基于高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

鄧 瑞 芬

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

基于高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究

鄧 瑞 芬

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

對(duì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹，從地腳螺栓預(yù)埋、鋼柱吊裝、鋼梁吊裝、鋼結(jié)構(gòu)焊接等方面探討了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點(diǎn)，并提出了具體的施工建議，以確保高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量安全。

高層建筑，鋼結(jié)構(gòu)，吊裝，施工技術(shù)

0 引言

在高層建筑建設(shè)過程中，鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)作為工程中的控制難點(diǎn)與重點(diǎn)，其吊裝設(shè)備、吊裝方法以及吊裝技術(shù)的選擇直接關(guān)系到整個(gè)工程施工的質(zhì)量安全。在實(shí)際工程施工中，面對(duì)鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜性，如何有效地避免鋼結(jié)構(gòu)吊裝與混凝土結(jié)構(gòu)施工的交叉，提升施工整體的協(xié)調(diào)性，就必須重視工程鋼結(jié)構(gòu)吊裝的順序和吊裝技術(shù)選擇，確保施工質(zhì)量安全。本文就高層建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了研究分析，介紹了鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了施工相關(guān)建議，對(duì)未來我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的發(fā)展具有積極的意義。

1 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

為確保高層建筑施工的質(zhì)量安全，因其鋼結(jié)構(gòu)具有諸多優(yōu)點(diǎn)在高層建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)提升工程質(zhì)量、保證施工進(jìn)度有積極的作用。任何事物有利有弊，鋼結(jié)構(gòu)也是如此，其具有的缺陷與不足給工程施工帶來一定難度和不利影響。因此在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，需要發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)，將缺點(diǎn)帶來的不利影響降到最低，進(jìn)一步保證施工質(zhì)量。

1)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成，與其他材料結(jié)構(gòu)相比存在較大的優(yōu)勢(shì)：

a.材料強(qiáng)度高。

在跨度和荷載較大的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件中，鋼結(jié)構(gòu)與其他建筑材料相比，如木材、磚石以及混凝土，其材料強(qiáng)度高、塑性和韌性較好，在高層建筑施工中得到了廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)塑性好，能最大程度避免一般條件下因超載而突然斷裂；鋼結(jié)構(gòu)韌性好，提高了結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性；良好的吸能能力和延伸能力使得鋼結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的抗震性能。由于鋼材材料強(qiáng)度高，制造成的構(gòu)件截面小、壁薄，在受到一定壓力時(shí)需要滿足穩(wěn)定的要求，其強(qiáng)度有時(shí)無法充分地發(fā)揮。

b.材質(zhì)均勻。

鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織較為均勻，在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的，可以看出鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況與工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合。在冶煉與軋制鋼材過程中，往往質(zhì)量可以得到嚴(yán)格地控制，材質(zhì)波動(dòng)范圍較小。

c.制造簡(jiǎn)單，施工周期短。

鋼結(jié)構(gòu)所用的材料是成材，往往使用機(jī)械操作加工，流程較為簡(jiǎn)單，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠中加工制作而成，具有較高的精確度。

2)鋼結(jié)構(gòu)的不足。

鋼材表面的鐵原子在環(huán)境中發(fā)生氧化反應(yīng)，使其表面生成鐵銹，大大降低了鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，不利于建筑后期使用的安全性與穩(wěn)定性。另外，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比，其導(dǎo)熱系數(shù)較大，耐火性能差，所以在鋼結(jié)構(gòu)使用過程中，應(yīng)該重點(diǎn)考慮抗火這一性能。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1)地腳螺栓預(yù)埋。

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，所采用的螺栓一般包括普通螺栓與高強(qiáng)螺栓。在地腳螺栓預(yù)埋過程中，預(yù)埋位置的精準(zhǔn)性直接關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)整體安裝的質(zhì)量。因此必須嚴(yán)格控制標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)和基礎(chǔ)軸線，定位軸線的偏差往往在±2 mm范圍內(nèi)，標(biāo)高偏差在±5 mm范圍內(nèi)。地腳螺栓預(yù)埋完成后，必須對(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)有偏差就需要進(jìn)行重新布設(shè)。

2)吊裝。

吊裝是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中關(guān)鍵的工序，吊裝的速度與質(zhì)量往往與整個(gè)工程的進(jìn)展與質(zhì)量密切相關(guān)。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，必須對(duì)整個(gè)工程布置和塔吊的數(shù)量以及位置進(jìn)行全面考慮，以此確定吊裝的步驟與時(shí)間，確保吊裝過程的順利進(jìn)行。

a.鋼柱吊裝。

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中鋼柱進(jìn)行吊裝時(shí)，通常情況下需要先進(jìn)行整體框架的安裝，再進(jìn)行樓板結(jié)構(gòu)的安裝，先安裝主梁再安裝次梁，由中間向四面擴(kuò)展。為了有效地防止安裝鋼柱時(shí)損壞地腳螺栓的絲牙，需要在第一節(jié)鋼柱安裝時(shí)，在預(yù)埋的地腳螺栓上加設(shè)保護(hù)套，確保螺栓不受影響。

b.鋼梁吊裝。

在安裝鋼梁時(shí)，需要嚴(yán)格的控制鋼梁與鋼柱連接整體的軸線位置與垂直度，這往往是需要臨時(shí)固定限位鋼板，通過多次校正完成。

3)焊接。

在鋼結(jié)構(gòu)焊接中，為最大程度降低焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、減少焊接變形，通常情況下需要在平面內(nèi)由中心向四周擴(kuò)展。焊接前需要確定焊接的工藝和相關(guān)的參數(shù)，以確保后期焊接工序的順利進(jìn)行。在鋼梁和鋼柱吊裝完成后，對(duì)兩者進(jìn)行焊接時(shí)必須確保鋼梁和鋼柱安全的精度。焊接結(jié)束后，操作焊工往往需要打上操作者鋼印，并對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。在焊接完一天后需要進(jìn)行超聲波探傷檢查，發(fā)現(xiàn)不合理的焊縫需要進(jìn)行返工修補(bǔ)，從而提升鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3 對(duì)高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的建議與展望

1)高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的建議。

在進(jìn)行高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工前，必須做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，如對(duì)各個(gè)施工區(qū)域進(jìn)行全面的布置，根據(jù)每個(gè)工段的施工特點(diǎn)制定出科學(xué)的施工計(jì)劃，并協(xié)調(diào)好各個(gè)工序之間的上下銜接，確保后期施工的順利進(jìn)行。相關(guān)技術(shù)人員和施工人員需要對(duì)施工圖紙和有關(guān)資料進(jìn)行審閱，做好施工現(xiàn)場(chǎng)定位樁的測(cè)設(shè)工作。另外，在施工中需要確保施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制每一工序中的細(xì)節(jié)問題，防止工期限制而造成的質(zhì)量安全隱患。其次需要根據(jù)高層建設(shè)的實(shí)際施工特點(diǎn)，對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的選擇，尤其是塔吊的選擇。

2)對(duì)高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的展望。

a.科研支持。

高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)往往需要科研作為保障。近年來，隨著我國科研單位對(duì)高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)的研究，如高層鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)布置與建筑體系等。這樣研究成果已經(jīng)形成了一套較為完善的鋼結(jié)構(gòu)研究理論，為創(chuàng)新和改善高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)提供了理論保障與支持。伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)相互融合，為實(shí)現(xiàn)高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)的信息化發(fā)展開辟了道路，同時(shí)為促進(jìn)我國建筑行業(yè)信息化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

b.政策支持。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，我國面臨著資源不足和資源浪費(fèi)的嚴(yán)峻考驗(yàn)，只有不斷開發(fā)新型可再生能源、大力推廣節(jié)能材料，才能使我國盡快解決資源能源緊缺的問題。由于鋼結(jié)構(gòu)材料對(duì)環(huán)境破壞較小，使其成為了我國建筑行業(yè)比較重視的一項(xiàng)節(jié)能材料，我國相關(guān)部門對(duì)建筑鋼材料的可用性進(jìn)行了全面、深入地研究與分析。因此國家對(duì)鋼材料發(fā)展的支持，為高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的外界環(huán)境，這勢(shì)必將促進(jìn)我國鋼材料更加廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)我國建筑行業(yè)更好更快更穩(wěn)的發(fā)展。

4 結(jié)語

近年來，我國高層建筑鋼材料和鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)不斷發(fā)展，因鋼材具有強(qiáng)度高、塑性韌性好、整體剛性好、制造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于建筑施工中。鋼結(jié)構(gòu)工程主要以鋼材制作為主，加上鋼材的諸多優(yōu)點(diǎn)，也成就了其巨大的使用價(jià)值，比較適應(yīng)于建造跨度大、超高超重型建筑。為確保高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量安全，就必須重視鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、設(shè)備、參數(shù)的選擇與確定，使后期施工順利進(jìn)行。在未來我國高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展中，必須依靠國家政策與科研單位的支持，嚴(yán)把高層各道工序的質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，不斷創(chuàng)新與完善鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，促進(jìn)我國建筑行業(yè)飛速發(fā)展。

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Study on high-rise hoisting steel structure technology

DENG Rui-fen

(Shanxi3rdBuildingEngineeringCorporation,Changzhi046000,China)

The paper introduces high-rise building steel structure merits and defects, explores its construction technology points from aspects of foundation bolt pre-embedded, steel column hoisting, steel beam hoisting and steel structure welding and so on, and puts forward specific construction suggestions, with a view to guarantee high-rise building hoisting structure construction quality safety.

high-rise building, steel structure, hoisting, construction technology

1009-6825(2014)30-0117-03

2014-08-12

鄧瑞芬(1978- )，女，工程師

TU391

A