中不可避免的會有特殊鋼結構,一般都是以組合的形式出現,體積較大且重量較大。由于特殊部位的鋼構件在各個工程中各不相同,因此無法對其給予統一的標準,應根據工程的實際情況來進行設計。
此外,高層建筑的施工過程還有一定的安全保障措施,主要有水平通道和垂直運輸設施的安全保障。水平通道一般為工具式的腳手通道、裝配式的通道板、鋼管腳手通道以及扶手繩等。豎向的通道多采用臨時固定與鋼柱兩側的爬梯來實現。為確保安全,多采用焊接緊固的方式來實現接柱操作平臺與鋼柱之間的連接。這些安全保障設施只有在工程完全結束后方可拆除
4.結語:
綜上所述,相關人員要不斷學習研究,根據結構的情況、施工現場的環境、施工企業的資源綜合考慮,制定技術路線,確定關鍵技術和措施,做好高層建筑鋼結構各方面的施工工作,以達到新時期社會發展和科技進步的要求。全行業都爭取在我國高層建筑建設進入鋼結構體系時代的同時,也帶來建筑行業的新突破。
參考文獻:
關鍵詞:高層建筑;鋼結構;吊裝
一、高層建筑鋼結構吊裝準備工作
1.根據安裝程序制定順序圖表
吊裝前需根據安裝程序針對柱、主梁、次梁編制安裝順序圖表。安裝順序圖表中應顯示出各個構件相關的簡單描述,如:平面位置、安裝順序號、構件名稱、構件所在圖紙號、構件重量、構件外形等。
2.吊裝的前期準備工作
吊裝前的準備工作有:1)施工圖紙安排技術人員認真審閱,做好圖紙設計交底工作,做好技術交底工作;2)準備相關標準圖集及需要資料,編制施工圖預算,制定分部工程材料計劃、勞動力需求計劃以及準備施工機具等;3)與施工人員進行施工組織設計和技術交底,并向其詳細講解整個工程的設計內容、施工計劃及相關技術要求等,將施工計劃落實下去,并落實技術責任制;4)對現場定位樁做好測設工作,完成定位放線工作等。
二、塔吊的選擇、布置及裝拆
塔吊是超高層鋼結構工程施工的核心設備,其選擇與布置要根據建筑物的布置、現場條件及鋼結構的重量等因素綜合考慮,并保證裝拆的安全、方便、可靠。
在塔吊的選擇上應優先考慮內爬式塔吊,因為鋼結構建筑采用內爬式塔吊不需要對樓層進行加固,并且在起重機布設位置上有較大的自由度。另一方面,采用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑吊裝施工,對塔吊起重能力和幅度要求不像采用附著式塔吊那樣苛刻。
另外,采用附著塔吊的造價要遠高于同類型起重能力稍小的內爬式塔吊,比如工程設計高度為150m,采用附著式塔吊的塔身高度約180m(其中考慮鋼結構3層柱12m,吊索4~6m,吊鉤滑輪及小車全高4m,安全操作距離2m等),加上地下部分高度共200m,而采用內爬式塔吊的塔身約為40~50m。附著塔吊的租賃成本要大于內爬式塔吊。因此,從經濟上考慮,為節約成本,優先選用內爬式塔吊進行鋼結構超高層建筑的施工。
三、鋼構件施工順序
高層鋼結構的吊裝需劃分吊裝作業區域,鋼結構吊裝按劃分的區域,平行順序同時進行。當一片區吊裝完畢后,即進行測量、校正、高強度螺栓初擰等工序,待幾個片區安裝完畢后,對整體在進行測量、校正、高強度螺栓終擰、焊接。焊后復測完,接著進行下一節鋼柱的吊裝。并根據現場實際情況進行本層壓型鋼板吊放和部分鋪設工作等。
1.螺栓預埋
柱位置的準確性取決于預埋螺栓位置的準確性。地腳螺栓預埋位置的準確程度對鋼結構工程整體的安裝質量至關重要,為保證地腳螺栓的定位準確,采用6~10 mm 厚鋼板制作加工成定位鋼板,進行地腳螺栓的定位固定,定位鋼板尺寸同鋼柱底墊板尺寸(圓管柱直徑D =120mm),在鋼板底部螺栓上加止退調節螺母,在鋼板上部螺栓上固定調節螺母,鋼板上設直徑150mm 澆搗孔,在鋼板下部綁扎梁鋼筋時將地腳螺栓焊接在柱筋上固定,控制好位置,同鋼筋連成一體,并進行反復校核,無誤后進行混凝土的澆注施工,地腳螺栓露出地面部分用塑料布進行包裹保護。
2.鋼管柱的吊裝
在柱腳之中安裝兩道三級鋼,在混凝土和鋼管柱之間設置兩道一級鋼,在進行澆灌的時候,應該向鋼管柱的內側灌注兩道水泥漿。在進行基礎節安裝的過程中,在起吊之前,應該使用墊木使鋼管柱的根部提高,同時配合吊裝索具的使用,對攬風繩進行調整,在鋼柱上固定溜繩。在對鋼管柱進行起吊的過程之中,應該使用兩點捆綁垂直起吊的方式,為了避免在起吊過程中發生變形的情況,因此應該在腳上的位置設置吊點。在進行起吊的過程中,起鉤的位置應該設置在起重機的邊緣,在對起重機進行回轉的過程之中,調整柱子的垂直角度。
在對鋼管柱進行吊裝的過程中,應該對上口進行包封,減少異物進入到鋼管內部的現象。在對鋼管柱進行吊裝的施工現場,應該對水平表和主軸線的高度進行標記。對鋼柱進行垂直的矯正,在對鋼管進行對接的過程之中,應該在對接處的位置設置調節的螺桿和限位板,調節螺桿的方向對鋼柱的垂直程度進行調整,在x軸和y軸的兩個方向分別設置一套經緯儀,對底柱的偏差進行測量,對螺桿的角度進行調節,使柱底的十字線和柱頂的標記能夠重合。在對現場進行焊接的過程之中,應該選擇水平焊的形式,以保證在對接處的焊接質量能夠得到有效的提高,應該安裝附加鋼管在對接處的位置,將寬度和厚度設置為二比一的比例,并且使管內壁保持在零點五毫米左右的縫隙。在對鋼管內部進行焊接的過程中,應該充入二氧化碳氣體對鋼柱進行保護性的焊接,使用分向分段順序的方式進行焊接,使用分段焊接的方式保證現場焊接的對成型,減少因為焊接變形對安裝精度產生的影響,在焊接縫隙的兩端分別設置引出板和引入板,在實施焊接之后,使用氣割的方式對引出板和引入板進行切割,并且對其進行平整的修磨。
3.鋼梁的吊裝
施工前,核心簡周邊的外架應將其提升到待施工樓層后才能進行鋼梁吊裝。對核心簡預埋件的位置標高線進行測量并放線,梁的臨時支承可用角鋼設置。在地面操作時,先把節點板和高強螺栓的工具袋綁在距離梁端不到1米的梁兩端,再按各層鋼梁吊裝程序進行安裝。通常一次吊2根~3根鋼梁能提高塔吊的垂直運輸效率。鋼梁吊裝順序:先下層主梁,再中層主梁,最后上層主梁。若要提高起吊速度可使用兩副吊索。鋼梁全部起吊就位后,各構件的準確位置使用撬棍和沖頭來調整,檢查全部的螺栓孔,對正后方能放入高強螺栓進行固定,所有主梁吊裝完畢后便可擰緊高強螺栓。安裝主梁時,應預留試驗確定的焊縫收縮量約2mm~3mm,柱垂直度和傾斜度使用兩臺全站儀進行跟蹤和檢查,若出現較大偏差需重新校正。
四、垂直校正及焊接
鋼柱及鋼梁吊裝完成后,需要對鋼柱的垂直度進行校正。在縱、橫兩軸的引出線上安裝兩臺全站儀,先讀取柱底垂直于鋼柱中線標桿的讀數,然后讀取柱頂垂直于鋼柱中線標桿的讀數,如讀數不一,說明鋼柱垂直度存在偏差。此時,可采用調節支撐并輔以敲擊鋼柱腳部等方法使鋼柱垂直。鋼柱、鋼梁吊裝及垂直度校正完畢后,便可對其進行焊接,焊接時要確保斜梁安裝的精度。
內容提要: 本文簡要介紹了高層/超高層建筑的結構體系,并結合“吉林廣電中心”高層全鋼結構的制作與安裝及鋼結構主要構件的翻樣/下料/制作等各個重要環節的質量控制和材料選用提供一些粗淺的意見。 對于支撐體系,消能減震裝置不在此文內介紹。 關鍵詞: 高層; 超高層; 智能大樓 ; 節點域; MST組合梁; 耐火鋼; 焊接收縮變形 ;埋弧自動焊; 氣保焊。
Abstract: This paper briefly introduces the top / high-rise building structure system, combined with " Jilin radio and TV Center" high-rise full steel structure fabrication and installation of steel structure member and turned kind / material / production of various important aspects of quality control and material selection to provide some shallow views. To support system, energy dissipation device in this paper introduced.
Key words: high-rise; tall; intelligent building; node; MST beam; steel; welding deformation; submerged arc welding; gas shielded welding
一、概況 高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史,1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起開始到我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史,并在設計和施工中積累了不少經驗,已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99-98。 我們公司集設計、制作、安裝于一體,生產過難度大、造型復雜鋼結構工程,如錦州華庭超市、西安國際商城等工程,在鋼結構方面已經積累了豐富的設計/制作/安裝經驗。為了進一步提高廣大員工在高層鋼結構上的技術水平,從結構體系、材料選用、制作與安裝等方面加以闡述。 二、高層及超高層結構體系 對于高層及超高層建筑從結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。 高層和超高層建筑在結構設計中除采用鋼筋混凝土結構(代號RC)外,還采用型鋼混凝土結構(代號SRC),鋼管混凝土結構(代號CFS)和全鋼結構(代號S或SS)。> 吉林廣電中心,建筑鋼結構高度52.5m,柱間距為17m和11m,抗震設防烈度為6度,采用框架—剪力墻或框—筒結構體系較為經濟合理,這種結構體系的剪力墻或筒體是很好的抗側力構件,常常承擔了大部分的風載和地震荷載產生的水平側力,總體剛度大,側移小,且滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。三、材料的選用 鋼結構有很多優點,但其缺點是導熱系數大,耐火性差。隨著冶金技術的提高,耐火鋼的研究成功并投入生產,為鋼結構的進一步發展創造了條件。 目前寶鋼投入生產的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號的耐火鋼,其物理力學指標、化學性能及抗沖擊韌性和可焊性,都能達到結構鋼的要求。普通鋼材當達到600℃的高溫時已完全喪失承載能力,寶鋼生產的這兩個品種鋼材當達到600℃時其屈服強度還有150~220Mpa。 一般高層和超高層建筑當采用框—剪、框—筒結構體系時的經濟性統計為:鋼結構造價=鋼材費用(約占40%)+制作安裝費用(約占30%)+防火涂料費用(約占30%),防火涂料所占總造價的比重較大。如果使用高強度耐火鋼雖價格略有上升,但防火涂料價格有較大幅度下降,可望部分抵消由此帶來的成本上升,而且可靠度及安全性有了一定的保障。 四、制作與安裝 (一)統一測量儀器和鋼尺量具 建造一幢超高層大樓,涉及到土建、鋼結構、玻璃幕墻和各類設備的安裝,使用的測量儀器和使用的鋼尺必須經一計量部門由同一標準鑒定。 (二)定位軸線、標高和地腳螺栓 鋼柱的定位軸線可根據場地的寬窄,在建筑物外部或內部設置控制軸線。本工程高度在52m,設置二個控制樁,以供架設經緯儀或激光儀控制樁的位置,要求以能滿足通視、可視為原則。 鋼柱的長度以滿足起重量的大小和運輸的可能性,一般為每層為一節,對每一節柱子安裝不得使用下一節柱子的定位軸線,應從地面控制軸線引到高空,以保證每節柱子安裝正確無誤,避免產生累積誤差。 柱腳與鋼筋混凝土基礎的連接,一般采用埋入式剛性柱腳,地腳螺栓是在安裝就位第一節鋼柱時,控制平面尺寸和標高的臨時固定措施。 (三)鋼柱的制作與安裝 鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件,在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。 52m高的高層鋼柱一般分為8節構件,鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形,所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設計長度,即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換,要求對每節鋼柱應編號予以區別,正確安裝就位。
鋼柱標高的控制一般有二種方式:
1. 按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格,這種制作安裝一般在12層以下,層高控制不十分嚴格的建筑物。 2. 按設計標高制作安裝。一般在12層以上,精度要求較高的層高,應按土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高,每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸。每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中去。 無論采用何種安裝方式,都應在翻樣下料制作過程中充分表達出來,并應符合設計要求的總高度。 (四)框架梁的制作與安裝 高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接,鋼柱為貫通型,在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。 框架梁應按設計編號正確就位。 框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長度。 采用高強度螺栓連接,要充分理解設計時采用摩擦型還是承壓型高強螺栓。采用摩擦型高強螺栓的摩擦系數應選用合理。 采用高強螺栓群連接時,孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多軸數控鉆孔,前者精度低,后者精度高,應優先考慮采用后者。當采用模板制孔時,應保證模板的精度,以確保高強螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。 高強螺栓群應同一方向插入螺栓孔內,高強螺栓群的擰緊順序應由中心按幅射方向逐層向外擴展,初擰和終擰都得按預先設定的鮮明色彩在螺帽頭上加以表示。五、樓蓋的設計 高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度,是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側力構件,同時使鋼柱與各豎向構件(剪力墻或筒體)起到變形協調作用。 一般鋼結構建筑物的樓板和屋蓋,都采用軋制的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土(簡稱樓承板)樓板和屋蓋,厚度一般不小于140mm。如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用,簡稱MST組合梁,只要計算正確,配筋合理,栓釘可靠,則可以節約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右,而且不需對鋼梁進行穩定驗算。
參考文獻: 1.曹平周,朱召泉,鋼結構(第二版)科學技術文獻出版社。
2.陳富生、邱國樺、范重,高層建筑鋼結構設計,中國建筑工業出版社。
3.高層民用建筑鋼結構技術規程(JGJ 99-98)
4.鋼結構工程施工質量驗收規范(GB50205-2001)
5. 劉玉珠,美國LRFD鋼結構規范,同濟大學編譯。
6. 耐火耐候鋼手冊,寶山鋼鐵股份有限公司。
【關鍵詞】高層;超高層;鋼結構;施工技術
對于高層及超高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過60m為超高層建筑。 對于結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
高層和超高層建筑在結構設計中除采用鋼筋混凝土結構(代號RC)外,還采用型鋼混凝土結構(代號SRC),鋼管混凝土結構(代號CFS)和全鋼結構(代號S或SS)。
一、材料的選用
鋼結構有很多優點,但其缺點是導熱系數大,耐火性差。隨著冶金技術的提高,耐火鋼的研究成功并投入生產,為鋼結構的進一步發展創造了條件。
一般高層和超高層建筑采用框—剪、框—筒結構體系時的經濟性統計為:鋼結構造價=鋼材費用(約占40%)+制作安裝費用(約占30%)+防火涂料費用(約占30%),防火涂料所占總造價的比重較大。如果使用高強度耐火鋼雖價格略有上升,但防火涂料價格有較大幅度下降,可望部分抵消由此帶來的成本上升,而且可靠度及安全性有了一定的保障。
二、制作與安裝
(一)統一測量儀器和鋼尺量具
建造一幢超高層大樓,涉及到土建、鋼結構、玻璃幕墻和各類設備的安裝,使用的測量儀器和使用的鋼尺必須由國家法定的同一計量部門由同一標準鑒定。
高層、超高層建筑施工周期較長,尚需定期對測量儀器和鋼尺量具進行定期校驗以保證建筑物各項指標符合規定的指標。
一般以土建部門的測量儀器和鋼尺量具為準。
(二)定位軸線、標高和地腳螺栓
鋼柱的定位軸線可根據場地的寬窄,在建筑物外部或內部設置控制軸線。本工程高度在100m,設置二個控制樁,以供架設經緯儀或激光儀控制樁的位置,要求以能滿足通視、可視為原則。
鋼柱的長度以滿足起重量的大小和運輸的可能性,一般為2~3層為一節,對每一節柱子安裝不得使用下一節柱子的定位軸線,應從地面控制軸線引到高空,以保證每節柱子安裝正確無誤,避免產生累積誤差。
柱腳與鋼筋混凝土基礎的連接,一般采用埋入式剛性柱腳,地腳螺栓是在安裝就位第一節鋼柱時,控制平面尺寸和標高的臨時固定措施。
(三)鋼柱的制作與安裝
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件,在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。
100m高的超高層鋼柱一般分為8~12節構件,鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形,所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設計長度,即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換,要求對每節鋼柱應編號予以區別,正確安裝就位。
矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊,不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。
鋼柱標高的控制一般有二種方式:
1. 按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格,這種制作安裝一般在12層以下,層高控制不十分嚴格的建筑物。
2. 按設計標高制作安裝。一般在12層以上,精度要求較高的層高,應按土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高,每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸。每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中去。
無論采用何種安裝方式,都應在翻樣下料制作過程中充分表達出來,并應符合設計要求的總高度。
(四)框架梁的制作與安裝
高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接,鋼柱為貫通型,在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。
為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性,在工廠制造時,在框架梁所在位置設置懸臂梁(短牛腿),懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫,腹板采用貼角焊縫??蚣芰号c鋼柱的懸臂梁(短牛腿)連接,上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫,腹板采用高強螺栓連接。
由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求,當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時,腹板的連接板可開橢圓孔,橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0(d0為螺栓孔徑),并應保證孔邊距的要求。
框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長度。
框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接,目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣,先一端點焊定位,再焊另一端。
采用高強螺栓群連接時,孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多軸數控鉆孔,前者精度低,后者精度高,應優先考慮采用后者。當采用模板制孔時,應保證模板的精度,以確保高強螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。如果孔位局部偏差,只允許使用鉸刀擴孔。嚴禁使用氣割擴孔,若用氣割擴孔,則應按重大質量事故處理。
三、樓蓋的設計
高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度,是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側力構件,同時使鋼柱與各豎向構件(剪力墻或筒體)起到變形協調作用。
一般鋼結構建筑物的樓板和屋蓋,都采用軋制的壓型鋼板加現澆鋼筋混凝土(簡稱鋼承混凝土)樓板和屋蓋,厚度一般不小于150mm。目前在設計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用。主要是對于板底呈波形的計算原理不甚了解或認為計算繁瑣,就按平板計算,這樣既不安全又增加了鋼梁的用鋼量。
五、結論
文章從鋼結構施工過程中的主要施工工藝為切入點介紹了在實際施工過程中的施工技術及工藝。施工實踐證明,施工過程中只有嚴格按施工圖紙及現行規范施工,才能保證施工質量,達到預期控制目標。
關鍵詞:高層建筑 鋼結構 施工技術
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(b)-0054-01
隨著建筑各項事業的迅猛發展,各種先進的施工技術層出不窮,其中在高層建筑施工中,鋼結構的使用越來越廣泛,在技術上也有所提高,提高了高層建筑事業的發展效率,體現在建筑鋼結構工程的被廣泛運用上,以及施工質量的綜合性、材料使用水平的提高。高層建筑鋼結構的興起,成為建筑事業新的起航點,要想穩定其持續發展,關鍵還得遵循施工過程的規范性以及施工技術的可靠性,嚴格按照施工圖紙進行作業,保障施工的整體質量,確保取得長遠的利益。
1 高層建筑鋼結構的分析
高層建筑事業的不斷發展,明顯標志之一便是鋼結構建筑的廣泛使用,所謂的鋼結構就是以鋼材為主要建筑材料,通過鋼板焊接、鋼柱安裝、螺栓連接而成的建筑結構,優勢諸多,在施工過程中所需鋼結構的配件可以直接通過工廠化生產,安裝可以隨時進行,使用空間范圍較廣,整個施工工程所需要的時間比較短,材料購買成本低,具備一定的施工安全可靠性,傳統的鋼筋混凝土在使用上一旦受到強烈的抗壓,便會造成建筑質量的損壞,鋼材的抗壓強度比鋼筋混凝土大,固定性強,利于導熱,強烈的耐火性能維持建筑結構的抗火性,建筑結構所需材料較多,在一定程度上會有成本上的壓力,但是鋼材料有可循環再利用的效果,避免出現材料浪費的現象[1]。雖然鋼結構有較多的優勢,但是其也有局限性,鋼結構必須有防火涂料維持其抗火性的穩定,但是所需要的防火涂料價格高,提高涂料購買成本,鋼結構表面的鐵離子容易與空氣中氧氣生成化學反應,導致鋼材料不斷出現生銹現象,進一步腐蝕鋼結構的其他配件,縮短了鋼結構的使用時間,降低建筑工程的整體質量。
2 高層建筑鋼結構施工技術探析
2.1 準確預埋螺栓,完成鋼柱的安裝
高層建筑鋼結構施工首先要做好螺栓的預埋,準確預埋螺栓能保障鋼柱安裝的穩定,方便鋼柱的安裝。施工中對于螺栓的定位點選擇要依靠軸線的中心位置,其中找到標高基準點也是關鍵,找到這兩個位置進行深度的預埋,軸線的選擇偏差不可偏離2 mm以上,高基準點保持在5 mm左右,提前做好預埋預算,具體數據根據建筑施工面積而定,保障接下來鋼柱的安裝作業質量,預埋螺栓之后要進行一項重要的檢測,檢測需要分兩個階段進行,第一階段是找到軸線定位點后,第二階段是在預埋螺栓之后進行填土澆筑固定過程中,兩個階段的檢測都要按規定執行復查;準確預埋螺栓之后便是鋼柱的安裝,安裝方式采用吊裝,吊裝執行之前要將涉及到的部位分離出來,構成相對獨立的區域,執行平行吊裝,然后要做好預埋螺栓的保護,可以加上保護套,如果沒有加上保護套,吊裝鋼柱的時候會對螺栓的絲牙造成損壞,吊裝鋼柱的裝置以及施工起重機必不可少,鋼柱通過吊籃在起重機的作用下不斷上升,以達到吊裝的目的,由于不同鋼筋具有不同的重量,在選擇起重機類型上要考慮到鋼筋的重量,是選擇單機吊裝還是雙機抬吊[2]。要想保持鋼柱在整個吊裝過程中不出現意外,就要調整鋼柱的定點高度、位置以及垂直度,步驟不能更改,要按照順序進行調整,確保鋼柱垂直度為零,如果發現鋼柱出現偏離時,就要及時調整,安裝鋼柱過程中避免出現太大的誤差。
2.2 鋼結構框架梁與鋼柱的連接
高層建筑鋼結構的施工少不了框架梁的搭建,框架梁的穩定能為鋼柱的連接提供幫助,在材料的選擇上一般采用H型鋼,在進行鋼柱連接過程中的材料常采用連接性較好的剛性材料,保障鋼柱的貫通性,整個框架梁分為上下翼,分別在鋼柱內部執行橫加肋力,區分鋼柱與框架梁的連接點,在連接時,注意框架梁的不同編號,這種編號是為了對每個鋼柱進行連接部位的辨別,防止出現連接重復性[3]??蚣芰旱陌惭b設計要在懸臂梁上執行,懸臂梁上會有框架梁所需要的連接點,但是同樣會有上下翼緣,為了避免鋼柱連接出現脫落,可以采用在腹板上執行貼角焊接,在鋼柱的一頭刨開一個剖口,利用高熔點溶解透析進行焊接,在腹板上進行連接的橢圓孔尺度要符合螺栓孔的直徑大小,整個框架梁鋼柱連接過程都要仔細,確保高層建筑施工的精確度,連接的質量。
2.3 鋼結構高強螺栓的安裝
鋼結構高強螺栓的安裝焊接是高層建筑鋼結構施工的關鍵部分,螺栓預埋以及安裝進行完畢之后,要進行螺栓的反復檢查,確保螺栓的固定,還有其穿入方向是否在同一方向,螺栓穿入工作要遵循從內到外,不可強制進行穿入,可以進行正反方向進行穿入,在穿孔過程中遇到螺栓難以穿入情況時,原因可能是螺孔的大小不符合螺栓的體積,就得借助絞刀進行調整,擴大螺孔,穿孔后再進行螺孔的固定,螺栓周圍的螺孔都要符合螺栓的大小標準,并且在調整固定之后要確保螺栓已經非常緊固,螺栓安裝檢查完畢后方可執行鋼結構的焊接作業[4]。鋼結構高強螺栓擰固過程需要根據建筑鋼筋節點的大小分步驟執行,高層建筑鋼材料的節點會有所區別,有大型小型分類,當螺栓在大型節點安裝時,首先進行穿入,鋼筋板在開始穿入過程中是不會發生變形,然后在鋼板不變形的基礎上,再次執行一次擰固,最終實現完全擰固。高強螺栓的安裝擰固預應力要在預算的標準值內,整個安裝過程均需按照建設圖紙進行施工作業,確保高層建筑鋼結構施工的質量與效益。
3 結語
高層建筑工程鋼結構的施工均需要規范的施工技術,按照施工圖紙的具體要求進行施工作業,只有這樣才能保障工程的質量以及施工效率。鋼結構因其諸多的優越性,在高層建筑工程中被廣泛應用,隨著高強度鋼材的不斷興起,越來越多的高層鋼結構建筑拔地而起,帶動了建筑事業的迅猛發展。
參考文獻
[1] 李秀玉.淺談高層建筑鋼結構施工與管理[J].科技致富向導,2011,6(30):45-34.
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【關鍵詞】超高層建筑;鋼結構;技術
超高層建筑在世界各地都是被人關注的,每一個超高層建筑的完成,都會被各個國家以及媒體所關注,可見超高層建筑物在人們心目中的位置。超高層建筑物鋼結構安裝中技術上有很多難點,要對超高層結構的特點進行分析,探討相關的施工技術。
一、超高層建筑的發展意義
隨著科學的不斷進步,人們不再滿足于現有的生活狀態,不斷的進行挑戰,不斷的進行探索,例如宇宙飛船的研制,滿足了人們探索太空的心愿。各個領域都在挑戰領域的極限,建筑行業也不例外,不斷的建高樓,而且越建越高,超高層建筑物要求的質量要相當高,所以在建筑中基本都是用鋼構結構,鋼構結構能保證高層建筑的質量,可以說超高層建筑物就是超高層鋼構結構。
為了滿足人類的追求的欲望,一旦有一個地方出現一個超高層建筑物,相繼就會有另外一個地方出現更高的建筑物,超高建筑物的比拼,不僅僅局限于建筑行業的比拼,也是各個國家之間的比拼。曾經世界上最高的建筑物是位于我們中國臺北地區的101大樓,此大樓建于2004年,總共有101層,樓高509米;另外最具有人氣的超高建筑是紐約的帝國大樓,高達381米;馬來西亞首都吉隆坡的雙子塔,是世界上最高的雙子塔,高達452米。目前世界最高的超高建筑物是位于迪拜的迪拜塔,塔高800多米。
二、超高層建筑鋼構結構的特點
超高型建筑物從字面上我們可以看出此建筑物一定很高,高的建筑物用的鋼構材料就會多,那么重量也就跟著提高了,所以一般超高建筑物具有高與重兩方面特點,但是隨著科學技術的不斷進步,超高建筑物已經不僅僅停留在高與重了,人們在追求高的基礎上又加大了難度,出現傾斜、扭轉、懸掛等特點的超高鋼構建筑物。對于高且重的特點來講,在施工過程中需要的機械設備質量要求非常高;對于扭、斜、懸的建筑物來講,在施工中要求的技術含量非常高,并且在施工中對于一些鋼構材料的扭與斜也是一個非常難的問題。
三、超高層建筑物鋼結構施工的技術以及措施
在對超高建筑物鋼結構進行施工前,首先要對安裝的技術路線進行選擇,那么該如何選擇施工技術呢,在選擇前,要對超高建筑物的建筑環境以及建筑物本身的特點進行分析,要把所有能影響到施工的因素都要考慮進來,只有全面的勘察才能保證施工的質量與施工的進度。選擇安裝技術路線的時候通常從以下幾個方面進行選擇:
首先,要對施工的環境以及施工的周圍環境進行了解,只有了解了環境問題,才能選擇施工環境的機械設備,要考慮現場施工的條件制定出一個施工的規劃,然后按照規劃進行快速、有效的施工。
其次,選擇安裝技術路線前要對鋼結構的特點進行分析,要了解鋼結構的組成以及荷載的途徑。只有了解了鋼結構的組成才能更好的分配出吊裝單元,要想合理的進行施工順序的按安排,就得清楚知道鋼結構的荷載傳遞途徑。了解了鋼結構的特點,才能更準確的達到設計的標準。
最后,在進行安裝施工前,要對設計的要求以及設計的理念進行了解,選擇一個合適的施工隊伍,保證施工隊伍的技術能力與設計中的安裝標準有效的統一起來。只有施工者技術能力的特長方面是設計中需要的,才能使安裝技術達到最高境界。
對于超高層建筑物的施工關鍵施工技術以及措施如下:
1 鋼結構焊接技術
超高層建筑物都是采用鋼結構的,鋼結構的每個接點都是需要焊接的,并且需要焊接的地方非常多,由于承載的重量大,所以在焊接上要求的質量非常高。但是焊接的施工環境很艱苦,大量的焊接都需要在高空中完成,高空作業安全性低,并且焊接工作是一項本身就比較熱的工作,要是在炎熱的夏天進行,那么工作環境的溫度會更高,不僅影響施工的質量還會影響施工人員的安全。因此在進行焊接方案的制定時,要把一切能影響到焊接進行的因素考慮進去,并且根據具體的鋼結構選擇適合的焊接技術。在進行施工之前要對焊接隊伍進行培訓,培訓的內容要有依據性,要根據超高建筑物的特點進行培訓,指出需要注意的地方,培訓出一批高標準的焊接人員。
2 機械設備的選擇
在施工過程中,機械設備的選擇是非常重要的,要根據具體的鋼結構情況進行吊裝機的選擇,在進行鋼結構安裝過程中,吊裝機的選擇是最為重要的。由于超高層建筑進行鋼結構安裝時,大多數都是在 高空進行作業,所以一般選擇吊裝機都是塔吊式起重吊裝機,塔吊是進行高空安裝的主力設備。所以在對塔式吊裝機進行選擇的時候,要考慮到吊裝機的性能,對于吊裝機的配置一定要高,要能符合鋼結構安裝高空作業的需求。吊裝機的最高伸展高度要根據具體的施工要求來進行選擇。
3 測量技術
對于超高層建筑物來說,測量時視線的通透性相對來說不是很好,并且受到樓體本身的限制,進行測量時難度會非常大,所以對超高層建筑物進行測量時,要選擇配置好的儀器,并且配合正確的測量方法以及找準測量的線路,只有把各方面綜合起來,才能提高測量的準確度,測量時要求工作人員要認真負責,測量前要對超高建筑物做全面的調查。目前對于超高建筑物來說,應用最廣泛且收到的效果最好的測量技術就是選用GPS定位系統,來進行輔助測量,達到測量的位置以及路線的精準。
4 仿真分析技術
在對超高建筑物鋼結構進行施工中,由于鋼結構本身有重力,并且在施工中會對其產生外力,超高鋼結構施工的工期比較長,再受到外界環境的影響下,使得鋼結構中焊接點以及其它部位出現變形。對于這些變形如果不加以控制,不但會影響施工的質量,嚴重會導致安全事故。所以針對施工中出現的變形情況,通常采用施工仿真分析技術,在結構沒有發生變形前就對其進行預算,預算時都是根據實際施工進行預算的,所以得出的數據都是幾乎和真實的數據相似的。通常選用計算機中的相關軟件進行仿真實驗的,了解結構的變形規律,一旦發生變形,可以精準的進行防護措施。
5 預變形技術
由于超高建筑物已經不再是只有重量和高度兩個特點了,還有一些傾斜、扭轉的現象,在對傾斜或者扭轉的超高特殊建筑物進行施工的時候,不得不考慮到施工中空間的三維變形,對于空間的三維變形現象一定要加以控制,否則變形嚴重會影響整個建筑物的安全性能,以及整體的功能。與此同時也要考慮到差異壓縮變形以及沉降的現象,這些現象不加以注意,嚴重時會帶來不可彌補的損失。
預變形技術是對空間三維變形以及一些差異壓縮變形和沉降最有效的拯救技術,預變形技術是在仿真分析過程中得出的數據的基礎上進行的,對一些相關的數據以及鋼結構施工中的變化加以掌握,積累出一些變形值,然后通過預變形技術對其進行提前的預防,對其進行反變形手段,提前把變形部分矯正過來,使得變形地方回歸到設計初始時的位置上。
6 氣象保護措施
俗話說的好,高處不勝寒,是因為高處的物體受到雷電、風雨的影響非常大,所以在進行施工時,要考慮到雷電以及風雨對施工的影響,往往超高層建筑物施工的工期都非常長,所以在這期間,天氣問題是不能確定的,施工單位可以和當地的氣象局進行合作,預知天氣,然后有根據的做出防護措施。
結束語
超高建筑物在我們的生活中越來越多,在追求高的基礎上,不斷的完善創新。施工工程要對超高建筑物的質量問題加以監控,在施工時保證施工技術的完善,建造出高且質量好的超高建筑物,不斷的超越極限。
參考文獻:
[1]吳欣之.廣州國際會展中心大跨度復雜形體鋼結構安裝技術研究[J].建筑鋼結構進展.2004.(1).
中圖分類號:TU97文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
隨著我國經濟的快速發展,鋼結構在我國的建筑業中的使用雖然起步比較晚,但是發展的速度卻是十分迅猛,近年來出現了許多著名的鋼結構工程,例如,上海的金茂大廈、深圳的賽格大廈、大連世貿中心等鋼結構的應用特別是在高層建筑中的應用為我國的建筑行業快速發展起到了極大的推動作用。
二、鋼結構的施工技術
近年來,由于鋼結構施工速度快以及工業化強度高的特點,使得鋼結構在高層建筑施工中應用越來越廣泛。高層建筑的鋼結構類型有很多,比如高層重型鋼結構、大跨度空間鋼結構、鋼筋混凝土組合結構等等。鋼結構是一種熱傳導性很好的金屬材料,當發生火災時鋼結構的熱傳導性會給整個高層建筑帶來毀滅性的破壞。所以,當高層建筑采用鋼結構時,施工過程中,我們必須加強對防火設施的設計與施工,以確保真正遇到火災時能盡量減少損失。高層建筑的鋼結構施工要依賴于大型塔吊,所以,塔吊起重能力的高低和幅度要求直接影響鋼結構安裝效率的高低。塔吊通常分為附著塔吊和內爬式塔吊,附著塔吊的造價比內爬式高很多,但是它們的起吊的能力相差不大,所以從經濟上考慮,優先選用內爬式塔吊進行鋼結構高層建筑的施工。
1、鋼柱鋼梁的安裝
(一)鋼柱吊裝,鋼柱豎直于地面,鋼柱影響了建筑高度和層數。對其生產加工需考慮目前行業標準。鋼柱在用料制作時要注意焊接過程會導致材料收縮并且將其豎直放置后受力改變后也有可能受向下的壓力扭曲,因此翻樣、下料時選擇材料要比完成長度略長些,大概幾毫米的差距。且鋼柱上相兩截的尺寸即使一樣也不能互換。每節鋼柱用編號加以區分。準確安裝。高層鋼結構吊裝一般需劃分吊裝作業區域,吊裝按劃分的區域,平行順序同時進行。為了避免鋼柱安裝的時候撞壞螺栓絲牙部位,要在地腳處安裝保護保護裝置。鋼柱被吊起來等待安全前需做好前期設置工作,在預定位置按好應用于上下的梯子,掛藍等。起重時用雙機還是單機設備的選擇根據高柱的輕重和起重機的載重能力來判定。雙機抬吊時,鋼柱吊離地面后在空中進行回直。單機吊裝時需在柱子根部墊以墊木,以回轉法起吊,嚴禁柱根拖地。鋼柱就位后,先調整標高,再調整位移,最后調整垂直度。柱子要按規范規定的數值進行校正標準柱子的垂直偏差應校正到零。當上柱與下柱發生扭轉錯位時,可在連接上下的耳板處加墊板進行調整。為了控制安裝誤差,對高層鋼結構先確定標準柱。正方形框架取4根轉角柱,長方形框架當長邊與短邊之比大于2時取6柱,多邊形框架則取轉角柱為標準柱。鋼柱軸線位移校正,以下節鋼柱頂部的實際柱中心線為準,安裝鋼柱的底部對準下節鋼柱的中心線即可。校正位移時應注意鋼柱的扭轉,鋼柱扭轉對杠架安裝很不利。
(二)鋼梁吊裝,主梁起吊前期要調查好各項安全設施,梁上安裝好輔助工具:扶手干,繩。起吊安裝到位后把扶手繩和柱子緊緊擠在一起,確定穩固。這是
施工安全的重要組成部分。通常情況下選擇梁上邊界處打孔使之成為吊點。它的大小和方位反映的是鋼梁跨度的大小。如果小梁數量很多也可以用一次多吊的方法節省時間。此外還有一種方法增加施工安全和效率是將梁、柱在地面組合成一個大的整體一次性起吊,但需要保證整體性不會因為高空重力而散架。
2、高強螺栓連接
高強度螺栓連接有三個步驟,分別是節點處理、螺栓安裝以及螺栓緊固。在鋼結構架設調整完畢后,要對接合件進行矯正,消除接合件的變形、錯位和錯孔、板束接合摩擦面要貼緊后才能安裝。螺栓安裝時要按照同一個方向穿進,最好采用由內而外的方向進入螺栓,這樣安裝時比較方便。安裝螺栓時也要掌握一定的尺寸,如果不能順利組合時不能硬來,可以用澆刀來調整孔的大小。安裝完后還要用砂輪打磨掉螺栓上的毛糙部位,使其貼合度高。螺栓緊固時,分為初擰和終擰。如果鋼板扭曲和螺栓的切合程度不是很緊實,就需要進行初擰,防止鋼板和螺栓相互影響,初擰的軸力一般能達到標準軸力的60%~80%。終擰是對螺栓做的最后的緊固,終擰的軸力值要符合設計要求的標準軸力,終擰時預拉力的損失、根據試驗,一般為設計預拉力的5%~10%。終擰扭矩可以根據下面的公式進行計算:
M=(P+ΔP)·k·d
其中:M-終扭矩kNom;
P-設計預拉力kN;
ΔP-預拉力損失值,一般為設計預拉力的5-10%;
k-扭矩系數;
d-螺栓公稱直徑(mm)。
3、鋼結構焊接
鋼結構的焊接焊縫分為工廠制作焊縫和現場安裝焊縫兩大類。設計要求分為I、Ⅱ、Ⅲ級,I級焊縫要求最高,Ⅲ級焊縫要求最低。Ⅲ級焊縫只需要進行外觀檢查,表面應無氣孔、夾渣、弧坑裂紋等缺陷。I、Ⅱ級焊縫應進探傷檢驗,其檢驗方法按以下原則確定:①對工廠制作的焊縫,應按每條焊縫計算百分比,且探傷長度應不小于200mm。②對現場安裝焊縫,應按同一類型,同一施焊條件的焊縫條數計算百分比,探傷長度應不小于200mm,且應不少于1條焊縫。Ⅰ級焊縫的探傷比例為100%,Ⅱ級焊縫的探傷比例為20%。施工中鋼柱之間的連接常采用坡口電焊連接。主梁與鋼柱間的連接,一般上、下翼緣用坡口電焊連接,而腹板用高強螺栓連接。次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接,少量再在上、下翼緣處用坡口電焊連接,柱與梁的焊接順序,先焊接頂部柱、梁節點,再焊接底部柱、梁節點,最后焊接中間部分的柱、梁節點。對坡口進行電焊粘貼的前期工作有檢測坡口平實度、清理雜物廢物使之符合焊接標準、先加溫使其適應焊接、兩個柱子結合時用兩個焊接人員兩邊同時開工,柱子和梁也采用這種連接方式,這樣可以緩解形狀不對稱或變形。對于厚板的坡口焊,打底層焊多用直徑4mm焊條焊接,中間層可用5mm或6mm焊條,蓋面層多用直徑5mm焊條。三層應連續施焊,每一層焊完后及時清渣。焊縫余高不超過對接焊體中較薄鋼板厚的1/10,但也不應大于3.2mm。焊后當氣溫低于0℃時,用石棉布保溫使焊縫緩慢冷卻。焊縫質量檢驗均按二級檢驗標準檢驗。
4、安全施工,是鋼結構施工中的重要環節,高層鋼結構施工的特點是高空、懸空作業點多。為了杜絕安全事故,項目部成立安全監督小組,設立專職安全員,嚴格管理,制定周密完的安全生產條例,對職工進行定期安全教育,樹立“安全第一,預防為主”的思想。在嚴格管的基礎上,項目部不惜花費大量人力、物力、財力進行嚴密的防保。
三、結束語
本文通過介紹了高層建筑施工過程中,鋼結構技藝的各個階段,細述了流程必須措施。列舉大量數字以求明確化地使相關從業人員有所參考和批評指導。強調了施工安全的各種危害和預防事故的重要手段,最后解釋了前期設計的圖紙對未來工作的影響作用,目的是鋼結構工作能夠更加科學化實用化,為更多人所接受。
參考文獻:
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【關鍵詞】鋼結構,超高層建筑,施工技術,特點,環節探討
中圖分類號:TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
在很長的一段時期,我國的建筑行業多采取的是鋼筋混泥土的建筑結構,但隨著土木工程和新的力學體系,新的設計方法出現,經過時間見證,鋼筋混泥土的結構在超高層建筑中,有著明顯的缺陷,那就是自重很大,于是,更多的設計師和建造師便開始尋找新的建筑結構來更好的實施對建筑的設計施工。終于,經過無數次的實驗和實踐的檢驗,最終選用了強度很大的鋼材來實施結構設計,甚至演變成為全鋼的建筑結構。直到目前為止,全鋼結構的建筑已經成為一種建筑風潮,不僅大大推進了我國建筑設計施工的發展,更大大提升了建筑的整體質量。
二.鋼結構超高層建筑施工概述
1.工程實例分析
中關村金融中心工程地處北京市中關村科技園區的最核心位置,為北京西部最高建筑(總高度150m),國際甲級寫字樓。工程由塔樓、配樓、連廊3部分組成,總建筑面積111 818平方米。其中塔樓地下4層、地上35層,總建筑面積79 012平方米,總檐高150m,為全鋼結構。
工程項目部組建了最強的管理團隊,通過精心組織、精心施工,攻克了一道道技術難關。用6個月的時間完成了約15 000t鋼結構安裝施工任務,月施工最快完成9層;采用CO:氣體保護半自動焊完成了超厚鋼板焊接的施工(最厚達100mm),整個工程的焊縫100%超聲波探傷,100%合格,一次探傷合格率達98%;在鋼結構吊裝方面,經過項目技術人員不斷探索與總結,解決了超高層鋼結構空間定位及折線形鋼結構箱型柱吊裝技術問題,且整體垂直度最大偏差9mm。
本工程由于設計的特殊性,無法選用內爬式塔吊,根據工程的地理位置、結構形式及大量的特殊構件選擇2臺大型附著式塔吊,一臺K80/115與一臺36B,分別布置在塔樓的西側與東側,不僅滿足了所有構件的垂直運輸,而且為大量超重、超高及偏心構件的吊裝創造了條件。K80/115附著式塔吊在國內尚屬首次使用,可借鑒的成熟經驗不多。施工中通過不斷的摸索,很好地解決了塔吊的組裝、頂升及施工工效等方面的難題,為工程的順利進行創造了條件,塔吊平面布置如圖1。
2.超高層建筑結構體系簡析
每一種類型的建筑都有著不同的結構設計要求,先要綜合考慮到建筑的主要用途,是民用還是商業,或者生產車間;再結合從實地勘察來的關于建筑要求的高度,地基的抗震烈度相關參數和數據,嚴格遵守我國建筑設計規范的安全可靠性原則,進行合理科學的結構設計,并選擇符合設計方案的高層結構建筑體系。目前,我國的高層建筑結構體系一般有框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系等可以供選擇。
3.鋼超高結構的建筑體系在設計施工的特點。
全鋼結構的建筑體系在設計施工中有著很強的專業性和技術性要求,作為一種新型的建筑設計體系,有著自己的嚴格的設計施工要求,從地質地形的勘察測量,到對各種鋼材料的選擇運用,整體的框架的搭建,各部分大小構件的設計剪裁,到實地的施工安裝,一直到后期的質量管理,質量的全面監控,及其對整體工程的保養維護,都是一個緊密結合的過程,對施工方的設計水平、技術能力、專業水平、管理能力等一系列綜合能力提出了挑戰。
一般而言,全鋼結構建筑設計施工有著自己特性,加強對各種特點的研究,有助于正確的施工,減少失誤。
首先,工序繁多。高層施工,立體施工,相互交叉施工,這是全鋼高層建筑施工的第一特點,也是施工的難點之一,必須做好全面細致的科學設計,統籌安排,從設計施工到施工人員的安全保護,都要有著極其高的標準和要求。
其次,全鋼結構施工多半位于高空,空間狹小,但由于工序繁多,需要準備的各種部件和施工器械品種繁多,操作人員的空間移動位置小,安全保障難度高,對眾多的零部件和施工的構件無處安放,對升降傳輸速度安全性有著高端要求。
最后,工程進度控制難度大。高空作業,超高的施工標準,嚴格的施工規范,高端的材料處理,科學的安裝,合理安全的拆遷等一系列鞏固都受到了各種因素的影響,比如材料的質量,各種構件的傳送,自然氣候因素,焊接技術等各個方面。
三.鋼結構建筑的施工技術操作
1.要做好施工前的各種準備。
首先,要經過實地勘察測量得到準確的各種數據,結合雙方的建設協議,綜合考慮各種影響因素,做出科學合理的工程設計,制定施工標準和施工規范,嚴格實行權責制度,做到目標明確,權責分明。
其次,在施工前要做好各種物料、裝吊設備的準備和檢測,保證施工要用到的各種機械設備夠足夠齊全,且都能夠保持正常運行狀態,同時,要做好對施工人員的培訓,加強對相關技術的掌握,提高對各種機械的操控熟練程度,加強心理素質的測驗和鍛煉。
最后,要對即將施工的場地做出清理,對周邊的人員和物品進行分離,同時,將各種即將用到的機械設備運輸到現場合理布置。
2.以全鋼結構施工中的鋼柱安裝為例做出簡單技術分析
鋼柱在整個全鋼結構體系中起著重要的支撐作用,其安裝關系到整個建筑的穩定和安全。因此,筆者將全鋼結構施工的鋼柱安裝為例,探究其施工方法和施工技術,保證鋼柱安裝的質量。
節柱的標高具有及其重要的作用,如果出現差錯,要做到隨時隨地科學嚴謹修改,同時,要密切和節柱的軸線檢驗,以保證二者之間的精確,為鋼柱的安裝做好準備。
在進行鋼柱安裝高空作業之時,要將鋼爬梯等各種需要的施工構件準備好,并放到鋼柱上。進行對鋼柱的最后檢查,看看鋼柱的生產廠家生產的臨時連接板是否穩定?若符合標準,則可以根據相關安裝標準,采用螺栓開始固定,以保證施工時候隨時應用。采用起吊設備,進行兩點連接,同時起吊,于此,對鋼柱的安裝已初步完成。
3.鋼柱安裝質量受到的影響因素
(一)安裝上存在著誤差。主要由安裝過程中碰撞及鋼柱本身幾何尺寸偏差引起,也包括校正過程中測量人員操作誤差,須通過加強施工管理進行保證。
(二)焊接上存在著變形。鋼梁施焊后,焊縫橫向收縮變形對鋼柱垂直度影響很大,由于本工程焊縫較厚,所以累計誤差的影響比較大。因此,加強對焊接質量的監控,刻不容緩。
(三)大自然的日照溫差。日照溫差引起的偏差與柱子的細長比、溫度差成正比。一年四季的溫度變化會使鋼結構產生較大的變形,尤其是夏季,在太陽光照射下,向陽面的膨脹量較大,故鋼柱便向背向陽光的一面傾斜。
(四)纜風繩松緊不當。嚴禁利用攬風繩強行改變柱子垂偏值。此種做法,既不科學又不安全,難以對施工的質量產生積極意義。
四.關于鋼結構超高建筑施工中的協調管理
1.進行施工人員的安全管理,由于全鋼超高層的施工,都是立體高層施工,人員之間的上下空間重疊厲害,對各個樓層建設時期,要分開時段,實施分開分時段施工,避免高空墜物,同時,要加強施工人員上下運輸和用電用火的監控。
2.對各種機械進行統一安排,嚴格按照施工程序進行,統一調度,統一進度,在使用高峰期,可以實時流水線作業或者是倒班制,提高機械的使用效率。
3.加強施工平面的管理。由于全鋼超高層施工施工場地面向空中,施工場地受到限制,平面狹小,缺乏一定的空間擺放材料和施工器械,而在施工過程中,總會有大量的構件和設備進出。因此,要根據施工設計規范,隨時進行場地的協調,對材料,設備的運輸,擺放,加強管理監督,實施規范化擺放器械,保證場地的有序性。
五.結束語
鋼超高結構建筑的施工具有極大的技術性和挑戰性,施工單位必須做好科學合理的設計,設定嚴格科學的施工規范,并精心準備施工所用各種器械設備,加強對施工人員的培訓,提高整個施工隊伍的技術能力和綜合素質。在施工時候既要保證施工進度,控制施工質量,又要結合施工的實際情況,從全局出發,統籌全局,兼顧細節,保證施工的科學合理性,保證整個全鋼結構超高層施工的安全穩定,優質高效。為推動我國建筑業的進步,經濟的發展,人們生活水平的提高,做出貢獻。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑;鋼結構安裝;施工技術
一、鋼結構的特點
鋼結構是以鋼材制作為主的結構,是主要的建筑結構類型之一。材料的特性是推出新型建筑形式的出發點。鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結構相比,鋼結構有如下一些優缺點:
1、強度和強度質量比高。與混凝土、磚、石和木材等相比,雖然其密度較大,但是由于其強度要高得多,強度質量比仍然遠高于這些材料 。因此,在同等條件下,鋼結構構件小,自重低,特別適用于大跨度和高層結構。
2、材質均勻、性能好,結構可靠度高。鋼材內部結構均勻,比較符合理想的各向同性彈塑性材料,按照一般的力學計算理論可以較好地反映鋼結構的實際工作性能。另外,鋼材由工廠生產,便于嚴格的質量控制。因此,鋼結構的可靠性高。
3、施工簡便、工期短。鋼結構材料均為專業化工廠成批生產的成品材料,精確度較高,材料可加工性能好,便于現場裁料和拼接,構件質量輕,便于現場吊裝。因此鋼結構具有較高的工業化生產程度,采用鋼結構可以有效地縮短工期。
4、延性好、抗震能力強。鋼結構由于材料強度高,塑性和韌性好,結構自重輕,結構體系較柔軟,在地震時,地震作用小,結構耗能能力強,損失小。因此,鋼結構具有較強的抗震能力。
5、易于改造和加固,鋼材具有較好的可加工性能,連接措施簡單,因此,與其它建筑材料相比,對已有鋼結構進行改造和加固相對比較容易。
鋼結構的主要缺點就是耐火性差,鋼材的導熱系數遠大于鋼筋混凝土的導熱系數,其耐火性能遠差于混凝土結構,在溫度達到600℃時,鋼結構基本喪失了其全部的剛度和強度。因此在鋼結構建筑設計中結構抗火被視為重要一環;耐腐蝕性差:由于鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合生成氧化鐵銹,銹蝕能夠引起應力集中,危害鋼結構的使用安全,使鋼結構提前破壞,因此對鋼結構進行有效的防腐才能確保其使用年限。
其次,在鋼材焊接的過程中,由于受到殘余應力的影響,會對整個建筑的結構造成很大的影響。
再次,受到我國冶煉技術的影響,在鋼材的生產方面還具有一定的局限性,對于一部分特殊的鋼材型號還處于小規模的生產中,所以造成了鋼材市場的供需失衡現象。
二、鋼結構施工技術分析
1、螺栓預埋
預埋柱腳螺栓的位置必須非常準確,否則會導致鋼柱安裝上的困難,且對安裝質量有較大的影響。因此預埋螺栓位置應給予嚴格控制,施工中應嚴格控制基礎軸線和標高基準點,埋設后進行兩次復測,第一次在埋設定位后測量,第二次在基礎混凝土澆筑并待其堅固后進行復測,如果在復測過程中發現位移超出范圍則必須進行重新埋設。其標高偏差控制在±5mm 以內,定位軸線的偏差控制在±2mm以內。
2、吊裝技術
在高層建筑鋼結構的施工過程中,吊裝是極其重要的一道工序。吊裝的速度和質量關系著整個工程的進展速度和質量。在鋼結構的吊裝過程中,要考慮整個工程的布置和塔吊的位置及數量,計劃好吊裝的時間和步驟,以保證整個吊裝過程的順利進行。
吊裝分為以下兩個方面:
(1)鋼柱吊裝
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件。而吊裝是高層鋼結構工程施工的關鍵工序,吊裝速度的高低和質量的好壞對整個工程質量起著舉足輕重的作用。鋼柱的吊裝一般先安裝整體框架結構然后再樓板結構,由中間向四面進行擴展,先裝主梁后裝次梁。為了避免鋼柱安裝就位時損壞地腳螺栓的絲牙,在安裝第一節鋼柱的時候,要在預埋的地腳螺栓上加設保護套。
1、鋼拄吊裝工作一般需劃分吊裝作業區域,吊裝時,先安裝整體框架梁柱結構后樓板結構,平面從中央向四周擴展,按先主梁后次梁順序進行。
2、在吊裝第一節鋼柱時,應在預埋的地腳螺栓上加設保護套,以免鋼柱就位時碰壞地腳螺栓的絲牙。鋼柱吊裝前,應預先在地面上把操作掛籃!爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。
3、鋼柱的吊點設在柱連接耳板螺栓孔的位置,采用專用吊索吊裝;鋼柱吊裝前準備好校正用的墊板和鋼楔,并將臨時高強螺栓等拴牢在柱底連接耳板處。
(2)鋼梁吊裝
在鋼梁的安裝過程中,其重點是在于控制鋼梁與鋼柱連接形成的整體的垂直度和軸線位置,這要通過限位鋼板的臨時固定,并通過多次校正來完成。
在鋼梁吊裝前,應于柱子牛腿處檢查標高和柱子間距。主梁吊裝前,應在梁上裝好扶手桿和扶手繩,待主梁吊裝就位后,將扶手繩與鋼柱系牢,以保證施工人員的安全;吊點位置取決于鋼梁的跨度,一般在鋼梁上翼緣處開孔,作為吊點。
為提高塔吊的垂直運輸效率,對于重量較小的次梁和其他小梁,可利用多頭吊索一次吊裝數根,有時將梁柱在地面組裝成排架進行整體吊裝,減少了高空作業時間,在保證質量的同時,加快了吊裝速度。
鋼梁起吊就位后,在對其進行安裝的過程中,應預留經試驗確定的焊縫收縮量(2一3 mm),并用經緯儀跟蹤檢查柱垂直度和傾斜度,然后調整構件的準確位置,確保螺栓孔全部對正,并放人高強螺栓臨時固定,待主梁全部吊裝完畢后,進行高強螺栓的初擰、復擰和終擰
3、焊接的技術
在高層建筑的鋼結構安裝中,許多的組成構件都是利用強焊接的方式來進行連接的,即鋼性節點,如在安裝過程中主要以這種連接方式為主,不但會出現很多的焊接數量,而且對焊縫的質量要求也很高,這增加了施工難度和時間,但是因為在高層建筑進度鋼結構安裝,許多作業面的焊工是在高空之中進行高處作業,對質量與安全等方面比較難以控制和保障,同時氣候對工程的影響也會比較大,所以,要根據現場的實際施工條件,對焊接的技術與設備、材料等進行合理的計劃與安排,對在高空上焊接實施操作要有安全可靠的操作平臺和臨邊防護,同時重視焊接特殊工種的培訓及持證上崗。
4、預變形的技術
在高層建筑的鋼結構設計中,時常會有平面不規則結構的出現,然而這些平面不規則形狀的鋼結構,在安裝過程中很容易會出現內應力并導致結構變形的情況,針對這種情況,安裝單位一定要加強對安裝過程中的有效控制,來避免鋼結構的安全與功能受到影響,及鋼結構安裝的整體效果與質量,并且對這些影響因素,要進行全面思考,對這種變形起到提前預防的作用,也就是說在整個鋼結構進行安裝的過程之中,要經過對安裝過程與構件長短的有效調整與一些預先反向節點的變形值等方式,例如鋼梁起拱、預留樓板混凝土后澆帶等措施來達到最終安裝完成的方式,保證鋼結構的順利安裝。
三、結語
總之,在現代城市的建設過程中,高層建筑鋼結構應用變得越來越廣泛,并且這種結構在建筑中取得的效果也愈加明顯,得到了住戶及建筑工作人員的喜愛,這就要求相關的工程施工人員以及管理人員不斷加強學習,做好相關的設計工作,并根據設計來進行施工,同時要做好相關的監管工作,從而使得施工技術更上一層樓。
參考文獻:
[1] 鮑廣鑒.鋼結構施工技術及實例[M].北京:中國建筑工業出版社,2005
關鍵詞:高層建筑;鋼結構;焊目標接;螺栓
Abstract: with the development of the construction industry, the steel structure technology in domestic matures, inevitably lead to the steel structure project of the new era, in this tendency, the steel structure knowledge and related management experience is particularly important, steel structure and will be more to art.
Keywords: high building; Steel structure; Welding target; the bolt
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A文章編號:
0 前言
鋼結構是指以鋼材為材料做成受力構件的結構,強度高,自重輕、施工速度快、抗震性能好、節能環保及工業化程度高這些特點都是鋼結越多的被運用到建筑中, 施工中只有及時優化其施工技術, 并嚴格按施工圖紙及現行規范施工, 才能保證施工質量, 達到預期控制。本文主要探討了當前高層建筑鋼結構施工技構建筑的優點,因此其成為了我國十五期間重點推廣項目之一。最近幾年里,建筑業蓬勃發展尤其是在城市上,由于城市的地理條件所限制,高層鋼結構工程便開始成為了城市建筑業的主流。在這種背景下,鋼結構安裝的施工順序的精確確定、施工安裝質量的提高便成為了保證整個工程質量的工期的重點工作對象。鋼結構的安裝要是在施工過程中建筑出現了問題,輕者會影響工期,破壞結構外觀,浪費材料等;重者則可能會造成人員的傷亡,甚至給社會帶來嚴重的不良影響。因此,如何精確地確定鋼結構安裝的施工順序和采用多種措施提高施工安裝的質量便是鋼結構工程施工的關鍵。
1 鋼結構的優勢
鋼結構的優勢有:自重輕,便于運輸和安裝,可跨越度大,用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅重量的1/2;抗震性好;鋼材的塑性和韌性好,即鋼結構不會因為偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞,且對動力荷載的適應性較強;設計風格靈活、豐富,在梁高相同的情況下,鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大50%;鋼結構多采用螺栓連接,結構輕,施工簡便,施工安裝周期短;可以有效保護環境,即鋼結構產生的噪音小、粉塵少,對土地資源破壞小,產生的固體垃圾量小,廢鋼資源回收價值高;綜合造價低;鋼結構工業化制作程度高,便于機械制造,集約化生產,精度高,安裝方便,質量易于保證。
2 高層建筑鋼結構施工技術
2.1 螺栓預埋
柱腳與鋼筋混凝土基礎的連接,一般采用埋入式剛性柱腳螺栓。柱腳螺栓是在安裝就位第一節鋼柱時,控制平面尺寸和標高的臨時固定措施。因此,在預埋柱腳螺栓時,應嚴格控制基礎軸線和標高基準點,定位軸線的偏差控制在±2 mm 以內,其標高偏差控制在±5 mm 以內。
螺栓預埋應進行2 次復測,第一次在埋設定位后,第二次在基礎混凝土澆筑并待其堅固后。在復測過程中,如果發現位移超出范圍,必須進行重新埋設。
2.2 吊裝
2.2.1 鋼柱吊裝
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件。而吊裝是高層鋼結構工程施工的關鍵工序,吊裝速度的高低和質量的好壞對整個工程質量起著舉足輕重的作用。
(1) 鋼柱吊裝工作一般需劃分吊裝作業區域,吊裝時,先安裝整體框架梁柱結構后樓板結構,平面從中央向四周擴展,按先主梁后次梁順序進行。
(2) 在吊裝第一節鋼柱時,應在預埋的地腳螺栓上加設保護套,以免鋼柱就位時碰壞地腳螺栓的絲牙。鋼柱吊裝前,應預先在地面上把操作掛籃、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。
(3) 鋼柱的吊點設在柱連接耳板螺栓孔的位置,采用專用吊索吊裝;鋼柱吊裝前準備好校正用的墊板和鋼楔,并將臨時高強螺栓等拴牢在柱底連接耳板處。
(4) 鋼柱垂直起吊至安裝位置后,擰緊臨時連接板的M22大六角頭高強螺栓,達到0.6 kN.m 扭矩。對正時,先調標高,當標高誤差超過6 mm 時,需進行調整。如誤差過大(大于20mm),不宜一次全部調整好,可先調整一部分,待下一次再調整,否則一次調整過大會影響支撐的安裝和鋼梁表面標高;然后調整上下柱接頭錯邊(扭轉),當上柱與下柱發生扭轉錯位時,可在連接上下的耳板處加墊板進行調整;最后由2 臺激光經緯儀以基準點為依據,從2 個不同方向校正柱子垂直度,最終將偏差控制在±2 mm 內。
(5) 柱- 柱臨時接頭用高強螺栓,在調整標高和垂直度后緊固。安裝過程中,一節柱全部構件的重量和施工附加荷載均由柱的臨時接頭支撐,不用纜風繩,不用支撐。
2.2.2 鋼梁吊裝
在鋼梁吊裝前,應于柱子牛腿處檢查標高和柱子間距。主梁吊裝前,應在梁上裝好扶手桿和扶手繩,待主梁吊裝就位后,將扶手繩與鋼柱系牢,以保證施工人員的安全;吊點位置取決于鋼梁的跨度,一般在鋼梁上翼緣處開孔,作為吊點。
為提高塔吊的垂直運輸效率,對于重量較小的次梁和其他小梁,可利用多頭吊索一次吊裝數根,有時將梁、柱在地面組裝成排架進行整體吊裝,減少了高空作業時間,在保證質量的同時,加快了吊裝速度。
鋼梁起吊就位后,在對其進行安裝的過程中,應預留經試驗確定的焊縫收縮量(2~3 mm),并用經緯儀跟蹤檢查柱垂直度和傾斜度,然后調整構件的準確位置,確保螺栓孔全部對正,并放入高強螺栓臨時固定,待主梁全部吊裝完畢后,進行高強螺栓的初擰、復擰和終擰。
2.3 鋼結構高強螺栓連接(見圖1)
(a)上下鋼柱連接
(b)鋼柱和鋼梁連接
圖1 鋼結構連接構造
(1) 采用高強螺栓連接方式時,應確保孔位的精確度。目前,制孔一般采用模板制孔和多軸數控鉆孔,但后者的精度高于前者,在施工時應優先考慮采用后者。
(2) 每個螺栓一端不得墊2 個以上墊片。高強螺栓應自由穿入,不得敲打和強行穿入螺栓。當螺孔出現局部偏差時,只允許使用絞刀進行修整。嚴禁用氣割擴孔,若使用氣割擴孔,則應按重大質量事故處理。
(3) 絞孔修整前應保證其四周的螺栓全部擰緊,使板疊密貼后再進行。修整時應防止鐵屑落入疊縫中。絞孔完成后用砂輪除去螺栓孔周的毛刺,同時掃清鐵屑。
(4) 高強度螺栓的安裝在節點全部處理好后進行,應按同一方向插入螺栓孔內。對于箱形截面部件的接合部,全部從內向外插入螺栓,在外側進行緊固。如操作不便,可將螺栓從反方向插入。
(5) 鋼梁安裝過程中,板疊接觸面間應平整,接觸面必須大于75%,邊緣縫隙不得大于0.8 mm。高強螺栓不得作為臨時安裝螺栓。
(6) 螺栓擰緊應按一個方向施擰,擰緊順序應由中心按輻射方向逐層向外擴展。當天安裝的應終擰完畢,且終擰完畢后應逐個檢查。對欠擰、超擰的應進行補擰或更換。螺栓擰緊后外露螺紋不得少于2 個螺距。
(7) 對于大型節點可分為初擰、復擰和終擰。初擰時,軸力一般宜達到標準軸力的60%~80%,最低不應小于標準軸力的30%;復擰時,在初擰的基礎上,扭矩值等于初擰扭矩值;終擰時,順序是先擰上層梁,再擰下層梁,最后擰中層梁,對每個節點處的高強螺栓須按由中央向四周的順序進行終擰??紤]到高強度螺栓的蠕變,根據試驗,終擰時預拉力的損失一般為設計預拉力的5%~10%。
2.4 鋼結構焊接
(1) 主梁與鋼柱間的連接。一般上、下翼緣用坡口電焊連接,腹板用高強螺栓連接;次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接,少量再在上、下翼緣處用坡口電焊連接。
(2) 焊接鋼結構前,應嚴格檢查焊條的合格證,并按說明書要求使用焊條焊接時,應確保焊縫表面無裂紋、焊瘤,確保一、二級焊縫無氣孔、夾渣、弧坑、裂紋,并按要求進行無損檢測,確保一級焊縫不出現咬邊。同時,還應在規定的焊縫及部位檢查焊工的鋼印。
(3) 坡口電焊連接應先做好準備,即包括:采用焊條烘焙;坡口檢查;設電弧引入(引出)板和鋼墊板,并采用點焊固定;清除焊接坡口、周邊的防銹漆和雜物;焊接口預熱等。
(4) 焊接原則是采用結構對稱、節點對稱、全方位對稱焊接。多層焊接宜連續施焊,每一層焊道焊完后應及時清理、檢查,清除缺陷后再焊。
(5) 焊接接頭要求熔透焊的對接和角接焊縫;多層梁柱焊接時,應根據安裝情況,先焊頂層柱、梁節點,接著焊底部柱、梁節點,最后焊中間部分的柱、梁節點。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散;柱與柱的對接焊接,應采用2 人同時對稱焊接。
(6) 對于厚板的坡口焊,打底層可用直徑為4 mm 焊條焊接,中間層可用直徑為5 mm 或6 mm 焊條焊接,蓋面層多用直徑為5 mm 焊條焊接;3 層應連續施焊,每一層焊完后及時清渣,焊縫焊至厚度為15 mm (或母材厚度的1/2 以上) 可以停息。
(7) 焊縫焊完后,施焊焊工要打上操作者鋼印。焊縫質量檢驗均按二級檢驗標準檢驗。焊后24 h 進行超聲波探傷檢查,對不合格的焊縫要制定返修工藝,由焊接技術高的焊工按返修工藝返修合格。
3 結語
關鍵詞:高層建筑鋼結構 工程施工質量控制
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A
前言: 鋼結構的優勢在于自重輕,便于運輸和安裝。同樣設計強度,自身重量僅是鋼筋混凝土的1/2,可跨越度大,鋼材的塑性和韌性好,當受到震動或局部產生超載現象時,不易產生斷裂破壞。對荷載的適應性較強,鋼結構一般采用螺栓連接,施工輕便,建造周期也大大縮短。鋼結構體積小,可塑性極強,使其在設計時更靈活、多樣。鋼結構建筑在建造時,嗓聲污染、粉塵污染、固體垃圾都是非常小的,即使樓房報廢,鋼材的回收價值也比較高??傊?,鋼結構在高層建筑中的應用,優勢是十分明顯的。
一、高層鋼結構工程施工的特點
鋼結構工程對測量、定位、制作和安裝階段的要求比較嚴格。它要求對力學計算的模型清晰、尺寸敏感。要求對制作過程中的下料要精確,一旦不精確就會造成部件變形,導致安裝過程中不能很好地就位,嚴重影響到承載的效果。在高層建筑中,房屋的高度比較高,體積也比較大,這樣若是產生誤差也是比較顯著的,就不利于更正。另外,鋼結構安裝的過程對天氣和溫度等一些敏感的條件都有一定的要求,鋼結構比較容易熱脹冷縮,所以有時候尺寸也會發生一定的變化,溫度過高或是過低的時候都會對安裝的精度產生影響,在實際情況中,自然條件如不能滿足的工作需要的,要采取一些相關措施來創造施工條件。再次,就是鋼結構安裝對機械設備的要求,鋼結構施工需要具備一種預制化、裝配式的施工,對起重和運輸等機械的性能要求較高。因為鋼構件的重量較大,高空作業也比較多,在吊裝過程中施工的荷載必須要與其自身的設計和承載力相同,這就要求鋼構件在運輸和安裝的過程中,需要按照事先模擬設計好的條件來進行。最后,鋼結構的工程量大,構件多,材料的需求量也會增加,這就要求重視對材料的采購與保管。鋼構件的施工過程中需要具有一定的連續性,并且需要采用流水施工,因此在工作中需要進行交叉配合,在工期上進行合理的設計,以提高其工作效率。
1.1鋼結構的優點
(1)施工周期短
用于施工的鋼結構構件是可以進行工廠化生產的,然后將成材運輸到施工現場進行現場安裝,因此可以很大程度上縮短施工的周期。
(2)可循環利用
跟其它結構建筑物相比,鋼結構的建筑施工材料在建筑物拆除后可以進行二次利用,從而可以減少大量的建筑垃圾。
(3)空間大
由于鋼材的抗壓、抗側彎強度都是混凝土的1.5倍,所以在相同強度要求下,可以大大減小建筑物結構體積,增大有效的空間。相對于鋼筋混凝土建筑,鋼結構建筑可以增加5%-8%的使用面積率。
1.2鋼結構的缺點
(1)耐火性差
鋼材的導熱系數遠高于鋼筋混凝土,其耐火性能遠差于混凝土結構。當溫度達到600℃時,鋼材就基本喪失了其全部的剛度和強度,而混凝土等常見建材的溫度遠高于這個溫度。
(2)耐腐蝕性差
鋼材表面的鐵原子容易與空氣中的氧發生化學反應生成氧化鐵,并且隨著時間的增長氧化鐵含量會越來越多,這會引起應力集中,從而鋼結構的使用安全產生威脅,會使鋼結構提前破壞。
二、施工前的準備工作
施工方案是施工單位全面指導工程實施的技術性文件。施工方案的完善程度對工程的質量有直接的影響。鋼結構在施工前必須編制施工方案,而且該施工方案必須要針對工程,能夠很好的指導工程施工,并且還要經過有關部門審批。
鋼結構工程中的焊接工藝十分的重要。施工單位在施工前要根據工程所用材料的特點、結構安全性要求以及工程所處地區的環境特點等進行焊接工藝的評定,尤其是對使用新工藝、新材料的工程,必須要根據焊接工藝評定報告制定符合施工要求的焊接工藝,正確的進行指導現場施工。
施工之前要制定鋼結構制作人員安排表、施工機械使用安排計劃、現場安裝人員安排表。施工機械主要使用的有切割機、坡口機、焊機、連接板拋光機、電動扳手、汽車吊、經緯儀、鉆機等。制作人員主要包括設計員、機械操作工、放樣員、電焊工、裝配工、涂裝工和質檢員。安裝人員包括電焊工、氣割工、輔助工、電工、起重工、鉚工和測量工。施工企業要根據工程規模、難易程度合理安排施工機械的使用和人員,并且要做好機械的保養維修工作。
三、施工過程中的質量控制
3.1原材料
工程使用的鋼材、鋼鑄件、焊接材料、涂裝材料、緊固件等主材、輔材的品種、規格、性能等要符合現行國家產品標準和設計要求。同時,進口材料的質量也要符合設計和合同規
定標準的要求。如果材料有復檢的要求,必須根據設計和國家有關規范要求進行復檢。鋼部件及零部件加工質量主要控制的是:零部件的幾何及外形尺寸、制孔的尺寸、變形量。如果不檢查就會對構件的組裝和結構安裝質量造成直接的影響。
3.2焊接施工
焊接在鋼結構的連接中逐漸處于主要的地位,它既是由鋼板或型鋼組成各種鋼構件的基本連接方法,又是各種鋼構件間連接的一種重要方法。因此在鋼結構施焊之前要做到以下幾點:第一,根據施工圖紙及有關規范編制焊接工藝;第二,檢查焊條的合格證,按說明書要求使用,注意焊縫的表面不得有焊瘤、裂紋;一、二級焊縫不可以有夾渣、氣孔、弧坑裂紋;
一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等問題;對一、二級焊縫要按照要求進行超聲波探傷檢測,在規定的焊縫和重要部位要檢查焊工的鋼印。
3.3涂裝施工
在鋼結構的使用過程中,涂裝質量起著重要的作用。在不同場合下,鋼結構的使用都有著不同程度的腐蝕,鋼結構件受到腐蝕以后,它的使用年限和承載能力、抗拉、抗彎、剪切能力會很大程度的降低,腐蝕嚴重的話還可能造成重大事故的發生。施工單位常常忽視鋼結構的防腐,有的施工單位只注重外表質量,對內在質量管理檢查不嚴格,這就要施工人員認真按照施工規范施工,質量人員按照規范嚴格檢驗,確保鋼結構的涂裝質量。鋼結構在涂刷之前,涂刷的構件表面不可以有焊渣、油污、水和毛刺等異物,涂刷遍數和厚度要符合設計的要求。
3.4安裝施工
安裝施工主要是指螺栓連接施工
①柱腳螺栓應準確、穩定
對于預埋的柱腳或柱頂螺栓,它們的位置必須精確到位,否則安裝時會造成對不上柱腳底板螺栓孔的問題。目前較好的辦法是:先用多道鋼箍將柱腳螺栓焊成固定的骨架,在薄鋼板上精確鉆出柱腳螺栓的位置,即套板。模板安裝的時候,再用“套板”套緊柱腳螺栓的外露部位。等到周邊的混凝土澆筑振搗完成并且初凝之后,再檢查柱腳螺栓的軸線和標高,偏差要小于2.0mm。“可調柱腳螺栓”在混凝土沒有固化之前,要承擔其上的施工荷載和結構自重。
②高強度螺栓應自由穿入螺栓孔
要想保證連接螺栓自由穿入螺栓孔,就必須保證鋼構件的制作精度和安裝精度。如果強行打入,就會損壞螺紋,造成無法緊固或緊固能力降低。如果不能自由穿入,情況嚴重的要用焊條補焊填孔,焊條的力學性能要與母材力學性能相當,再在現場用“磁座鉆”重新鉆孔。情況不嚴重的話,可以用鉸刀擴孔,擴孔數量要征得設計方的同意。有些單位用“沖釘”錘擊擴孔,孔邊可能會因此產生微裂紋,導致孔壁周邊產生冷作硬化的現象。這樣不僅會降低鋼材的疲勞強度,還會使孔邊的鋼板表面局部不平整。所以沖釘”擴孔弊病多,不適合采用。
3.5 施工驗收階段的質量控制
鋼結構工程在施工結束后需要考慮鋼結構焊接檢測的相關特點進行驗收,如鋼材在潮濕、存水或是酸堿鹽的環境條件下很容易生銹、銹蝕,其修飾的程度需要由界面的厚度變化來反映。因此未完成的工程也要進行驗收和盤點,做到不遺漏,完善鋼結構工程的收尾工作。