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浅谈高层钢结构建筑施工中的关键技术

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浅谈高层钢结构建筑施工中的关键技术

2019-11-25

浅谈高层钢结构建筑施工中的关键技术

钢结构凭借着其自重轻、施工周期短、安装快捷、抗震性能好、抗冲击性好、环境污染少、可回收利用、投资回收快等综合优势,在高层建筑领域内得到广泛的应用。高层钢结构建筑建设是一项极为复杂的建筑过程,在施工过程中的施工技术至关重要。在现代建筑中高层建筑多采用钢筋混凝土结构和钢结构,如奥运会、世博会等大型场馆的建设基本上都是采用的钢结构的形式。钢结构建筑凭借着其强 烈的工业化特色、轻质高强的优势,不仅可以大幅提高建筑的工作性能和工程质量,保证达到安全技术标准、实现绿色施工,还可以大幅提高建筑的使用品质,增强 城市的防灾减灾能力。钢结构具有其它建筑结构无法比拟的优势,如其结构性能好、抗震效果佳、工程的整体造价低等优势,钢结构建筑具有总体轻、节省基础等优 势,广泛应用于高层建筑、办公大楼、大跨度工业厂房、民宅等建筑行业。

一、高层建筑钢结构施工技术优点

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尔出现突然断裂的现象;韧性好则表现在结构本 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 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会选择在专业化比较强的金属结构厂 制造成构件,准确度也非常高。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

一般钢材比重会大于混凝土等类建筑材料的比重,而钢结构要比钢筋混凝土的结构轻,原因在于钢材强度和比重要大混凝土很多。假如以同样跨度来承 受相同的荷载,钢屋架重量通常会在钢筋混凝土屋架的1/3到1/4之间,而冷弯薄壁型的钢屋架有时还会接近1/10,这样便给吊装创造了有利的条件。一些 结构需要远距离运输,这时重量较轻也是一个优势条件。

二、高层建筑钢结构施工关键技术分析

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 混凝土浇筑变得坚同后进行复测,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。

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2.吊装技术

(1.)钢柱吊装技术

钢结构施工中,其主要竖向构件即是钢柱,钢柱与建筑层高和建筑总高度具有直接的关系,所以在施工中不仅要考虑到钢柱在竖向荷载作用下的压缩 变形,同时还要考虑到焊缝时的收缩变形,因此在对钢柱进行下料时。其长度要与设计长度有所区别,充分的将这些收缩变形有压缩变形考虑在内,在施工时对于上 下两节钢柱截面和长度都完成相等时,也不允许进行互换,要严格按照施工的标准和规范来进行,事前将每节钢柱进行编号记录,从而保证其在安装时的正确性。

(2.)钢梁吊装技术

钢梁在进行吊装前,应在柱子牛腿处检查标高和柱子之间的距离,主梁吊装前,应在梁上装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位完成后,将扶手绳与钢 柱系牢,以保证施工人员的安全。一般在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为了提高吊装的速度,对重量较小的次梁或者其他的小梁,尽量多利用多头吊索一次吊装数根。有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装,这样不仅有利于提高吊装的速度,还有利于减少高空作业,保证工程的质量。

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。

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。


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