高层建筑钢结构在土建工程中的应用研究韩国祥 王成生

发表时间:2020/7/14   来源:《建筑实践》2020年6期   作者:韩国祥 王成生
[导读] 随着城市的不断发展,各种形式的建筑逐年增加

         摘要:随着城市的不断发展,各种形式的建筑逐年增加,其中混凝土结构在住宅建筑、商业建筑和部分工业建筑中普遍使用,钢结构在工业建筑中和少数商业建筑中已使用较多。与混凝土结构相比,钢结构具有质轻、截面面积小、强度高等优点,但缺点是耐火性能差,会因失稳而发生事故。为减少钢结构事故发生率,钢结构建设时应对设计、原材料和施工等方面进行有效控制,其中设计是钢结构建设阶段的重要环节之一。
         关键词:高层建筑;钢结构;土建工程;应用
引言
         近年来,随着我国建筑行业的快速发展,各种新技术、新材料被应用到建筑施工领域,对提高工程施工效率和施工质量起到了较好的积极作用。而高层建筑钢结构就是当前土建工程中较为常用的一种技术,能够充分满足我国人民对工程质量和安全等各方面的要求,且可以进一步降低工程资金的浪费,使土建工程的整体效益得以提升。但是在应用高层建筑钢结构技术的时候,也要充分认识到这一技术的缺点,以便能够对其进行灵活运用,促进工程施工技术水平的提升,为高层建筑施工技术的发展提供有利支持。
1钢结构特性分析
         当前建筑行业所用的钢结构主要由钢板原料、冷轧薄壁钢板以及热轧钢等构成,相对于钢筋混凝土结构而言,钢结构具有自重轻、塑性好的特性。除此之外,钢结构有着优异的柔韧性,可以满足工程施工的各项技术要求,从而得到了业内的广泛认可。在钢结构建设过程中,有必要根据结构的功能要求,选择各类材料,以最高效和经济地完成建设任务。尤其是在大跨度结构的施工中,考虑到钢材的韧性和塑性性能,钢结构的优越性得到充分的应用。部分建筑物对稳定性有着很高的要求,一般来说也可优先考虑钢结构,因钢结构的应用荷载状态与理论受荷有着良好的拟合性,拥有极高的可靠性。建筑钢结构的施工过程相对简单,属于建筑装配式施工的一种,考虑到其材料种类单一,钢结构的受力体系和荷载传递往往较为明了。在相同荷载作用下,钢结构的自重远低于钢筋混凝土结构。不仅能够降低建筑结构本身的自重,还可减少建筑材料的运输费用和劳务施工费用,一定程度上降低了工程造价。相较于混凝土结构,钢结构最大的缺点是耐高温性能及耐侵蚀性能较差。当项目现场施工环境温度达到160℃以上时,钢结构的强度将会剧烈下降,从而引发结构承载力不足而失稳,有可能造成严重的事故或后果。为此,应加强对钢结构的保护,如在钢结构表面布置保温层,该方法可以有效地解决高温问题,但会增加施工建设成本。
2高层建筑钢结构在土建工程中的具体应用分析
         2.1吊装施工技术
         在进行高层建筑钢结构施工的时候,需要借助各种设备设施对钢梁、钢柱等等进行吊装,确保整个吊装施工过程的安全性及有效性。在进行吊装施工的时候,施工人员必须要充分考虑到竖向荷载对钢柱产生的负面影响,避免因竖向荷载过大造成钢柱变形等不良状况,从而保证吊装施工的整体质量[3]。同时,施工人员需要充分掌握钢柱的设计长度,对钢柱的实际长度进行检查,使其能够达到工程施工的要求。在钢柱的实际长度与设计长度相符的情况下,不能对其进行随意更换,以此保证工程施工的科学性和严谨性。其次,在进行施工操作前,需要做好施工人员的安全防护,通过绳索和栏杆对其进行保护,并利用钢梁的跨度对打孔位置进行确定,之后做好吊耳的焊接工作,使其能够成为满足工程施工需求的吊装点。
         2.2地脚螺栓预埋技术
         在高层建筑的钢结构中,地脚螺栓预埋技术的最常见的一项技术,可是在具体应用的时候,要重视螺栓位置的设计,如果设置不合理很容易提升钢柱安装的难度。所以,施工人员要依据施工现场的实际情况,根据有关标准明确螺栓预埋水平和垂直标高。再依据设置好的位置,严格控制误差范围。
         2.3焊接技术
         钢结构技术应用中,需要对钢结构连接处进行焊接,焊接工作运行质量将会影响后续工程施工质量。为了保证焊接工作能够达标,要求施工人员必须持有专业焊接技术等级证书,持证上岗后才能开始工作。

在焊接中需要用到的材料与机械设备,要求施工之前就准备好,提前预制焊接计划书和施工图纸。施工中按照计划要求,根据图纸说明进行焊接,保证焊接工作有据科学。在焊接施工中,不能为了降低成本而使用质量不过关的焊条,这样做将会导致材料后期使用中发生裂缝问题,严重影响建筑结构的承载力。焊接完成后,要求施工人员对焊接部位进行检查,查看是否有焊接变形问题,如果发现变形应立即更换焊条,重新焊接。
         2.4选材与连接
         目前,可以在土建工程中选择钢结构材料,包括低合金结构钢、优质碳素钢和普通碳素钢。由于碳钢具有相对较好的硬度和强度,以及较低的可塑性,碳钢通常被选作结构钢的建筑材料。在实际的土木工程施工过程中,在应用钢结构时,必须通过焊接或连接高强度螺钉有效地连接钢结构。如果使用高强度螺钉连接,则必须保证螺钉的精度。
         2.5螺栓连接技术
         在进行土建工程的施工过程中,钢结构的螺栓连接是否紧密直接影响着工程的稳固性,是保证工程使用寿命及使用安全的重要因素。因此,需要确保施工人员能够熟悉运用螺栓连接技术,其中包括了螺栓的安装、螺栓的紧固等等,只有保证螺栓连接的质量达到要求,才能够开展下一道工序的施工。在完成螺栓结构的架设之后,需要根据工程构件的情况进行合理的矫正,防止出现螺栓错位、螺栓变形等不良状况。同时,在进行螺栓的施工过程中,需要从同一个方向进行螺栓的穿入,对每一个细节进行有效管控,以此确保螺栓安装的整体质量,为工程施工的开展提供有利环境。若是在螺栓的安装中出现无法穿入螺孔的情况,需要利用铰刀对其进行调整,使螺栓能够顺如穿过螺孔。
         2.6油漆技术
         在土建工程中应用钢结构施工技术,钢结构属于金属性材料,在雨水侵蚀作用下也会遇到生锈问题。对此,要求施工人员及时对钢结构材料进行除锈工作。具体操作如下:(1)为钢结构材料刷油漆之前,应做好材料的清洗与打磨,确保材料表面干燥,没有水渍和杂质存在。刷油漆的时候不能涂抹到柳丁孔,建议刷两次油漆,必要时还要再刷第三次。(2)钢结构材料属于节能环保型建筑材料,而外部涂抹的油漆材料却会生成有机废气,其含量有甲苯和二甲苯等。因此,为了实现钢结构施工技术的节能环保特点,工作人员刷完油漆之后,应该对有机废气进行回收,确保施工区域空气安全,不会影响人们的健康。
         2.7抗氧化技术
         在钢结构的焊接完成之后,必须进行后续维护工作,以避免钢结构氧化并损害其使用寿命。在这个阶段,需要科学合理地选择抗氧化技术,如涂料的应用。为确保涂料在防止氧化方面发挥有效作用,在涂覆涂料之前,必须仔细清洁金属表面,以消除钢表面的任何氧化痕迹,且除尘需要手动操作。先用钢丝刷反复抛光钢结构的表面,以去除生锈,然后将其涂上磷化底漆,干燥1.5h,然后刷涂。在喷涂涂料时,应采取有效措施防止涂料掉落,并确保涂料均匀明亮。
结束语
         综上所述,高层建筑钢结构是土建工程中不可或缺的重要部分,但是钢结构本身不仅具有较高的优势,也存在着一些劣势,这就需要加强技术研究,以便能够在改进技术的同时,帮助施工人员更好地应用高层建筑钢结构,从而满足土建工程各方面的要求,促进土建工程施工技术水平的提高。
参考文献
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[3]李斌.论建筑工程中钢结构设计及安全施工对策[J].建材世界,2018,39(02):59-61+72.
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