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高層建筑鋼結構施工實用13篇

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高層建筑鋼結構施工

篇1

1 鋼結構優勢和缺陷分析

1.1 優勢分析

首先,鋼結構是以鋼材為建筑材料,其材質均勻,力學性能強。主要表現為具有較強的承載力,抗風、抗震功效大,自身結構輕巧等優勢。以抗震功效為例,抗震是高層建筑設計的永恒課題。較之于普通材料,鋼結構具有良好的延展性,扛拉、抗壓、扛剪強度高,且具有較好的彈塑性結構,能有效的吸收和消耗地震能量,大大減輕了地震作用的影響。這點可以從地震后有關不同結構類型房屋破損率的數據中得到證實。

其次,鋼結構能產生規模經濟效益。鋼結構構件采用集約化生產,精準度及工業化程度高。通過采取工廠生產、工地安裝“的運行模式,具有施工速度快、安裝過程簡便、降低工程成本、減短了工程建設周期等特點,據相關資料顯示,鋼筋混凝土結構的施工速度慢于鋼結構施工速度約20%一30%。同時,鋼的可焊接性簡化和滿足了各類鋼結構連接的需求,為高層建筑的設計和施工提供了很大的便利。

再次,鋼結構還有效的能加了建筑物的開間面積。以混凝土結構為例,鋼結構比混凝土結構的開間比為1:2;在安裝過程中,有效減輕了噪音污染和粉塵污染;廢棄的鋼材可進行再次循環利用,減輕了混凝土等其他結構產生的固體廢棄物對土壤的重金屬污染及對土地資源的占用?,F階段,鋼結構在高層建筑物有效考慮的結構類型。

1.2 缺陷分析

首先,鋼材在溫度達到600℃時,會因喪失承載能力導致機構坍塌,耐火性差。因此,鋼結構施工的安全性要求在施工過程中,須對鋼結構中的梁、柱、壓型鋼板根據《高層民用建筑鋼結構技術規程)(JGJ99—98)的規定涂防火涂料。

其次,焊接殘余應力會對結構的剛性造成影響。

再次,由于冶煉技術首先,部分型號的鋼材規格職能小批量生產,造成鋼結構市場供求失衡。

2 高層建筑鋼結構施工技術的應用

2.1 螺栓預埋技術

目前,在高層建筑鋼結構的施工過程中,普遍存在螺栓預埋的高度及螺栓中心在預埋過程中的偏差不能滿足圖紙和規范要求等問題。因此,螺栓預埋過程中,要控制好基礎軸線和標高基準點,并將定位軸線、標高的誤差分別控制在2mm、正負5mm以內;同時,分別在定位后及在基礎混凝土澆筑堅固后進行再次測量。并通過兩組數據的比對得出是否重新進行埋設的處理結果。

2.2 吊裝技術

吊裝是鋼結構高層建筑施工的關鍵環節,其速度和質量關系著整個施工工程的質量。它主要包括鋼柱的吊裝和鋼梁的吊裝。具體來講,鋼柱是決定建筑物層高和總高度的主要豎向構件。鋼柱的吊裝首先要劃分吊裝作業區域,其吊裝順序為從整體的框架梁柱結構到樓板結構,從主梁到次梁。吊裝前,在在預埋的地腳螺栓上加上保護套防止絲牙被碰壞。在吊裝第一節鋼柱時,要注意吊點的選擇。吊點的設置應該在柱連接耳板螺旋孔,并且將墊板以及鋼楔校正好。當鋼柱吊起后將M22大六角高清螺栓擰緊,再調節標高,誤差不能超過6mm,調整上下柱接頭錯邊。

在實行鋼梁的吊裝前,要先檢查標高和柱子的間距。為保證施工人員的安全,須在吊裝主梁之前,裝好扶手桿和繩。并根據鋼梁的跨度選擇吊點。鋼梁吊起后進行安裝,焊縫收縮量在2-3mm之間,并及時檢查柱垂直度、傾斜度,保證構件位置準確。

2.3 焊接工藝

不同的鋼結構特點對應著不同的焊接工藝。鋼結構建筑的焊接的順序為由結構到節點再到全方位對稱焊接。才喲美好從上層框架梁到壓型鋼板之托再到下層框架梁,到壓型鋼板之托,再到中層框架梁,到壓型鋼板之托,最后進行焊接檢驗。之后,焊接質量控制小組通過過立焊、橫焊、斜立焊等的反復實驗后編制焊接參數,對出現的問題進行認真并解決,最終形成工藝指導書書面材料,指導焊接工作。同時,焊接操作的確定還要結合焊絲的長度、焊槍施焊角度、焊縫的清理。

3 高層鋼結構建筑中的安全施工問題

高層鋼結構建筑因機械設備多、參與主體多、高空或懸空作業點多、項目實施過程中不確定因素等緣故,在施工過程中極易造成安全事故。因此,針對高層鋼結構建筑的施工環境與施工特點,筆者認為在生產過程中施工人員應樹立生產安全第一的施工理念,明確項目安全生產的負責人,并將目標具體細化和落實到相應的人員和崗位。在此基礎上,將事前防范與過程控制有效的結合起來,如事前采取防護措施如安全梯、防墜設施等,加強對相關人員的安全管理和施工培訓,做好施工前的各項檢查工作,最大程度的消除各種可能造成安全的隱患;在施工的過程中,制定規范、科學合理的施工工藝和方案,保證設備、構建的安全和有序應用,實行標準化操作,從技術上提高安全系數。同時,嚴格管理,加強監督,在保證施工安全的前提下確保施工質量和速度。

4 結語

高層鋼結構建筑的“高、大、輕”優勢打破了長期以來混凝土結構、砌體結構為主的局面,發展高層鋼結構建筑已成為工程建設的必然。隨著城市化的高速發展及施工技術的不斷提高,我國的高層鋼結構建筑數量和質量都將得到提升,并帶動我國建筑行業的發展。

篇2

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)

篇3

1鋼結構分析

高層建筑的迅猛發展,鋼結構建筑的廣泛使用是其明顯的標志,所謂的鋼結構就是以鋼材為主,通過鋼柱的安裝、鋼板的焊接以及螺栓的連接從而形成的建筑結構,并且擁有諸多的優勢。在施工過程中,鋼結構的配件可以直接進行工廠化生產,也可以隨時進行安裝,使用空間相對廣泛。

在整個施工中,只需要花費較短的時間,且材料購買不會耗費大量的資金,滿足施工可靠性與安全性的雙重要求。傳統的鋼筋混凝土結構會在受到一定的抗壓之后,很容易影響建筑質量,由于鋼材比鋼筋混凝土的抗壓強度大,并且其擁有較強的固定性,有利于導熱處理,其本身強烈的耐火性能也可以維持建筑物本身的抗火性,建筑結構需要較多的材料,很容易帶來成本方面的壓力,但是鋼材料可以循環使用,這樣就避免過渡的浪費材料。

當然,存在優勢的同時,鋼結構要存在一定的局限性,鋼結構必須通過防火涂料的涂刷,才能維持其穩定的抗火性,但是防火涂料價格偏高,這樣會提升購買耗費的成本,鋼結構表面的鐵離子很容易與氧氣發生相互的化學反應,導致生銹的現象出現,進而將其余的鋼結構配件腐蝕,縮短鋼結構使用壽命,降低整體質量。

2施工關鍵技術

2.1設備選擇

由于高層建筑施工基本上都屬于高空作業,為了滿足工程的順利開展,需要施工機械設備來運輸材料,所以,合理的選擇設備才是工程質量。在整個高層建筑施工中,塔吊是最核心的設置。在選擇設備之前,需要對現場的施工環境、鋼結構自身以及位置等加以考慮,然后選擇合理的塔吊進行安裝,同時再考慮到施工之后可能出現的變化性因素,確保施工的安全進行。目前,內爬式塔吊是最常用的設備之一。

2.2吊裝

就高層建筑施工現場的分析調查來看,高層建筑鋼結構施工一般都會選擇自升式塔式起重機這一種吊裝設備。在建筑施工中,吊裝是極為重要的一個環節,是否能夠準確操作,會直接影響高層建筑的質量。在進行吊裝之前,需要對結構的現場施工條件、結構形式以及塔吊裝置來對吊裝的順序與分區加以確定。

在具體的操作中,對起重機的載重也需要嚴格按照其最大的起重重量來控制,并且隨著高度的增加,其載重會逐漸減小。吊裝鋼結構一般分為平面內吊裝和豎向立體吊裝兩個方面,而不同的吊裝,其吊裝的順序也會有所差異。

平面吊裝需要從中心的核心筒開始,然后在進行周圍的吊裝與固定;豎向吊裝則是從下往上的吊裝,先吊裝下層的框架梁,然后在中層與上層框架梁,在固定的同時,還需要做好隨時的測量,最后再進行樓蓋鋼筋混凝土樓板的施工。其中,鋼結構柱還需要依照一定的比例進行,一般來說,需要24根,才能滿足鋼結構穩定性的要求。

2.3測量技術

由于高層建筑本身的水平標高過高,會對測量產生一定的影響。因此,需要利用先進的儀器進行測量,同時還需要注意:

第一,考慮到高層建筑實際情況,按照基準線和基準點進行合理布置,之后再選擇恰當的方法進行測量。

第二,為了滿足放線的目標要求,應該選擇好測量儀器與設備,確保測量數據本身的準確性。對于高層建筑的鋼柱垂直測量方式,具體如下圖1所示。

2.4焊接技術

第一,選擇高性能的焊接設備,一般使用二氧化碳保護焊。

第二,正確選擇焊接方式,如果在進行平面內的焊接,就需要按照先中心,后四周的擴散順序進行;在豎向焊接時,陰干按照上層框架梁、壓型鋼板支托、下層框架梁、玉型鋼板支托、焊接檢驗的順序來進行焊接;一旦需要焊接柱與柱之問,需要由兩位焊接人員同時進行焊接,并且在焊接途中做好焊縫層的及時清理。

第三,在焊接過程中有大量的熱產生,如果冷卻較慢,很容出現鋼結構變形。所以,為了避免合一現象,可以進行焊接方法的選擇,同時進行強制約束工藝和變形工藝。對于工型桿件或者是箱型桿件,可以選擇埋弧自動焊工藝,這樣有利于焊接效率的提升。

篇4

由于高層建筑的高度和層數都遠超于普通建筑,施工的危險性相對較大,而鋼結構的性能與其他結構和材料相比,具有很大的優勢,施工強度也比較低,可以有效保障施工人員的人身安全,所以鋼結構在高層建筑中得到了廣泛的應用。但是鋼結構施工受到的影響因素較多,環境、材料、設備、人員都會影響到鋼結構的施工質量,因此,要深入了解和分析鋼結構的影響因素,并制定行之有效的管控措施,這對于提升鋼結構的施工質量有著較強的實踐價值。

一、高層建筑鋼結構施工影響因素

高層建筑的施工周期短,工程量大,受到作業面的限制,經常會出現交叉作業,而且施工隊伍多,人員流動性大,這些都為施工管理增加了難度。施工人員很難快速的完成施工任務,經常趕工加點,不但會影響工序的質量,還會給自身帶來安全風險。同時,氣候環境對施工的影響也不容忽視,高層建筑的施工需要長期在戶外環境下,極易受到降雨、降雪、大風天氣的影響,在這樣的天氣下施工,必然會導致施工效率的降低。此外,材料和機械都是施工中不可或缺的要素,如果材料的質量較低,或者是機械操作不到位,那么鋼結構的質量和強度也會隨之下降。實際上,上述問題可以通過控制施工技術加以規避,在施工中對各項要素進行嚴格的管理,將其對施工質量和進度的影響降到最低,并掌握鋼結構的測量和焊接技術,最終達到提升高層建筑鋼結構施工質量的目的。

二、高層建筑鋼結構施工關鍵技術和措施

1、前期準備

要想保證高層建筑鋼結構施工的順利進行,首先要做好前期準備工作,這是一切施工的基礎,也是最為關鍵的工序。施工單位要反復研究設計圖紙,對圖紙進行優化設計,以提高圖紙的經濟性和可行性。建設單位、施工單位和監理單位都要積極主動的參與到圖紙審核中,找出設計方案中的潛在問題,并加以解決,確保圖紙在鋼結構施工中能夠真正的發揮指導作用。然后根據設計要求科學選擇施工技術,合理安排施工工序,購買設備材料,保證整個施工的連續性。技術人員要將施工技術教授給所有施工人員,訓練和規范其操作,并進行必要的安全教育,防止施工中因施工人員的主觀因素造成質量和安全事故。在選擇機械時,尤其要注意塔吊等大型機械設備的實用性和安全性,應該從實際情況出發,選擇符合實際施工需求的設備,并對設備進行保養和維護,避免其在施工中發生異常和故障。

2、高層建筑鋼結構施工的測量技術

測量是高層建筑施工中必不可少的一項重要工作,通過對建筑的精確測量,使施工更加科學、嚴謹,避免工程的重復建設和返工,可以說,測量工作極大的保障了施工進度。由于高層建筑的樓層多,常常需要高空作業,將儀器設備架設到高空中,有時還需要其他測量裝置的輔助測量,多次測量結果往往存在很大的誤差,測量控制網的穩定性也不易控制,所以測量工作很難順利開展。為了保證測量質量,在測量高層建筑時,要合理布設控制網,在確定主軸線和方格后,要對方格內的各個點進行檢測和復核,以提高測量精度。同時,應加大新型測量技術的運用。

3、高層建筑鋼結構施工的焊接技術

焊接技術已成為高層建筑鋼結構施工的關鍵技術類型之一,這是由于高層建筑鋼結構接點較多,且每一個接點都需進行焊接,再加之鋼結構的承載重量通常非常龐大,而施工環境又及其艱苦,在加大了作業難度的同時,又對作業的安全性提出了挑戰,因此對焊接質量提出了較高的要求,選擇最佳焊接技術顯得非常重要。高層建筑鋼結構施工焊接技術的有效應用,需從以下幾個環節實現。(1)明確焊接順序對于不同排布的鋼結構,焊接順序有著顯著的區別,平面排列的鋼結構要從中間向四周焊接,焊接時要保持方向的對稱;豎向排列的鋼結構要按照從上到下,從框架梁到壓型鋼板支托的順序焊接。焊接前要進行焊接試驗,確保當前的焊接工藝完全符合要求,在焊接后則要用無損檢測技術探查焊接情況,以強化焊接質量。(2)擇優選擇焊接工藝為提高鋼結構相關構建幾何精度,避免焊接熱量引起結構變形的情況發生,在焊接作業時,應以氣體對焊進行保護,但必須控制氣體的能量。焊接工型桿件與箱型桿件時,可采取埋弧自動焊施工工藝,提升焊接的整體效率。(3)確保焊接高質量對于焊接,最基本的要求即避免出現焊瘤和焊縫,為達到這一要求,在焊接之前要仔細查看焊條有無腐蝕、生銹的情況,嚴禁使用變質或劣質的焊接材料。在焊接時要嚴格遵守相關的技術規范,控制焊接溫度,防止因溫度因素造成焊接質量的下降。同時,一級焊縫禁止出現未滿焊與咬邊等情況,而一級焊縫與二級焊縫均不能出現夾渣、氣孔以及弧坑裂紋。焊接結束正式之后,還應以超聲波對一級焊縫與二級焊縫進行無損檢測,從而避免出現未由弧板焊接或者是忘記焊接等情況。

結語:

施工技術是施工質量的重要保證,只有始終保持施工技術的科學性和先進性,才能使工程質量更上一層樓。對于高層建筑來說,鋼結構的施工質量將會對整個建筑質量產生直觀的影響,因此必須要對鋼結構的質量進行嚴格的管控,也就是說,要做好事前準備和事中控制的各項措施,加強鋼結構的測量和焊接工作,確保測量精度和焊接質量,以提高鋼結構的質量,增強高層建筑的穩定性和安全性,從而保障住戶的生命財產安全。

參考文獻

篇5

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。

篇6

隨著我國經濟技術的發展,我國的各行業的技術指標越來越向歐美看齊,在某些領域,甚至有超過國外發達國家的勢頭,我國鋼結構的技術日臻成熟,鋼結構在與其他傳統建筑結構相比上具有不可比擬的優勢,因此,研究鋼結構施工技術要點具有巨大意義。我國的鋼產量一直居于世界前列,具有發展工業化住宅建筑先天優越條件,正確認識鋼結構技術在住宅中的運用,對鋼結構住宅技術的推廣和發展完善我國住宅工業化體系具有十分重要的意義。

二、高層建筑鋼結構的特點

高層建筑鋼結構是以鋼材為主要結構支撐體系的,由于鋼結構的自重輕,構件預制等原因,使其具有建造速度快、抗震性好等特點。但鋼結構也有自身的一些缺陷.下面就鋼結構的優、缺點進行介紹:

1.高層建筑鋼結構的優點

1.1.施工周期短

鋼結構構件多在工廠中進行預制,通過車輛運輸至施工現場即可使用,加之機械化施工方法的普遍應用,鋼結構建筑的建造速度都非???。相比于傳統的鋼筋混凝土結構,無需考慮混凝土達到設計強度才能進行下一道工序的停留時間,鋼結構建筑的建造速度是傳統建筑建造速度的4倍以上。

1.2.自重輕

普通的高層住宅建筑如采用鋼結構,則其自重可以大大減輕。其上部的自重僅為傳統鋼筋混凝土結構的1/15.1/10,而下部基礎的自重為傳統建筑結構的1/4~l,3,大大減少了施工材料的用量與降低了地基承載力。

1.3.方便于機械化施工

鋼結構構件在施工現場安裝時使用塔吊就位,并用高強度螺栓安裝固定,其施工過程簡便,操作技術易掌握,可以大規模開展應用機械施工方法。

1.4.適應性強

鋼結構的形式與色彩可以多種多樣,根據建筑設計的要求,可以建造出各種各樣的效果,而且建筑外觀的色彩也可以隨著外覆涂料的顏色進行變化,這一點是傳統的鋼筋混凝土結構無法相比的。

2.高層建筑鋼結構的缺點

盡管高層建筑鋼結構的優點很明顯,但它也有其自身無法消除的缺點。

2.1.耐火性能差

由于鋼材是金屬制品,其導熱系統要遠大于鋼筋混凝土結構,因此,當鋼結構建筑發生火災后,熱量可以沿著鋼結構構件迅速傳遞,當溫度達到600。C,鋼結構基本喪失了其應用的強度和剛度,導致建筑的垮塌。因此,高層建筑的防火設計是鋼結構設計的重要一環,其防火設計需要考慮更多的安全措施。

2.2.耐腐蝕性差

由于鋼筋混凝土結構由耐腐蝕的混凝土包覆鋼筋,其耐腐蝕的性能要比鋼結構強。因此,在鋼結構建筑進行設計時,必須充分考慮建筑的防腐的問題。

三、高層建筑鋼結構施工技術控制措施

1.機械設備選擇

在機械設備的選擇上應根據結構的實際情況,選用合理的吊裝機械,這是鋼結構吊裝最重要的工作。目前,塔式起重機是鋼結構高空吊裝的主力設備。而履帶吊門式起重機可以作為低空吊裝以及構件駁運的輔助機械。目前得到快速發展的液壓集群千斤頂可以用于大型構件或組件乃至整體結構的提升、平移和旋轉就位作業。

2.測量技術配備

適用完好的儀器,精心布設測量基準點和基準網,選擇正確的測校方法和數值傳遞路線,是工程測量的基本要素。超高層由于結構高,通視條件差等因素的影響,結構測量的難度很大。目前比較先進的方法是建立雙重控制網,選用GPS定位系統進行測量基線網的測設,并以高精度全站儀為重要手段,進行構件空中三維坐標定位。

3.焊接技術

高層鋼結構構件多數采用等強焊接連接,不僅焊接量大,而且質量要求高。高空作業,安全控制難,氣候影響顯著。因此,需要根據不同的鋼材特性和現場施工條件,選擇合理的焊接工藝、設備和材料,關注高空施焊的操作條件,培訓熟練的焊接技工,落實防風防雨的技術措施,適時進行無損檢測等,是鋼結構現場焊接作業的關鍵所在。此外,焊接方案也必須從保證焊接質量、提高焊接功效、減少焊接變形等因素進行綜合考慮。

4.施工仿真分析技術

在施工(焊接、施工荷載等)和自重作用以及環境的影響下,結構會不斷發生變形,如果不加以控制,會造成安裝的困難和精度的不可控制,甚至留有安全隱患。因此需要事先對各種因素引起的結構變形和內力進行計算分析,并結合現場實測數據掌握結構在各個施工階段和各種環境條件下的變形規律,指導結構施工。預變形技術是解決這個難題的有效方法。預變形技術即在施工全過程仿真分析的基礎上,得到結構施工過程中連續變化的、不斷積累的節點變形值,通過加工調整構件長度和施工中預先反向節點變形值的手段,來最終達到施工完成時結構處于設計的初始幾何位置的方法。

5.實時監控技術

在施工過程中,情況在不斷的變化,仿真計算的結果和實際有時也會有比較大的差異,為保證施工過程的可控和安全,運用實時監控技術就變得非常重要和必要。現代化的監測設備,可以實時跟蹤結構施工過程中關鍵部位的位移和應力變化,使結構施工的準確性和安全性得到保證。

6.氣象保障措施

氣候環境是建筑施工(特別是高層建筑施工)的一大威脅,高層鋼結構的施工周期長,高空易受到雷電的打擊,因此應重視不利氣候的防御。施工過程中可以委托氣象站負責工程周邊地區的近地和高空的氣象監測,中期及長期的氣象預報,必要時進行實時監測和即時報告。同時建立嚴密的防雷、防風、防雨措施,這樣,就形成了以氣象預測為主要手段,以防風、遮雨、避雷擊為重點的全天候應對保障系統。

7.整體提升技術

對于高層鋼結構中的高空聯體結構或天線桅桿結構,可以事先將其在地面或某個適當位置組合成整體,然后通過提升或頂升安裝到設計所要求的位置。采用這種工藝,可以降低起重機的安裝高度或作業半徑,以較小的起重機代替大型起重機,便于起重設備的落實;也可以減少對結構和其他工序的不利影響,加快施工的進度。還可將大量的節點連接工作在地面完成,減少高空作業,有利于施工質量的控制和安全操作。整體結構的提升或平移通過計算機控制的液壓千斤頂系統來實現。

高層鋼結構施工是一項技術難度和工藝復雜程度都比較高的工作,根據結構的情況、施工的環境和企業的資源綜合確定技術路線和關鍵工藝,是施工成敗之關鍵。

[參考文獻]

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[3]郭彥林, 崔曉強.大跨度鋼結構的施工過程中若干力學問題及探討[J].工業建筑2004,(12):1-5.

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一、高層建筑鋼結構施工的優點

1、施工周期短,用于施工的鋼構件可以在廠制作,在現場安裝。

2、建筑空間大

3、可循環利用

二、高層建筑鋼結構施工工藝及質量控制要點

1、做好施工前的準備工作

首先是強化施工圖紙的會審工作,圖紙是工程施工的依據,工程開工前項目監理機構要組織監理人員熟悉工程圖紙與項目有關的規范標準、工藝技術條件,充分領會設計意圖。其次要組織施工單位專業技術人員對圖紙進行會審,檢查施工圖紙中的“錯、漏、碰、缺”,力爭把問題解決在施工之前,減少因圖紙問題對工程質量、進度的影響。

2、鋼結構施工技術要求

1)塔吊的選擇、布置及裝拆

塔吊是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。而且,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。

2)吊裝

在建筑施工中,吊裝一直以來都是第一工序,也是控制整個工程的一個工序,起著重要的作用。鋼結構吊裝要采用結構平面、立面形狀整體吊裝的很多,所以一定要注意安全問題。在吊裝的形式,數量,以及鋼結構的擺放位置上要根據現場的實際情況去考慮,要根據施工的需要,把現場劃成幾個區,各個工序的設備及材料要按照規劃區擺放。一般來說吊裝的總原則是如下:①在一個平面內,要從中心位置,核心筒逐步向四周展開吊裝,從中間位置的單元,要先構件成一個穩定的單元剛度柱,要先吊裝柱,再吊裝梁,在一個柱網單元固定后,在依次在周圍吊裝兩個單位,三個單元,直到最后全部吊裝完成,一定要進行鋼結構的全面校正工作,保證工程質量。②豎向吊裝順序(以一柱三層為例):先安4根鋼柱下層框架梁測量校正螺栓初擰中層框架粱上層框架粱測量校正螺栓初擰測量校正終擰高強螺栓焊接焊縫檢測散鋪上層壓型鋼板與栓釘焊接下、中層壓型鋼板散鋪與栓釘焊接下、中、上層鋼梯、平臺吊裝樓蓋鋼筋混凝土樓板施工。

3)螺栓安裝

高強度螺栓安裝在節點全部處理好后進行,螺栓穿入方向要一致。一般應以施工便利為宜,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。對于大六角高強度螺栓連接副在安裝時,根部的墊圈有倒角的一側應朝向螺栓頭,安裝尾部的螺母墊圈則應與扭剪型高強度螺栓的螺母和墊圈安裝相同。嚴禁強行穿入螺栓,如不能穿入時,螺孔應用絞刀進行修整,用絞孔修整前應對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圍的毛刺,同時掃清鐵屑。

4)焊接

高層鋼結構具有工期緊、結構復雜、工程量大、質量要求高的特點,而焊接作為鋼結構施工的重要工序,其焊接順序與工藝參數的選擇與施焊水平對工程的“安全、優質、高速”的完成影響重大。本工程約15000工鋼結構安裝施工任務,月施工最快完成9層;采用CO2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。首先要確定焊接順序。①平面內:應從建筑平面中心向四周擴展,采取結構對稱、節點對稱和全方位對稱的順序焊接。②豎向上:L層框架梁壓型鋼板支托下層框架梁玉型鋼板支托中層框架梁壓型鋼板支托焊接檢驗(柱柱焊接可在梁焊接前進行,也可于之后進行)。③柱一柱焊接應由兩名焊工相對,兩面等溫、等速對稱施焊。④柱梁節頭的焊接,一般先焊H型鋼的下翼緣板,再焊上翼緣板。一根梁的兩個端頭應先焊一個端頭,待其冷卻至常溫后,再焊另一端。另外還要確定焊接參數。選定工藝后,焊接QC小組在項目組的帶動下通過工藝評定,編制出一整套切實可行的適用本工程特點的CO氣體保護半自動焊接方法及參數。首先確定攻關目標,用ABC法找出影響質量的原因.并進行系列分析,針對這些問題找出相應的對策措施;建立了有效的質量保證體系,制定完善的工藝指導書。經過反復試驗,確定了運用于橫焊、平焊、立焊、斜立焊的丁藝參數;通過對焊絲的伸出長度、焊縫層問清理,焊槍施焊角度反復摸索,形成了一整套的施工要領;為使焊接環境處于相對穩定狀態,加強了施工防護措施和輔助措施。經過項目組和焊接QC小組全體人員的不懈努力,很好地解決了CO氣體保護焊應用在超厚件立向、斜立向接頭上的焊接工藝問題。

3、做好安全施工

安全施工是鋼結構施工中的重要環節,超高層鋼結構施工的特點是高空、懸空作業點多。在施工過程中,僅螺栓就有40萬顆,這些零件雖小,但如果從l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。針對超高層鋼結構施工的特點,采取事前與過程控制相結合的方法,即事先采取防護措施(如防墜板、防墜器、安全梯、纜風繩等),并加強對施工人員的安全教育,堅持安全巡視制度。工程在吊柱子時外墻設置網,吊框架梁時架設臨時活動式走道,并隨框架吊裝逐層升高;擰螺栓時在梁端掛設吊籃,焊接時搭設操作平臺,另外做到及時鋪設樓層壓型板以確保施工安全。

三、高層建筑鋼結構施工需要重點強調的幾個問題

高層鋼結構建筑施工技術難度大,施工工藝比較復雜,為保證施工質量,達到預期控制目標,在實際工作中我們必須做到以下幾點:

1、充分正確理解節點深化圖,合理的制定施工工藝。

2、根據施工特點合理選用機械設備,特別是塔式起重機的選用,并要考慮其裝拆的可行性。

3、根據不同的結構特點、焊接形式及氣候條件選用合理的焊接工藝及參數,不能一概而論,盲目照搬。

4、結構構件的加工順序及進場數量要充分考慮現場堆放條件及吊裝設備的吊運能力。

5、 嚴格工廠制作工藝,減少現場處理數量。

6、測量控制要做到分區段、分層次、分階段進行閉合、校正,防止累計誤差的產生。

7、安全防護要及時跟進,措施要嚴密,檢查要到位。

參考文獻:

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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

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1 高層鋼結構建筑的相關優點

1.1 材質比較均勻

鋼材屬于鋼結構施工中較為重要的材料,這種材料存在力學的性能,不管是在強度亦或是韌性方面都能夠為工程水平帶來保障,盡可能確保工程具有一定的結構強度。由于鋼材中的質地分布情況較為均勻,因此在整體質量上存在諸多的優點。由于鋼材質地較為均勻,致使不同部位的受力點都處于均勻的狀態,因此相關人員在對力學進行計算的過程中,能夠為計算所得到的誤差進行控制,將設計質量加以提升,對施工質量有著重要的意義。

1.2 塑性和韌性好

由于高層建筑有著較大的垂直度,因此所產生的作用在單位面積上存在一定的重力符合,需要承載較大的重量。倘若地基出現不均勻的情況,那么就會對建筑的整體結構帶來拉應力,致使高層建筑存在安全隱患。而因為鋼材質量較為均勻,所以具有一定的塑性,可以承受相應的拉應力,減少混凝土出現裂縫的情況。當高層在強震的情況下,鋼材就可以處于均勻的狀態下,減少由于部分所產生的壓力而出現斷裂的情況,將建筑的抗震性能加以提升,盡可能確保高層建筑實現安全的目的。

1.3 強度高,自重輕

鋼材不但具有一定的韌性以及塑性,而且擁有較高的強度,當受到一定應力作用的時候,可以將所產生的應力進行分算,從而實現整體承重效果,盡可能降低應力荷載。和混凝土結構之間進行對比,鋼材中豎向截面的面積要比混凝土結構小很多,因此鋼材使用的不多,不但節約了資金,而且還將建筑的面積不斷擴大。由于鋼結構所具有的重量要比混凝土少些,因此所承受的荷載能力也不高,可以較好的解決地震以及不同種類應力所帶來的傷害,確保高層建筑具有一定的穩定性。

2 高層鋼結構安裝施工技術

2.1 螺栓的預埋

施工人員在進行高層建筑鋼結構施工之時首先要做好螺栓的預埋工作,要將螺栓準確預埋好,從而使其能夠保障鋼柱的穩定性,方便鋼柱的安裝。具體來說,施工人員在施工時要選擇依靠軸線的中心位置作為螺栓的定位點(選擇軸線的偏差不可在2mm以上),并且要找到正確的標高基準(所選擇的高基準點應保持在5mm左右),做好所有預埋打算后再將螺栓進行深度預埋,當然具體的預埋數據還需要根據實際建筑的施工面積而具體確定,總而言之其最終目的就是為了保障接下來安裝鋼柱時的安裝質量。另外,在預埋螺栓過程中一定要伴隨著嚴格的檢測,檢測主要在兩個階段執行,第一個階段是在找到正確的軸線定位點后,第二個階段是在預埋完螺栓之后的填土澆筑固定過程中,在這兩個階段中施工人員都需要嚴格按照相關規定對螺栓的預埋工作進行嚴格的檢測與復查,從而保證其預埋的準確度,方便后面鋼柱的安裝。

2.2 鋼結構的吊裝施工與安裝

2.2.1 鋼柱固定工藝

當鋼柱吊裝到制定地方以后,利用相應設計中的耳板以及連接板,使用螺絲進行確定。在固定的前期階段,需要對鋼柱的高度、偏移等相關參數做好適當的調節。相關人員在對鋼結構進行安裝的過程中,一般應用的是大六角高強螺栓,由于該結構具有較強的穩定性,得到了普遍的應用。除此之外,當鋼柱被吊起的前期階段,需要將相應的設備綁扎到鋼柱上面,然后再將懸挑梁安置到鋼柱上面。

2.2.2 鋼柱的安裝

鋼柱安裝前的準備工作要做好,包括鋼構件預檢和配套、定位軸線及標高和地腳螺栓的檢查、鋼構件現場堆放、安裝機械的選擇、安裝工人的進場等。然后就是鋼柱的吊裝,在建筑結構的鋼結構吊裝中,一般是采用綜合吊裝法,主要的施工工藝是:平面從中間或某一對稱節間開始,以一個節間的柱網為一個吊裝單元,以鋼柱、鋼梁的順序安裝,同時向四周擴散;垂直方向的結構穩定性是由下至上加強的,在同節柱的范圍內的橫向構件,采取由上向下逐步安裝的方式。首先按吊裝順序劃分安裝區域,在各區域平等、同時的施工。一片區域安裝完成后,還應對其進行測量、校正,直到幾個區域全部安裝完成后再進行整體的檢查、校正,然后再以同樣的方式進行下一節鋼柱的吊裝。

2.2.3 鋼梁吊裝工藝

鋼梁吊裝使用的器械是專用扁擔,利用二點吊的方式,吊點位置距離梁端為梁長的1/4,吊裝施工時,梁上可以直接用千斤繩,繩頭應被固定鎖死,再連到扁擔上。鋼梁的安裝順序是:先下層梁、再中層梁、最后上層梁。在鋼梁吊裝就位前,必須先對鋼柱校正,這一環節不能失誤,是保證鋼梁吊裝準確的保證。鋼梁吊裝就位后,每個節點必須對齊節點板上的上、下螺孔。如果無法滿足沖孔的要求,就應進行調節。例如間距小,這需要擴大距離,間距過大,就要用倒鏈拉小間距。調節的范圍必須保證在施工要求允許的范圍內,如果施工條件無法保證,則進行擴孔或更換連接板處理,但是擴孔的最大范圍不得超過1.5mm,如果超過1.5mm,就要根據相關的鋼結構施工要求進行修補。

3 焊接和栓接技術

一般情況下,構件連接形式主要分為以下兩種:一種是焊接;另一種是栓接,依據相應的連接特征及其具體的狀況,采取不同的連接形式。因為焊接技術存在連接緊密的特征,而栓接技術存在容易拆除的特征。所以,相關人員在連接完一套以后不需要再連接第二套,需要使用焊接的形式較為合適。

結束語

綜上所述,鋼結構施工技術所具有的優點得到了相關領域的一致認可,由于鋼材自身就具有很好的韌性、強度等功能,而且質地分布良好,因此有著較強的受力,可以使高層建筑實現穩定的目的。鋼結構的整體施工流程要比混凝土施工流程較為簡單,起到節約成本的作用。因此獲得了相關單位的喜愛。然而因為鋼結構施工技術還處于發展階段,需要相關人員不斷的探索、創新,希望在未來的發展中可以得到廣泛的應用。

參考文獻

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一、引言

近年來,我國在建筑工程上雖然取得了飛速發展,但依然存在一些問題和不足需要改進,在建設社會主義和諧社會的新時期,加強對建筑鋼結構的施工技術及質量的控制,對確保居民的切身利益有著重要意義。

二、鋼結構施工質量的主要特點

1、質量問題對比復雜

隨著鋼結構施工的日益頻頻,質量管理呈現出較強的復雜性,引發鋼結構施工質量的要素越來越多。相同的鋼結構工程,呈現的質量問題可能不一樣;呈現了相同的質量問題,引發的緣由可能不一樣,從而對施工技術人員剖析、判別、處理問題添加了較大的難度,進而影響了鋼結構施工的整體質量。

2、質量問題具有可變性

許多鋼結構工程,開始建成時質量對比過硬。但跟著時刻的延伸和外界環境的發展變化,質量問題會呈現出來。比方:因為應力的效果,一些修建物的鋼結構部件,本來沒有裂縫的焊接呈現了裂縫;有些鋼結構部件能夠長時間承重,致使變形歪曲,產生了較大的安全隱患。

3、施工事端發作頻頻

當前,中國的大多數修建物仍以混凝土為主,對鋼結構施工,許多修建施工管理人員和技術人員還對比生疏。再加上,中國修建施工的主體多為民工,他們絕大多數對鋼結構的施工工藝不知道,致使在施工過程中莫衷一是,易致使施工事端頻頻發作。

4、結果影響對比嚴重

鋼結構工程一旦呈現質量問題,輕則影響工程的順利進行,既形成了施工本錢的添加,又影響了工期。重則致使修建物崩塌,給大眾的人身、產業安全形成嚴重損失,致使對比惡劣的社會影響。

三、建筑鋼結構設計現狀及存在的問題

1、規劃項目層層轉包形成規劃質量降低

當時各大規劃院的規劃使命適當深重,所承包的技術及歸納專業有些規劃收費較高,而鋼布局有些卻是難啃的硬骨頭,費工吃力收費低,不愿意接受鋼布局規劃使命,或許缺少鋼布局的規劃經歷,故通常將鋼布局有些分包給另一單位。

2、規劃深度不行

規劃院將自個的規劃使命轉駕給加工公司,形成質量降低不少規劃單位,鋼布局的規劃水平比較低,承當工程的規劃者多為剛結業不久的博士,缺少實踐經歷,更缺少鋼布局的規劃常識,盲目照搬標準,套程序,對要害技術不進行研究,對所規劃的效果心中沒底,只給出„構件布置圖‟就算完成了使命,而有些布置圖僅僅一個簡略的單線條圖,對要害的“節點規劃”不分具體情況一概選用“全焊接節點”或“全鑄鋼節點”,至于這種節點是不是安全、布局是不是合理、是不是能做出來心中一概無底,將大概規劃的“節點布局”、“支座詳圖”、“施工裝置”等都交給加工公司,規劃院只做到了“方案規劃”或初步規劃的深度,將施工圖交給加工廠,加工廠缺少核算軟件,又將施工圖使命轉包出去,因為這些分包單位缺少專業配套常識,對規劃整體需求不明確,通常所做出的圖紙不符合原規劃需求,存在嚴峻的質量危險。

3、對國外規劃方案不能照抄照搬

因為國外布局工程師對中國地震和風荷載的特殊情況知道得不深,故規劃方案在抗震規劃方面很不合理。

4、規劃未充分考慮施工,給施工帶來極大艱難

一些規劃人員出于經濟利益,整天埋在單位的圖紙堆里,理論脫離實際,不深化現場,不知道施工。

四、鋼結構施工技術在高層建筑施工中的應用

1、鋼布局根底工程的質量操控

鋼布局工程的根底通常都選用混凝土獨立根底,根底的混凝土及鋼筋、模板的施工與其它非鋼布局工程的施工工序及辦法一樣,這兒不予臚陳。和鋼布局廠房有關的常見問題有錨栓不鉛直、根底施工后預埋錨栓水平差錯偏大,鋼柱裝置時柱腳底板很多擴孔,因此給鋼柱裝置帶來差錯,布局受力受到影響,不契合施工檢驗標準需求。所以錨栓施工時,可選用粗鋼筋或許角鋼等固定錨栓,焊成籠狀,完善支撐;或采納其它一些有用辦法,防止灌溉根底混凝土時錨栓移位。

2、加工工藝流程及質量標準

(一)、鋼材的放樣和號料

放樣和號料根據施工圖的需求預留焊接縮短量和切開量,放樣和號料的答應誤差應契合下標的規則:

(二)、鋼材的切開

切開前,應將鋼材的外表切開區域內的鐵銹油污鏟除潔凈,切開斷口不得有裂紋和大于1mm的鐵棱,并應切除邊際上的毛刺,切開面與鋼材外表筆直度不大于鋼材板厚的10%且不大于2mm,鋼材切開辦法的選用見下表:

(三)、選用科學的鋼布局焊接技能

有些工程焊接的難度相對較大,比方,建筑物的布局為雙曲面布局,而且整個建筑物設計了較多的斜柱以及斜撐,再加上鋼板相對較厚,這種建筑物布局對比復雜,需求很多的立焊與斜立焊操作,施工進程以及防護工作難度較大,關于這種建筑物,需求斷定適宜的焊接技能。有些建筑物不只焊接量較大,而且工期對比急迫,關于這類工程,能夠選用二氧化碳氣體維護半自動焊,這樣能夠加速工程焊接的速度,為整個工程的施工節省時刻。

4、加強安全施工的管理工作

安全施工是建筑工程鋼布局施工技能的重要組成部分,關于建筑工程鋼布局施工而言,它的首要特點是高空作業對比多。在建筑工程鋼布局的整個施工進程中,大概需求四十萬顆高強螺絲,盡管螺絲體積較小,可是假使從100多米的高度落下來,后果不堪設想。為了保證施工人員的安全,在建筑工程鋼布局的施工之前,組織必要的辦法設備,比方,安置安全梯、防墜板、纜風繩等設備,防止意外事故的發作。在建筑工程鋼布局的施工進程中,也要加強防護辦法。

5、建筑鋼結構施工塔吊的選擇及使用

(一)、鋼布局塔吊的挑選與裝置

塔吊是建筑工地上的必要設備,也是建筑工程鋼布局施工的關鍵設備之一,塔吊的挑選決定于建筑物的特色、工地的具體條件、鋼布局的分量等要素,在塔吊的裝拆過程中,必定要遵從安全榜首的準則,而且需求思考塔吊的方便性以及可靠性。關于建筑工程鋼布局施工來說,最佳挑選內爬式塔吊,因為假如挑選這種塔吊,能夠不必加固樓層,而且在挑選起重機的問題上,自由性較大,另一方面,選用內爬式塔吊進行鋼布局高層建筑吊裝施工,對塔吊起重才能和起伏需求不像選用附著式塔吊那樣嚴苛。從經濟上思考,為節省本錢,優先選用內爬式塔吊進行鋼布局超高層建筑的施工。

(二)、吊裝的注意事項

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一概述

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100m 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、抗震墻結構體系、框架―抗震墻結構體系、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)。

二、高層建筑鋼結構的施工工藝

1.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。在選擇中,首先鋼筋的質量證明文件應齊全有效,且進場檢驗應符合規范和設計要求。連接套筒應有出廠合格證,材料一般為低合金鋼、優質碳素結構鋼,其設計抗拉承載力標準值應不小于被連接鋼筋的受拉承載力標準值的1.2倍,套筒長為鋼筋直徑的二倍。

2.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。

框架梁應按設計編號正確就位。

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。

腹板則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。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。

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。

三.施工安全措施

(1)鋼梁上需鋪設適當數量的走道板;

(2)吊裝期間需布設安全網,分平網和豎網。

(3)在接柱處要設操作平臺,固定在下節柱的頂部;

(4)在剛安裝的鋼梁上需設置存放施工設備用的平臺;

(5)吊裝前要先將登高鋼梯固定在鋼柱上,在柱梁節點下方安裝掛籃腳手;

(6)施工用的電動機械和設備均須接地,電纜須集中,每層樓面須分別設置配電箱;

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陽江市某綜合大樓分為主體建筑(包括A (95m)、B 座(108m)),裙樓及鋼結構裝飾性建筑。其鋼結構主要分兩種形式,一是主體建筑采用勁性鋼筋混凝土結構混凝土柱內設置十字形鋼柱,鋼柱之間連接采用高強螺栓加焊接。二是其158m 高的裝飾性建筑采用鋼管混凝土框架結構(即結構為鋼管框架,鋼管內澆筑混凝土),框架通過水平鋼梁與中心塔混凝土柱內的十字型鋼柱按樓層逐層連接。連接方式鋼管柱采用焊接,框架梁與鋼管柱、十字柱連接采用拴、焊方式。

1、施工準備階段

在施工準備階段,要重點解決塔吊選擇和布置問題,這是關系到安裝工作能否順利進行的關鍵因素,塔吊是高層鋼結構工程施工的核心設備,其選擇與布置要解決兩個問題,一是塔吊覆蓋面,二是起重量。要根據建筑物的平面布置、現場環境條件、鋼構件的重量及構件堆放場地等因素綜合考慮,做到既滿足施工需要,又滿足經濟需要,并保證裝拆的安全、方便、可靠。布置多臺塔吊時,塔吊高度要高低不同,避免施工時發生沖突。在結合該工程施工時,根據上述

2、安裝階段

鋼結構安裝階段主要包括構件進場驗收、安裝、焊(栓)接。

2.1 構件驗收控制

鋼結構構件的質量是整體建筑質量的基礎,因此鋼構件在進入安裝現場后,應由專業質檢人員按照鋼結構施工圖紙及驗收規范對構件的質量進行嚴格檢查,重點檢查構件的外形尺寸、螺栓孔及零部件的位置。對于構件偏差,部分可在安裝中解決,不可解決的需退回工廠處理。若發現在運輸過程中鋼構件發生變形缺陷后,馬上進行矯正和處理。同時還需要對構件縱橫兩個方向的安裝中心線進行驗收,對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

2.2 安裝控制

該工程鋼結構安裝分兩種不同形式,一是主體建筑鋼筋混凝土柱內置的鋼結構十字柱安裝,二是鋼管框架結構安裝。

2.2.1 十字柱安裝

十字柱一般2-3 層為一節,主要由40mm、30mm 鋼板焊接而成,截面500mm×500mm、400mm×400mm。其特點是剛性較大,安裝后不易矯正。其安裝程序為:復測柱定位軸線、標高十字柱安裝、矯正、驗收鋼筋混凝土結構柱綁筋、支模,同時進行梁及樓板的支模、綁筋,全部驗收合格后進行混凝土澆筑。根據柱的長度,在混凝土施工2-3 層后,進行下一節柱的安裝,直至主體結構全部完工。在十字柱安裝過程中出現的主要問題是底部鋼柱在安裝后,其軸線、垂直度均符合規范要求,但上層混凝土結構施工完畢后,在樓板上重新測量、彈放軸線后,發現鋼柱軸線發生偏移。經分析導致軸線偏移的主要原因有二個方面,一是混凝土柱澆筑方式,澆筑時基本是從柱的一側進行,對鋼柱形成擠壓。二是由于每根鋼柱都是獨立的,無鋼梁與其他鋼柱連接,相互之間不能形約束,外界因素易對其形成影響。如環境溫度、測量時間、兩柱接口焊接變形等。針對上述原因,采取混凝土澆筑時從鋼柱四周均勻進行?,鋼柱安裝的測量工作選擇在無陽光直射、環境溫度較低時進行,一般在九點之前進行測量。為防止鋼柱焊接變形引起柱垂直度偏差,每一根鋼柱采用雙人對稱焊接。對于已經偏移鋼柱的調整,采用鋼柱接頭錯邊、調整上節柱垂直度,使柱軸線偏差逐步達到規范要求。調整時接頭錯邊、垂直度不能超過國家規范標準的允許偏差值。采取這些措施后,在后續安裝中取得了較好的結果,保證了施工質量。

2.2.2 鋼管框架結構安裝

鋼管混凝土框架結構安裝,鋼管為800mm×16mm,為防止鋼管內混凝土澆筑時發生離析,鋼管設計長度2 層為一節。其安裝程序為:復測柱定位軸線、標高鋼管柱安裝一柱水平支撐安裝及柱與中心塔連接的鋼梁安裝柱垂直支撐安裝柱垂直度、柱頂標高測量混凝土澆筑。循環進行下一節柱安裝。在安裝過程中,為保證工程質量,重點要控制以下幾個方面。

2.2.3 測量儀器選擇與控制

由于工程建在市區,周圍空間狹小,普通測量儀器有時無法進行測量,因此主要測量儀器選擇全站儀和激光鉛垂儀,經緯儀,水準儀配合使用。對于選定的測量器具必須經國家法定的計量部門進行校驗。高層、超高層建筑施工周期較長,尚需按規定檢測周期對測量器具進行定期校驗。

2.2.4 鋼柱定位軸線控制

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及控制樁。架設測量儀器的位置,要求以能滿足通視、可視為原則。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,這同時也保證了柱子安裝的垂直度。使每節柱子安裝正確無誤,避免產生累積誤差。

2.2.5 鋼柱標高控制

鋼柱標高的控制一般有二種方式:按相對標高安裝和按設計標高安裝。該工程由于鋼結構框架要與中心塔逐層通過鋼梁連接,標高的控制標準要求高,因此采用按設計標高安裝。安裝時以土建工程中心塔的標高來控制第一節鋼柱底面標高,以每節柱為單位進行標高測量。在安裝過程中,由于每節柱接頭部位焊接時會產生收縮變形且安裝的上部構件荷載會造成壓縮變形,因此每節柱的測量數據必須完整、準確的記錄下來。累積的變形值無法在安裝中調整時,變形值要加到上部柱的制作長度中去,使每根鋼柱的總體長度與設計總長度相一致,達到國家施工驗收規范的要求。

2.2.6 鋼管框架整體安裝控制

在第一節鋼柱全部安裝完成且檢查合格后,按上述施工順序,開始安裝柱水平支撐、鋼梁和垂直支撐。連接方式為高強螺栓加焊接,在實際施工過程中,由于支撐截面大、分布密集、連接形式復雜、焊縫長,焊接后,如果焊接變形引起柱垂直度超差則很難矯正。針對這種情況,為避免焊接變形對柱垂直度的影響,支撐的焊接工作安排在鋼管柱澆筑完混凝土且在混凝土達到一定強度后進行。另外需要注意的一點是上部鋼柱全部安裝完成后,上、下鋼柱接口的焊接要在上部柱所有支撐全部安裝、調整完成且高強螺栓安裝完畢后進行。采取這兩條措施對鋼柱垂直度起到了很好的保證作用。

2.3 高強螺栓安裝和焊接的控制

2.3.1 影響高強螺栓安裝質量的因素很多,對現場施工來講,重點要控制:一是摩擦面。鋼結構摩擦面一般由工廠加工完成,但夾板在運輸及現場施工過程中,難免碰撞變形或被污染,在實際工作中,真對這種情況,夾板采取分類裝箱運輸,現場分類堆放。鋼構件的摩擦面粘貼膠帶予以保護,安裝時清除。二是安裝、緊固。在安裝過程中經常出現孔位局部偏差,這種情況只允許使用鉸刀擴孔,嚴禁使用氣割擴孔。高強螺栓群的緊固順序應由中心逐層向外擴展。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。

2.3.2 在此項工程中,鋼管柱與鋼管柱之間連接采用焊接,鋼管柱與支撐之間,十字柱之間的連接采用高強螺栓加焊接,所有的焊接坡口形式均為單坡口帶襯板,焊接質量要求為全熔透焊接。在焊接工作中多次發現焊縫檢測不合格原因是由于襯板未貼緊母材或襯板變形導致,因此焊接中除正常要求外,對一些影響焊接質量微小因素也要控制。

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某大樓東西長57m,南北寬26.8m,共計九層。該工程結構形式采用鋼框架結構,筏板式基礎。鋼柱底部與基礎采用外包式柱腳連接。鋼柱為500×500H截面,腹板厚度為16mm,翼緣厚度為25mm,采用場外加工。鋼梁采用H型鋼。梁柱節點采用10.9級M30高強螺栓連接。地腳螺栓M30,螺母和墊圈為Q235鋼。水平結構中樓板為鋼筋混凝土壓型鋼板組合結構,壓型鋼板與鋼梁間采用栓釘連接,鋼結構采用防銹漆防腐。主體鋼結構防火設計中鋼梁涂刷防火涂料,鋼柱外包加氣混凝土砌塊。內墻采用加氣混凝土砌塊,外墻采用橫板圍護。 2 特點

1)民用建筑中采用鋼結構做法與傳統結構形式區別較大,施工中可借鑒的經驗不多,須做好前期細部設計,尤其是裝飾裝修與主體結構的結合;2)加工精度要求高,要加強構件加工工序質量控制及安裝順序的合理安排;3)焊接工作量較大,焊接質量要求嚴,對特殊工種人員的勞力組織及專業技能要求高;4)由于鋼結構高空作業防護難度大,施工中安全管理要引起高度重視,嚴格安全操作規程,強化全員安全意識。

3 工藝原理及關鍵技術

1)對原鋼結構設計圖進行了細化擴大節點設計,并達到了構件制作與整體安裝的質量標準要求;2)采用先進、合理的加工機械設備(模具),防止構件出現焊接變形,提高鋼結構框架安裝精度;3)工序上進行了改進,在保證空間框架剛度的前提下,先安裝完全部鋼框架主體結構后,再安裝各樓層板;4)對高層鋼結構工程內外裝飾裝修設計,采用科學合理的連接方式進行裝飾施工。

4 工藝流程及操作要點

4.1 鋼結構節點細化設計

1)應用繪圖軟件對鋼結構框架節點結構按平、立、剖面進行1∶1繪圖放樣。施工圖紙細化設計,達到構件制作與整體安裝的質量標準;2)利用鋼結構計算軟件進行各類構件的受力計算,利用CAD圖形設計平臺對復雜連接節點和復雜構件放大樣,建立鋼結構符號節點庫,實現圖形信息微機化。

4.2 加工制作鋼結構構件

鋼結構構件全部采用場外加工,其中鋼柱每節按三層分段。在加工過程中要做好質量控制,并按照設計施工圖和GB 50205-2001鋼結構工程施工及驗收規范的規定進行驗收。

4.3 鋼結構安裝

4.3.1 構件驗收、矯正

鋼構件在進入安裝現場后,由專業質量檢測人員對構件的質量進行檢查。彈出鋼柱的安裝軸線,若發現在運輸過程中鋼構件發生變形缺陷后,馬上進行矯正和處理。

4.3.2 地腳螺栓安裝工藝

將地腳螺栓全部用上、下螺帽固定在鋼套板上,用Ф8的鋼筋將地腳螺栓焊接固定在基礎主筋上,加固完成后進行混凝土澆筑。待上部結構安裝調整完成后對所有鋼柱底板下的間隙用C40細石混凝土進行二次灌注。

4.3.3 安裝與校正

(1)安裝順序:按結構平面形式分區段繪制吊裝圖,吊裝分區先后次序為: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,先柱后梁、先主梁后次梁吊裝,使每日完成的工作量可形成一個空間構架,以保證其剛度,提高抗風穩定性和安全性。

(2)鋼柱的安裝:為了便于調整柱的垂直度,在預埋螺栓上先擰上數個螺母(至少4個),全部擰到接觸基礎面,并用水平儀找平后,開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時,為了防止意外事故出現(如雷雨天氣,必須停工),在柱的上端活系兩根纜風繩,可以四個方向臨時固定,也可用來調整垂直度。測量校正。鋼柱吊裝就位后,用兩臺經緯儀和水平儀對鋼柱進行測控,微調通過調整柱底腳板下的螺母來實現。

(3)主次橫梁的安裝:在第一個空間受力單元的4根鋼柱安裝完后,便可安裝柱之間的主橫梁和次橫梁。在吊裝過程中對吊點進行計算和試驗。安裝過程中先用撬棍插入鋼梁兩端的螺孔內,再將臨時螺栓擰入,待結構安裝精度調整達到標準規定后,將高強度螺栓自由穿入栓孔內。高強度螺栓的安裝順序原則上是以接頭處剛度較大的部位向約束較小的方向進行,擰緊順序是由螺栓群中心向四周進行,高強度螺栓緊固分為初擰和終擰,初擰扭矩一般控制在終擰扭矩的50%左右。

(4)焊接:梁、柱安裝采用手工電弧焊。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。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與梁節點,其次焊底部柱與梁節點,最后焊中間部分的柱與梁節點。在焊接頂層柱與梁節點時,應先焊柱頂垂直偏差較大的部位,以利用焊接后收縮變形應力達到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴散施焊。

(5)鋼柱加長連接:鋼柱安裝順序同首層,用高強螺栓將腹板兩側夾板緊固連接。在連接時,為避免造成軸線的積累誤差,則必須注意每節柱的定位軸線均應從地面控制軸線直接引出,以保證整根柱在允許偏差范圍內。調整好后進行高強度螺栓初擰,待本層第一個空間結構受力單元安裝完畢并檢測合格后,對鋼柱連接螺栓進行終擰。

4.4 鋼結構與裝飾材料連接方法

(1)全隱框鋁合金玻璃幕墻:幕墻龍骨與H型鋼柱的連接件采用180mm×100mm×10mm角鋼(L=100mm),型鋼表面熱鍍鋅防腐處理,龍骨為180系列隱框鋁合金型材,玻璃為中空鋼化鍍膜玻璃。本工程幕墻龍骨采用型鋼連接件直接焊于H型鋼梁上,焊接形式為滿焊,焊縫高度不小于8mm,焊接完按要求對焊點進行防腐處理,施工節點圖見圖1。

(2)型鋼骨架金屬幕墻:本工程中外墻采用金屬夾芯橫墻板。幕墻龍骨采用方管,方管與H型鋼柱的連接件采用110mm×70mm×10mm角鋼(L=200mm),與主體H型鋼柱豎向間隔900mm焊接一個固定點,焊接形式為滿焊,焊縫高度不小于7mm;龍骨為180mm×70mm×20mm×3mm C型檁條。主體結構跨度為7.2m,C型檁條水平放置時,跨中撓度較大,影響受力要求,因此在跨中采用50角鋼豎向作支撐,節點圖見圖2。

(3)樓地面工程:樓板混凝土底模采用壓型鋼板,規格為YX-76-344-688,厚度為1mm,壓型鋼板與鋼梁之間連接用栓釘規格為16×110mm,間距400mm?;炷翝仓耙炈銐盒弯摪宓膹姸群蛣偠取?/p>

5 質量要求及技術措施

1)專職質檢員對大型焊接、軋制H型鋼等主要材料認真進行質量驗收;2)構件上連接孔的孔徑、孔距進行全部跟蹤生產檢查,對樣板、模具、胎具每天至少檢查一次;3)鋼結構工程所采用的鋼材應附有鋼材的質量證明書,各項指標應符合設計文件的要求。

6 安全措施

1)設立管理組織體系,委派專人負責工程項目及有關安全防火工作,專人了解各工種的安全操作規程,設立各級安全生產崗位責任和定期安全檢查制度、安全教育制度等;2)施工前對管理人員、施工人員進行現場教育,介紹有關安全生產管理制度及規定和要求;3)施工人員進入施工現場,必須佩戴安全帽,高空作業要有安全帶。冬季構件表面結霜,在構件上行走應系好安全帶,穿防滑鞋。拆除的臨時螺栓、手頭工具應拿穩當或裝入工具袋,嚴禁隨意亂扔。穿著防護用品,如電焊手套、護目面罩、絕緣膠鞋;4)吊裝前檢查起重設備、吊具是否符合安全要求,否則不得使用;5)吊裝現場地面平整堅實,松軟的土層要夯實或加墊木以保證吊裝機器穩定作業。

7 結束語

隨著我國經濟的長足發展和鋼產量的大幅提高,鋼結構在我國的應用日漸廣泛,而鋼結構本身所具有的許多優越特點正逐漸被重視,這也是鋼結構工程日益增多的原因之一。為此,國家建筑技術政策也隨之發生了變化,即由以往限制使用鋼結構轉變為積極合理推廣應用鋼結構,從而進一步促進了鋼結構工程的發展。

參考文獻

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