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摘要:随着城市化进程的不断加快,各个城市内部都出现了较多的高层建筑项目,建筑施工技术水平也不断提升,使得我国建筑行业飞速发展。在开展高层建筑项目建设施工的过程中,钢结构管理是一项综合性能较强的工作,其是整个工程项目中最重要的环节。换言之,在整个建筑项目施工的过程中,钢结构方案的设计水平以及钢结构基础的管理水平对工程质量有着重要影响。
关键词:高层建筑;钢结构;施工技术
1钢结构概况
1.1钢结构的定义
钢结构就是由钢制材料组合的结构,是主要的建筑结构。其结构是由型钢、钢板制成的钢柱钢梁构成的,各部件之间一般采用焊缝和螺栓和柳钉来进行连接。由于钢结构自重轻,施工简便,所以被广泛应用。
1.2钢结构的发展
中国早期的时候铁结构有很大的发展,但是因为封建制度的束缚,再加上当时科技落后,所以一直处于铁制建筑物水平。在十九世纪末,我国开始使用现代化钢结构,新中国成立之后,在钢结构的应用上开始有不断的发展,质量和数量上都远远超过以前的水平。钢结构建筑的数量标志着国家和地区的经济实力和经济程度,2000年后,我国的国民经济呈增长状态,钢产量也随之增高。在2008年奥运会的推动下,出现了钢结构建筑,由于市场需求,钢结构建筑迅猛发展,建立了一大批的高层建筑钢结构。钢结构的施工技术具有一流的水平,比如国家体育场等。
1.3钢结构的优缺点
钢结构能够广泛应用于建筑中,主要是因为钢结构自重较轻、环境污染少、施工周期短和抗震性能好的优势;但它还有耐火性差和耐腐蚀性差的致命缺点。
1.3.1钢结构的主要优点。钢结构的施工周期短,能够应用于工厂化生产和现场安装,能够缩短施工周期;钢结构室内空间大:钢材的抗压性和抗侧压性是混凝土的1.5倍,在相同强度下能够缩小截面增大有效空间;钢结构能够可循环利用:施工材料能够实现钢材的再生利用,能够减少大量的建筑垃圾。
1.3.2钢结构的主要缺点。钢结构的耐火性差:钢材的导热系数要远远大于钢筋混凝土的,但是它的耐火性能要比混凝土结构差,如果其温度到600°C时,钢结构的刚度和强度趋近于零;耐腐蚀性差:因为钢材表面的铁原子能够和空气氧化成氧化铁锈,锈蚀能影响到钢结构的安全使用,会提前破坏掉钢结构,因此要进行有效性的防腐。
1.4钢结构的特点
(1)材料强度高,自重较轻:钢材强度较高,弹性模量高。其密度比值要比混凝土和木材相对较低,所以在受力条件相同的情况下钢结构的构件截面小,自重轻,有利于运输安装,使用的结构具有跨度大,高度高,承载重。(2)钢结构的钢材韧性塑性好,材质均匀,钢结构的可靠性高:能够承受冲击、动力载荷,有很好的抗震性能。钢结构材质均匀,使用于同性材质。由于钢结构的工作性能比其他材质更符合计算理论,因此钢结构的可靠性能高。(3)制造和安装机械化的程度高:钢结构的构建在工厂制造和工地拼装方面提供了便捷。工程的机械化制造钢结构的生产效率高、成品的精度高。因此钢结构是工化程度最高的。(4)钢结构密封性能高:因为焊接结构能够完全密封,所以它的气密性和水密性很好。
2高层建筑钢结构施工技术
2.1塔吊的选择、布置以及装拆
随着社会经济的发展,建筑行业的发展重点也愈发向着高层建筑方面转变。和普通建筑相比,高层建筑项目具有一定的特殊性,因此施工过程对建筑物自身的结构稳定性提出了更高的要求。在实际开展施工的过程中,应用频率最大的设备,同时也是整个项目施工过程中的核心设备,只有选择型号和效率符合实际施工过程的设备,才能保证项目实际的施工质量和效率。因此,必须综合考虑钢结构自身重量、规划和建设过程中的布局以及实际的现场施工条件选择最合适的塔吊设备,并且还要考虑塔吊设备安装和拆卸过程的安全性和可靠性。比如,在实际施工过程中,应该通过综合考虑项目实际情况、施工现场的具体地理位置、结构自身形状和构建特点等因素,选择最符合项目实际要求的塔吊设备。此外,为了保证设备吊装过程可以符合垂直运输的需求,需要根据实际的施工要求对设备进行合理地调整和布置,为设备后续应用过程中的稳定性和安全性提供保障。大型内爬塔吊设备在爬升的过程中,为了保证整体施工效果,需要直接应用封吊顶升的方式来开展施工操作,如图1所示。在塔吊设备顶升的过程中,为了有效提高顶升过有汽车吊才能有效解决大型内爬塔吊设备拆除过程中所遇到的难题。
2.2吊装技术要点
高层建筑中在进行钢结构安装时多会使用吊装法。施工单位应采用科学、合理的吊装次序进行施工。首先,钢结构柱体的吊装工作应从建筑主体框架结构的柱体开始,由建筑柱体结构的中心逐渐向四周扩散。在钢柱安装之前,必须做好钢柱的检查校核工作,保证标高和定位轴线的准确性,尽量避免微小误差的产生。其次,需要进行建筑楼板以及主梁、次梁的吊装工作。其中,在每一节的钢结构柱体吊装工作完成后,需要通过激光经纬仪或者校正仪来全面、准确的测量钢结构柱体的轴线位置,并根据得到的实际数据,用专业的垫板和钢楔对其进行适当的调整,在保证各项相关数据都符合建筑工程的施工标准后,再进行连接工作与焊接固定。在主梁的吊装与安装位置校正时,应按焊接设计工艺标准留出焊缝的收缩量,吊装后应将连接用高强度螺栓拧紧三次。
2.3焊接技术要点
第一,不同内容的焊接工艺需要由具备相应专业焊接技术的工作人员来完成,焊接技术工作人员在上岗前必须经过严格的培训与考核,以保证其自身能力满足钢结构高层建筑的施工需求。第二,保证焊接施工的环境。由于钢结构的焊接工作通常需要在露天的环境下进行,且通常为高空作业,因此需注重对施工环境的合理控制,在温度与湿度不满足施工标准的时候应立即停止施工。特别注意的是在对焊缝进行热处理的时候,应合理控制温度的升降速度,并采取相应的保温措施,保证钢结构施工工作的顺利进行。第三要注重对焊接质量的检查与验收,应针对不同类型的焊接工艺,采取相应的检验方法,全面、准确的检测焊接的长度以及厚度等数据,焊缝表面不应出现气孔、裂纹等质量问题,在保障焊接质量后再进行下一道工序的操作,以保证焊接工作的牢固性与可靠性。
2.4涂装技术要点
为了保证钢结构的安全性与稳定性,钢结构的建筑施工应特别注重钢结构的防腐工作与防火工作。传统的钢结构防腐和耐火通常采用热镀锌技术,这种涂装技术虽然性能良好,但工艺较为复杂,加工成本非常高昂,对高层建筑整体造价控制会有较大压力。目前施工单位一般使用防腐涂料与防火涂料来对钢结构进行涂装。在涂装之前,首先要对涂覆材料进行检验检测,然后对钢结构表面进行清洁处理工作,涂装时要保证涂料涂刷的均匀性,厚度必须达到防腐耐火性能标准。最后,钢结构的外层还要涂刷一层面漆,保证钢结构使用性能的同时还可以增强建筑的美观性。
结束语:
综上所述,钢结构具备诸多优势,能够满足超高层建筑多方面施工要求,应结合钢结构特点和综合性能规划合理的安装施工技术,强化钢结构在超高层建筑施工中的作用效果,不断提高钢结构在超高层建筑中的安装水平,在提升超高层建筑整体施工质量的同时,实现我国建筑行业稳步发展的目标。
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