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超高层建筑钢结构施工优势及关键技术控制

发布时间:2021/05/06 点击量:
随着城市的全面发展,更多的超高层建筑出现在大家的视野,超高层建筑施工技术严格,标准较高,只有全面做好质量控制,才能保证建筑安全稳定。钢结构是超高层建筑不可缺少的重要施工内容,进行钢结构施工过程中,要科学合理控制加工与安装流程,有效保证建筑的稳定牢固,作为超高层建筑中的重要施工环节,要全面做好质量控制与流程管理,做好钢结构施工相关工作,不仅可使超高层建筑工程质量有所保障,更能够保护人民群众生命和财产安全。
 
超高层建筑过程中,整体工艺较为复杂,需要各个工种的全面配合,才能完成建设任务。钢结构就是最为主要的内容,钢结构强度高、自重轻、节能环保、施工速度快,成为了越来越多超高层建筑的首选。本文主要通过对超高层钢结构施工特性进行论述,全面提出测量、吊装、焊接等超高层钢结构关键技术。
 
一、超高层建筑钢结构施工优势
 
1、节能环保
 
钢结构有着明显的强度和能效,具备良好的环保优势,和传统的混凝土超高层相比,如果在超高层中使用钢结构工程,不但能够有效提高高层建筑的稳定性,更能够节省大部分空间,全面提高建筑的使用面积。通过结构空间的设计,有效减轻结构自重,从环保的角度看,钢结构更加亲近自然,同时,大量使用钢结构也是响应国际和我国倡议的绿色建筑理念要求。钢结构建筑材料降低了消耗和运输成本,能够回收再次利用。
 
2、高强度和韧性
 
钢结构力学特征明显,具备良好的抗折、抗拉性能,与混凝土材料相比,其性能更加优越。使用钢筋混凝土同等用量时,超高层使用的钢结构能够进一步提高强度,保证了韧性。钢结构工程能够做各种灵活的造型设计,通过大胆外观设计,创造更多更美建筑风格。可以说,钢结构能够保证超高层建筑整体平衡,强度和韧性均能够对外力进行有效分配与传递,实现了稳定性与安全性目标。
 
3、工期进度优势
 
超高层钢结构制作能够实现工厂预制,通过对各种大部件的工厂加工,能够满足标准要求。钢结构施工材料大多数在工厂加工成品或半成品,通过运输设备再送到施工现场,通过机械吊运、螺栓焊接,使各个结构部件进行有效连接。成品与半成品的提前加工,提高了施工效率,保证了施工工期。
 
二、超高层建筑钢结构施工技术准备
 
1、施工技术资料准备
 
超高层钢结构施工要全面保证技术标准,要严格遵循技术指标,通过技术交底记录、图纸会审、设计变更、洽商记录汇总表、图纸会审记录、设计变更通知单、工程洽商记录、设计交底记录等技术准备,全面各种资料齐全,为下一步科学合理组织设计和施工提供必要条件。要全面做好施工计划安排,形成固定科学的引导方案,经监理机构和业主审批通过,进入施工组织实施。
 
2、施工现场和钢结构加工场准备
 
施工前一定要全面处理好场地,通过对施工现场和加工场的精心布置,全面保证“三通一平或七通一平”。超高层建筑使用的钢结构材料较复杂,不同环节使用不同型号的材料,工程量是高密度集约型工程,只有全面做好现场准备,才能保证材料有序供应,要全面合理做好施工区域与材料存放区的规划,使施工区域更加科学合理,重点规划起重吊装区域及钢结构混凝土交叉作业施工区域设计,确保各道工序有序推进。
 
3、施工设备准备
 
超高层建筑钢结构施工设备至关重要,要全面做好设备的准备工作。钢结构除采用土建机械设备外,更需要不同型号的起重吊装设备,对设备的标准要求较高,目前,超高层钢结构施工中主要选用塔式起重机、施工电梯、履带吊、门式起重机等起吊设备,通过各种设备的协调配合,全面保证钢结构施工顺利进行。超高层建筑钢结构施工过程中,还需要全面提供全站仪、铅锤仪、沉降观测仪、应力应变检测计、GPS等,为钢结构施工提供精准定位与测量。
 
三、超高层建筑钢结构施工关键技术控制
 
1、超高层钢结构测量技术
 
精准的测量才能保证结构施工的准确性,要全面做好测量环节的控制,超高层钢结构施工过程中,对建筑结构高程及垂直度指标有严格要求,如果指标偏差大,则会影响建筑物的安全,使建筑结构受力不均,埋下安全隐患。为了全面保证测量的精准度,则要配备专业测量人员和标定实验设备等。测量时,要根据建筑物的功能与设计特点,做好测量计划,对四角轴线坐标桩采用全站仪配合激光经纬仪进行测设。全站角度误差1,测距系统误差2ppm,精度标准按二级导线点布置;轴线控制桩测量要保证放线标准,要全面做好现场保护,把控制桩当成中心,砌长宽为0.5m、高0.3m的砖墩,周围砌砖,内部填浆,搭设钢管做好全面的保护。东西南北设置四个水准点,建立高程控制网。水准点距基坑边线不小于15m。
 
2、超高层变形技术控制
 
超高层钢结构如果控制不力,则会导致变形的问题,影响到高层安全稳定性,只有全面做好变形监测,才能实现目标。变形监测包括深基坑、建筑物沉降、建筑物空间三维变形监测。基坑水平位移观测必须要在土方回填完毕后进行。建筑物检测是首层离开室外地平0.150m外坪高处,按沉降观测规程埋点做好沉降观测。一般使用暗标埋设法进行监测,沉降观测精度为0.1mm。建筑物空间三维变形监测,主要通过数据模型做好现场的模拟,实时进行监测,确保不出现变形,保证施工达到设计的标准要求。
 
3、超高层钢结构吊装技术控制
 
超高层钢结构建筑施工过程中,需要全面做好吊装控制,只有全面做好吊装控制,才能保证建筑质量与安全,满足施工的进度要求。吊装施工过程中,需要严格操作规范,实行技术标准。为了保证吊装的稳定,吊装钢结构前一定要对起吊机械做性能测试,通过对设备的相应稳定性检测,全面保证设备性能稳定。要合理控制好吊装操作,避免出现起重机械超负荷工作,要合理检测钢丝绳和索具,通过力学测试,保证与设备配套使用,散股或毛刺钢丝绳要做好测试,不合格的则不能使用。吊挂点要用专用连接板进行连接,同时,要做好钢构件紧固工作。
 
构件吊装就位前须对已完成的部分工序做好检验,对相关的预埋件尺寸、位置、数量等进行检测,对钢结构轴线和高程给予定位。为了保证起吊过程安全,保护好现场施工人员,则要对钢构件做好紧固,需绑上溜绳或凤揽才能起吊,辅助调整构件位置和方向,避免出现偏差,威胁到其他人员和设备安全。吊装过程中,要控制好起吊的速度,避免快速升降,通过速度的有效控制,全面保证吊装钢构件稳定。雨季施工一定要做好防滑措施,夜间施工保证足够照明。钢构件吊装完成后,要对各个部件进行检测,确保每个部位对应的板上、下螺孔合适。
 
4、超高层钢结构建筑焊接技术控制
 
钢构件需要利用焊接的方式做好拼接,为了全面保证质量,则要做好流程控制。焊接是超高层钢结构施工关键工序,如果出现问题,则会导致更大的安全责任。可以说,钢结构焊接的现场焊接工作量大、焊接要求高,特别是对钢结构质量影响最大,焊接安全是现场最主要的环节。焊接技术要求难度大,整体作业受到天气和环境影响,特别是一些高空作业,更是需要合理做好控制。对不同的部件
需要选择合适焊接方式与工艺,对焊接工艺做好技术评定。建立合适的高空焊接平台,保证焊接施工顺利进行,要科学设置防火装置,保证平台的安全。雨季焊接要清除焊面杂物及铁锈,用密封贴或塑料密封,对于一些重点区域施工,要搭设遮雨棚,-5℃时及雨雪天气禁止焊接。按“先上后下、先内后外、先翼后腹,顺序对称”施焊原则进行施工,保证施工流程科学有序。焊接前要对部件吊装尺寸、位置进行检测,满足施工条件,清理氧化皮、毛刺等杂质,保证焊接质量;异型构件角焊缝和对接焊头要按需安装引弧板、收弧版等,确保坡口焊接符合要求。焊接第一层要把母材和垫板接缝处坡口封住,垫板要靠实牢固,梁柱和垫板要连焊,引弧板焊缝长度大于引弧板2/3,焊接后割去引弧板一公分。角接缝和单面焊对接缝采用磁粉(MT)、超声波(UT)、射线(RT)等无损检测,保证焊缝质量。
 
结束语
 
钢结构新型建筑不断涌现,全面体现了建筑的美感,通过钢结构施工,使建筑功能多样化,只有全面做好超高层建筑钢结构施工技术、质量控制,才能保证建筑的稳定与安全,推动经济社会有序发展。
 
编辑概况:刘志祥(1968-),男,本科,工程部部长,研究方向:施工现场做技术管理。
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