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摘要:城市的发展推动了城市高层建筑业的发展。城市的发展使高层建筑工程越来越多,高层建筑工程的增加表示了钢结构技术的不断更新。目前,在高层建筑钢结构技术的应用中还存在很多问题,这些问题会给高层建筑带来安全隐患。本文主要对高层建筑钢结构施工的关键技术和控制措施进行分析研究。
关键词:高层建筑;钢结构;施工技术;控制措施
一、高层建筑与钢结构解析
高层建筑指十层或者十层以上的建筑物,建筑高度在24m以上也称为高层建筑。目前高层建筑主要采用的建筑结构形式就是钢结构。高层建筑钢结构主要指的是以钢材为主,通过钢柱的安装、钢板的焊接以及螺栓的连接从而形成的建筑结构,钢结构具有较高的强度、韧性、自重轻等诸多的优势。高层建筑由于本身垂直高度较大,其作用于地基单位面积上的重力荷载较大,建设时采用质地均匀的钢材,能够增强建筑结构承受较强的拉应力,降低应力荷载,有效避免了高层建筑发生混凝土裂缝的问题。同时高层建筑应用钢结构能够提高建筑整体的抗震性能,当高层建筑处于强震的状态时,钢结构所采用的钢材在整体结构上将受力分布均匀,实现整体承重,防止高层建筑因局部受力不均而发生断裂等问题,进而有效保障了高层建筑整体的稳定性和安全性。另外与混凝土结构施工相比,钢结构使用的钢材在竖向截面的面积要比混凝土结构小很多,所以减少了高层建筑的材料用量,在有效降低施工成本的同时扩大了建筑的使用面积。绿色环保,钢结构在施工过程中产生的建筑垃圾相对来说比较少,并且可以循环利用,符合现代社会发展的绿色环保理念,从而得到广泛应用。
二、高层建筑钢结构施工的关键技术分析
2.1逆向施工技术
逆向施工技术在高层建筑钢结构施工中的应用是比较广泛的,包含了许多方面的建设。例如,中间支撑柱的浇筑、地下连续墙的修建、地上结构的逐层建造等。逆向施工技术和顺向施工技术相比具有以下三个优点:(1)在合理布置高层建筑的管线之后,可以凭借地下连续墙的设计方案扩大高层建筑的面积。(2)在使用逆向技术对高层建筑进行逐层建筑的时候,地下室的结构可以进行内部支撑,减小建筑物发生基坑形变的可能性。(3)在高层建筑钢结构的施工过程中,使用逆向施工技术可以在地上地下同时施工,减少高层建筑地下施工的时间。提高高层建筑钢结构工程的施工效率。
2.2测量技术
建筑工程在测量中,要想实现测量放线的目标就必须合理的使用建筑施工测量的所有设备和仪器,例如:全站仪、经纬仪、水平仪等设备。同时在进行测量前,对基准点与位置等进行合理的安排,要选择正确的测量方式以及高程传递数值等所需的路线也要进行科学选择。与多层建筑相比,高层建筑的水平标高相对较高,测量时有较大的不便,会给测量带来较大的难度。因此,钢结构在安装前的测量需要借助周边一些高层建筑的屋面的基准点,采取合理的测量方式,进行科学的测量。
2.3吊装技术
高空作业中吊装技术是非常关键的,直接决定了高层建筑的施工安全。高层建筑钢结构的吊装技术主要包含钢柱吊装和钢梁吊装两种技术。这两种吊装技术都存在很大的危险性,对机械设备及施工技术的要求也比较严格,是高层钢结构工程施工的关键工序,对整个工程质量起到了至关重要的作用。其中,钢柱吊装工作是高层建筑的主要竖向构件,一般需要划分吊装作业区域,并按先主梁后次梁,从中央向四周扩展的顺序进行吊装。而钢梁吊装中,吊点的位置也决定了钢梁的跨度及施工人员的安全。为了提高垂直运输效率,可用多头吊索对重量小的次梁进行一次多吊的方法。
2.4安装钢柱技术
高层建筑钢结构安装中,在控制钢柱的垂直度与位置时,第一节钢柱的安装与第二节以后的各节钢柱安装时在控制的重点、方法上都有所不同。在制第一节钢柱时的关键部分就是高层的建筑纵向水平标高和建筑轴线与平面位置之间的偏差,主要使用楔形钢垫块或者千斤顶来调整并安装完成的。而第二节之后的各节钢柱的控制关键在于为各个钢柱垂直的状态和建筑纵向标高以及建筑的平面位置与轴线。
2.5安装钢梁的技术
要对钢梁进行矫正。在刚开始的吊装过程中,钢梁需要进行不断的调整与矫正,确保钢梁的框架符合施工计划的要求。临时固定钢梁,钢梁在吊装中可利用钢梁腹板、钢柱牛腿与连接板借助高强度的螺栓进行连接或者使用小钢板进行临时固定。在对钢梁吊点的耳板进行设计时,可以选择在梁跨的1/4处设置,保障钢结构安装的质量与安全。
2.6焊接技术
焊接工艺广泛应用于固定钢结构的施工中。施工中常用的焊接技术有电渣焊技术、气体保护焊技术等。目前最为常用的焊接工艺是以二氧化碳气体保护半自动焊为主,手工焊为辅的焊接技术。在焊接钢结构前,应严格检查焊条的合格证,在保证焊接缝表面光滑,无气孔、裂纹、弧坑等问题后进行下一步操作。在焊接过程中,不仅需要考虑总体焊接顺序,区段的焊接顺序也是不容忽视的问题。对任意一个焊接节点也需采用对称分布焊接的施焊顺序,最大程度的减少焊接应力,控制变形的倾向。
三、建筑钢结构施工质量的控制措施
3.1加强对钢结构基础工程的质量控制
基础工程的质量控制一般是指对预埋螺栓的质量控制。整个工程的第一部施工也是最关键的施工之一就是预埋螺栓。
3.2加强对钢结构制作工程的质量控制
工厂制作和现场安装是钢结构工程的两个基本阶段,整个工程大部分时间是在工厂车间内部进行的。钢结构构件的质量好坏对于场安装及整体结构的安全稳定是至关重要的,因此要对工厂内钢构件的加工制造进行控制。在对钢结构制作生产厂家进行选择时,要求所选厂家要具备相应企业资质的企业,并且其机械设备以及工艺水平要满足工程需要。
3.3加强对焊接工程的质量控制
焊接环节是整个施工环节中必不可少的环节,其质量的好对,对工程的影响是直接的。在安装钢构件前要对构件的永久变形和缺陷进行相应的处理。
3.4加强对钢结构紧固件连接的质量控制
对紧固件连接的质量控制主要是强调对高强度螺栓连接的控制。主要工作内容包括:高强螺栓摩擦面的加工质量及安装前的保护、安装前进行高强螺栓摩擦面的抗滑移系数试验、高强螺栓出厂证明批号,并根据不同批号进行轴力试验。
3.5加强建筑钢结构施工的验收工作
验收工作是保证建筑钢结构施工质量的重要保障,也是建筑钢结构施工中非常重要的一项工作内容。因此,在建筑钢结构施工的过程中,施工人员要全面的加强施工验收工作,尤其是钢筋安装,对钢筋的拼接、制作等形式方面,进行严格的验收和检验,这样可以在最大程度上保证了建筑钢结构施工的强度、坚固等性能,同时对其抗震和耐用等性能,起到了非常重要的作用。并且,在建筑钢结构施工质量检验的过程中,应当对其相关的数据进行全面记录,这样在后期施工的时候,一旦发现任何的问题,可以有着一个重要的参考依据,从而提升了高层建筑钢结构施工的质量,在最大程度上保证了建筑工程的稳定、安全等性能。
结束语
目前,高层建筑中钢结构的广泛应用给建筑领域注入了新活力,并且随着工程计算和施工技术水平的不断提高,相信高层建筑钢结构的应用会在住宅的适用性、安全性、耐久性等方面发挥更重要的作用。
参考文献
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