高层建筑钢结构施工技术研究

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　　摘要：随着经济的迅速发展,大型建筑越来越多,钢结构以其大跨、轻型、重载、高耸、结构性能好、整体性强、抗震性佳、造价低、施工速度快,环保等诸多优点,在建筑业被越来越广泛的重视和应用。本文结合作者多年工作经验,简要介绍了高层建筑钢结构施工的优点,并详细分析了钢结构施工工艺及质量控制要点,以供参考。
　　关键词：高层建筑 钢结构 施工技术
　　
　　近年来随着我国经济高速发展和人口城市化进程不断加快,我国高层建筑建设得到空前的发展。钢结构工艺具有强度高、自重轻、平面布置灵活、造型美观、适用于软地基、施工速度快、工期短、环保和使用过程中易于改造等优点,在高层建筑中得到广泛的应用。
　　一、高层建筑钢结构施工的优点
　　1、施工周期短,用于施工的钢构件可以在厂制作,在现场安装。
　　2、建筑空间大
　　3、可循环利用
　　二、高层建筑钢结构施工工艺及质量控制要点
　　1、做好施工前的准备工作
　　首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。其次要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。
　　2、钢结构施工技术要求
　　1)塔吊的选择、布置及装拆
　　塔吊是高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。而且,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。
　　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)螺栓安装
　　高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行,螺栓穿入方向要一致。一般应以施工便利为宜,对于箱形截面部件的接合部,全部从内向外插入螺栓,在外侧进行紧固。如操作不便,可将螺栓从反方向插入。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时,根部的垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头,安装尾部的螺母垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。严禁强行穿入螺栓,如不能穿入时,螺孔应用绞刀进行修整,用绞孔修整前应对其四周的螺栓全部拧紧,使板叠密贴后再进行。修整时应防止铁屑落入叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周围的毛刺,同时扫清铁屑。
　　4)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。首先要确定焊接顺序。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。另外还要确定焊接参数。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。
　　3、做好安全施工
　　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。
　　三、高层建筑钢结构施工需要重点强调的几个问题
　　高层钢结构建筑施工技术难度大,施工工艺比较复杂，为保证施工质量,达到预期控制目标，在实际工作中我们必须做到以下几点：
　　1、充分正确理解节点深化图,合理的制定施工工艺。
　　2、根据施工特点合理选用机械设备,特别是塔式起重机的选用,并要考虑其装拆的可行性。
　　3、根据不同的结构特点、焊接形式及气候条件选用合理的焊接工艺及参数,不能一概而论,盲目照搬。
　　4、结构构件的加工顺序及进场数量要充分考虑现场堆放条件及吊装设备的吊运能力。
　　5、 严格工厂制作工艺,减少现场处理数量。
　　6、测量控制要做到分区段、分层次、分阶段进行闭合、校正,防止累计误差的产生。
　　7、安全防护要及时跟进,措施要严密,检查要到位。
　　
　　参考文献：
　　[1] 陈绍蕃主编,房屋建筑钢结构设计,中国建筑工业出版社,2007年08月.
　　[2] 熊建国.浅谈钢结构建筑施工技术和管理[J].中国新技术新产品,2010,(2).
　　[3] 焦民顺.浅谈高层建筑钢结构的应用[J].中国建设信息,2009,(12).

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