高层建筑钢结构施工技术与管理
摘要:钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构,因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点,与钢筋混凝土结构相比,在“高、大、轻”3个方面具有独特的优势,在现代建筑中,高层建筑工程大量增加。
本文主要阐述高层建筑钢结构施工技术及建议。
关键词:高层钢结构施工技术建议
高层建筑是指20层以上的住宅以及总高度超过24m的公共建筑和综合性建筑。
钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构,因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点,与钢筋混凝土结构相比,在“高、大、轻”3个方面具有独特的优势,在高层建筑中应用广泛,如上海金茂大厦、深圳赛格大随着我国经济突飞猛进的快速发展,我国的钢产量和钢材产量都突高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史,在这种情况下,我国政府及时调整政策,建设部在修订我国《建筑业推广应用10项新技术》中,首次列入了钢结构新技术,完成了在建筑业从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。
目前,我国已有大批高层、超高层建筑在建设中,还有一些更高、更先进的高层建筑正计划兴建,可以预期,我国高层建筑将以更快的速度向前发展。
1 超高层钢结构施工技术
在超高层钢结构的施工中,工艺流程具有如下的特点:构件的验收
工作,吊装工作,螺栓的紧固工作、焊接和检验工作、压型板与栓钉的链接工作,下面我们要讨论的是,超高层钢结构工作的技术方面内容:塔吊型号的选择,布置现场及装拆问题,构件怎么进场,设备的验收与堆放问题,设备吊装,施工测量控制问题,钢结构的焊接问题,施工时间与质量控制措施问题,安全施工问题。
(1)塔吊。
塔吊在施工现场的作用是巨大的,所以要对塔吊的选择要慎重,一定要选择符合施工要求的,还有就是布置的位置以方便施工以及以后的拆卸等问题,附着塔吊因为造价很高,所以在选择的时候要考虑这点,如果工程设计师180m,那么就要采用210m的塔吊比较合适,这样,即从经济上考虑,又在施工成本上节约,内爬式塔吊在高层建筑现场施工中应用的比较普遍。
(2)吊装。
在建筑施工中,吊装一直以来都是第一工序,也是控制整个工程的一个工序,起着重要的作用。
钢结构吊装要采用结构平面、立面形状整体吊装的很多,所以一定要注意安全问题。
在吊装的形式,数量,以及钢结构的摆放位置上要根据现场的实际情况去考虑,要根据施工的需要,把现场划成几个区,各个工序的设备及材料要按照规划区摆放。
一般来说吊装的总原则是如下。
①在一个平面内,要从中心位置,核心筒逐步向四周去展开吊装,
从中间位置的单元,要先构件成一个稳定的单元刚度柱,要先吊装柱,再吊装梁,在一个柱网单元固定后,在依次在周围吊装两个单位,三个单元,直到最后全部吊装完成,一定要进行钢结构的全面校正工作,保证工程质量。
②竖向吊装顺序(以一柱三层为例):先安4根钢柱→下层框架梁→测量校正→螺栓初拧→中层框架粱→上层框架粱→测量校正→螺栓初拧→测量校正→终拧高强螺栓→焊接→焊缝检测→散铺上层压型钢板与栓钉焊接→下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接→下、中、上层钢梯、平台吊装→楼盖钢筋混凝土楼板施工。
(3)焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的重要工序,其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。
本工程约15000工钢结构安装施工任务,月施工最快完成9层;采用CO2气体保护半自动焊完成了超厚钢板焊接的施工(最厚达100mm),整个工程的焊缝100％超声波探伤,100％合格,一次探伤合格率达98％;在钢结构吊装方面,经过项目技术人员不断探索与总结,解决了超高层钢结构空间定位及折线形钢结构箱型柱吊装技术问题,且整体垂直度最大偏差9mm。
1)确定焊接顺序。
①平面内:应从建筑平面中心向四周扩展,采取结构对称、节点对称和全方位对称的顺序焊接。
②竖向上:L层框架梁→压型钢板支托→下层框架梁→玉型钢板支托→中层框架梁→压型
钢板支托→焊接检验(柱柱焊接可在梁焊接前进行,也可于之后进行)。
③柱一柱焊接应由两名焊工相对,两面等温、等速对称施焊。
④柱梁节头的焊接,一般先焊H型钢的下翼缘板,再焊上翼缘板。
一根梁的两个端头应先焊一个端头,待其冷却至常温后,再焊另一端。
2）确定焊接参数。
选定工艺后,焊接QC小组在项目组的带动下通过工艺评定,编制出一整套切实可行的适用本工程特点的CO气体保护半自动焊接方法及参数。
首先确定攻关目标,用ABC法找出影响质量的原因．并进行系列分析,针对这些问题找出相应的对策措施;建立了有效的质量保证体系,制定完善的工艺指导书。
经过反复试验,确定了运用于横焊、平焊、立焊、斜立焊的丁艺参数;通过对焊丝的伸出长度、焊缝层问清理,焊枪施焊角度反复摸索,形成了一整套的施工要领;为使焊接环境处于相对稳定状态,加强了施工防护措施和辅助措施。
经过项目组和焊接QC小组全体人员的不懈努力,很好地解决了CO气体保护焊应用在超厚件立向、斜立向接头上的焊接工艺问题。
(4)安全施工。
安全施工是钢结构施工中的重要环节,超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。
在施工过程中,仅螺栓就有40万颗,这些零件虽小,但如果从l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。
针对超高层钢结构施工的特点,采取事前与过程控制相结合的方法,即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等),并加强对施工人员的安全教育,坚持安全巡视制度。
工程在吊柱子时外墙设置网,吊框架梁时架设临时活动式走道,并随框架吊装逐层升高;拧螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台,另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。
3 对高层钢结构施工的建议
在高层钢结构施工现场工作时,首先要明白节点固化图的布置,制定合理的高层施工工艺。
根据工程机械设备本身的特点去严格机械的使用工序,做到每个工序相互衔接合理,加快工程进度。
根据结构的不同特点,选择合适的天气去完成焊接等工作,一定要保证施工质量,为了缩短工期,要严格执行制作工艺,减少处理现场的时间,要做到对分区、分层、分阶段去控制质量,防止误差的累计太多,牢固树立安全第一的原则,防范措施要严谨,施工质量检查到位。
4 结语
随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步,以及新型更高强度钢材的不断研制,相信高层民用建筑钢结构会凝聚更多的高科技,从而得以更广泛应用。
参考文献
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