高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)研究*

胡海蘭

(中鐵十六局集團(tuán)第四工程有限公司 北京 101400)

建造中的裝配式建設(shè)技術(shù),一般指把建設(shè)所需的墻體、樓梯等建筑材料,把企業(yè)生產(chǎn)的建筑材料運(yùn)用至工程具體施工中,對(duì)其開(kāi)展裝配式建筑使用建設(shè)。該項(xiàng)技術(shù)通常涉及到鋼結(jié)構(gòu)裝配式與木結(jié)構(gòu)建筑等。這一類(lèi)建筑存在著顯著的優(yōu)勢(shì),如綠色環(huán)保、工程建設(shè)所需周期較短、安全性有保障等。

1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工特點(diǎn)

1.1 提升建筑設(shè)計(jì)精準(zhǔn)性

當(dāng)開(kāi)展施工設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)楫?dāng)設(shè)置一樣模型時(shí),不同人員會(huì)設(shè)置出有所差異的建筑模型,進(jìn)而達(dá)到各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的互動(dòng)。所以,施工團(tuán)隊(duì)可借鑒這種設(shè)計(jì)方式,提升項(xiàng)目設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性,還可以盡可能體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)裝配式特點(diǎn),避免發(fā)生建筑設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

另一方面,對(duì)項(xiàng)目引入3D 模型,可以把建筑結(jié)構(gòu)特征有效彰顯出來(lái),能夠更好觀察設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),盡可能促使裝配式設(shè)計(jì)更為合理。借助模擬軟件輔助,對(duì)建筑項(xiàng)目相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析,檢查設(shè)計(jì)技術(shù)能不能符合建筑項(xiàng)目的需求,促進(jìn)建筑項(xiàng)目的正常進(jìn)行。顯而易見(jiàn),鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工對(duì)行業(yè)存在著較大意義,除了可以減小設(shè)計(jì)中發(fā)生的誤差,也可以借助模擬軟件加強(qiáng)施工建設(shè)效果。

1.2 提升建設(shè)施工效率

該項(xiàng)技術(shù)一般是借助BIM 促使建筑設(shè)計(jì)更加準(zhǔn)確與可靠,進(jìn)而在建設(shè)中彰顯出建筑連續(xù)性,盡可能提高施工進(jìn)展與建設(shè)效果。施工團(tuán)隊(duì)具體施工中,應(yīng)該科學(xué)安排施工中有關(guān)的環(huán)節(jié)且對(duì)其開(kāi)展全面監(jiān)督及把控,提升施工操作技術(shù)。此外,該項(xiàng)技術(shù)不被天氣環(huán)境所干擾,還可以有效體現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)彰顯其建設(shè)效果。

2 高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 建筑穩(wěn)定性較好

因?yàn)楦邔咏ㄖ^高,需具備較好的穩(wěn)定性,而鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能相對(duì)突出,具體施工中不被天氣與建設(shè)環(huán)境所影響。傳統(tǒng)的混凝土施工可能被天氣與環(huán)境所干擾。另一方面,同混凝土施工技術(shù)進(jìn)行對(duì)比,該項(xiàng)技術(shù)有著較好穩(wěn)定性能,進(jìn)而讓其更有效抵御不同因素的影響。故而,高層建筑施工中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工開(kāi)展,讓其有著較好的穩(wěn)定與抗震性能。

2.1 高層建筑存在較好空間感

空間感為高層利用該項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一,因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)存在較好穩(wěn)定與抗壓性能,相比之下它的強(qiáng)度也較高。所以高層建筑施工中基于運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù),可以借助較小空間讓其具備良好抗壓效果。該技術(shù)和混凝土進(jìn)行對(duì)比,因?yàn)檎加每臻g不大能夠增加內(nèi)部空間。

另一方面,在具體施工中它的耗時(shí)較短。主要因?yàn)槭┕F(tuán)隊(duì)可以把完成處理的建材第一時(shí)間運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),方便及時(shí)借助建設(shè)技術(shù)加快工期。

2.2 環(huán)保與節(jié)能減排

伴隨建筑業(yè)不斷進(jìn)步,建筑項(xiàng)目變得更多,建造中環(huán)保也是行業(yè)的核心之一。當(dāng)建造高層時(shí),基于該項(xiàng)技術(shù)可以響應(yīng)環(huán)保要求,傳統(tǒng)施工中被諸多因素影響,常常會(huì)在建設(shè)時(shí)產(chǎn)生很多廢棄物,如果沒(méi)有對(duì)此開(kāi)展有效處理,對(duì)工程施工附近的環(huán)境導(dǎo)致較大污染。因此在具體施工中采取鋼結(jié)構(gòu)裝配式技術(shù),可以很好保護(hù)施工場(chǎng)所環(huán)境,符合節(jié)能減排與環(huán)保要求。

3 施工難點(diǎn)分析

即便該項(xiàng)技術(shù)在具體施工中有著顯著優(yōu)勢(shì),但是在施工中也有著不少的困難之處。

(1)對(duì)吊裝要求高?，F(xiàn)如今,很多鋼結(jié)構(gòu)裝配式建設(shè)中,通過(guò)塔吊輔助進(jìn)行工程施工,施工團(tuán)隊(duì)當(dāng)應(yīng)用塔吊進(jìn)行施工時(shí),需對(duì)建設(shè)工程的作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的分析與研究,進(jìn)而確保項(xiàng)目建設(shè)中的安全與人員的安全,進(jìn)而顯著提升建設(shè)項(xiàng)目的穩(wěn)定性。

(2)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建設(shè)針對(duì)高層防水滲透能力具備較高要求,特別是針對(duì)外墻防滲漏。因此,施工團(tuán)隊(duì)在具體施工中,需借助防水與保溫建材開(kāi)展建設(shè),基于此,對(duì)外墻部分開(kāi)展防滲漏操作,盡可能提高施工之后的高層的防水能力等。

4 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)探究

4.1 運(yùn)用BIM 建模技術(shù)

BIM 為一項(xiàng)新的建筑設(shè)計(jì)技術(shù),通常運(yùn)用在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求來(lái)建模,把所設(shè)置的模型傳至工廠,據(jù)此來(lái)進(jìn)行預(yù)制件生產(chǎn),之后把成品送至現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展建設(shè)和安裝,進(jìn)而產(chǎn)生建筑物結(jié)構(gòu)。BIM建模過(guò)程中,該項(xiàng)技術(shù)能夠結(jié)合圖紙實(shí)現(xiàn)三維建模,并且針對(duì)預(yù)制件節(jié)點(diǎn),能夠有效優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容,進(jìn)而讓設(shè)計(jì)更好滿足現(xiàn)實(shí)需要。BIM 運(yùn)用中能夠組合利用TEKLA 和AUTOCCAD 軟件,它們的應(yīng)用能夠更好模擬出現(xiàn)場(chǎng)情況,能夠切實(shí)提高鋼構(gòu)件安裝效率。

4.2 構(gòu)件分段技術(shù)以及吊裝技術(shù)

首先,構(gòu)件分段技術(shù)。當(dāng)采取該項(xiàng)技術(shù)時(shí),應(yīng)該多加關(guān)注塔吊起重效果,確保處于塔吊工作范圍,在此之后才能開(kāi)展施工。運(yùn)輸中應(yīng)該結(jié)合具體運(yùn)輸條件對(duì)其開(kāi)展科學(xué)設(shè)置,若分段長(zhǎng)大于12 m,寬與高分別大于2.8 m、4.5 m 的情況下,可考慮通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)處理構(gòu)件。因此,該項(xiàng)技術(shù)也為普遍使用的核心技術(shù)之一。

其次,吊裝技術(shù)。開(kāi)展吊裝建設(shè)中,應(yīng)該制定出可行的使用計(jì)劃,有效的吊裝計(jì)劃可切實(shí)提升技術(shù)安全性。另一方面,施工隊(duì)伍在具體作業(yè)中,應(yīng)該對(duì)吊裝計(jì)劃開(kāi)展進(jìn)一步分析,同時(shí)綜合考慮塔吊選型與布置。

(1)所選取的塔吊裝置,其具體作業(yè)范圍應(yīng)該涵蓋作業(yè)場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)。

(2)所選取的塔吊設(shè)備,它的起重能力應(yīng)該達(dá)到塔吊作業(yè)的重量標(biāo)準(zhǔn),確保達(dá)到構(gòu)件裝卸、吊裝需求,與此同時(shí),現(xiàn)場(chǎng)的塔吊應(yīng)該符合建設(shè)團(tuán)隊(duì)的具體建設(shè)需要。

(3)安裝方式應(yīng)該比過(guò)去的吊裝半徑高度相符,進(jìn)而方便有關(guān)人員結(jié)合數(shù)據(jù)分析開(kāi)展工程建設(shè)。

4.3 外圍集成技術(shù)與外圍墻施工技術(shù)

首先,外圍集成技術(shù)。施工團(tuán)隊(duì)在具體建設(shè)中,因?yàn)楸唤ㄖ叨认拗?為了盡可能體現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的作用,可通過(guò)外圍集成繼續(xù)施工,有效解決墻體間的銜接點(diǎn),進(jìn)而提升建設(shè)效率同時(shí)提升具體施工效果。其次,外圍墻施工技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中,外圍墻建設(shè)也屬于相當(dāng)關(guān)鍵的內(nèi)容,以生產(chǎn)實(shí)踐特征來(lái)分析,所借助的外墻板與節(jié)點(diǎn)銜接件,一般源于流水生產(chǎn)線,建設(shè)中常常選擇這樣的方法來(lái)開(kāi)展,即上限點(diǎn)和下托點(diǎn)全方位銜接,在此之中,一般通過(guò)全熔透焊手段進(jìn)行焊接。

實(shí)際的流程是,需根據(jù)圖紙要求來(lái)標(biāo)注參數(shù),特別應(yīng)該根據(jù)具體的施工狀況,科學(xué)調(diào)節(jié)安裝垂直度與平整度,在起吊前,需要認(rèn)真核對(duì)型號(hào)與安裝處,在確保無(wú)誤的前提下方可開(kāi)展后續(xù)操作。以實(shí)踐結(jié)果來(lái)分析,對(duì)于預(yù)制外墻板,它的單塊質(zhì)量應(yīng)該在400 kg上下,安裝中可結(jié)合施工需要對(duì)吊車(chē)開(kāi)展移動(dòng)。全部構(gòu)件調(diào)好后,就應(yīng)該開(kāi)展固定與焊接操作,同時(shí)把埋件進(jìn)行連接,進(jìn)而提高構(gòu)件系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4.4 綠色環(huán)保特點(diǎn)及鋼結(jié)構(gòu)和建筑功能配合

首先,綠色環(huán)保特點(diǎn)。伴隨建筑業(yè)不斷發(fā)展與工業(yè)先進(jìn)的施工技術(shù),向施工人員提出了較高要求,需具備較高的素質(zhì)與水平。因?yàn)榫G色建設(shè)技術(shù)深入人心,鋼結(jié)構(gòu)裝配式建設(shè)被大力推廣于建筑業(yè)。另一方面,該項(xiàng)技術(shù)符合新時(shí)期下的綠色施工理念,同時(shí)可以在施工過(guò)程中,顯著提高建筑質(zhì)量,進(jìn)而符合建筑建設(shè)的要求。其次,鋼結(jié)構(gòu)和建筑功能配合。伴隨生活質(zhì)量的顯著提升,行業(yè)質(zhì)量要求也持續(xù)提高,施工團(tuán)隊(duì)借助該項(xiàng)技術(shù),可以顯著提升建筑質(zhì)量,使其符合行業(yè)的根本要求。除此之外,使用該項(xiàng)技術(shù)的高層建筑存在著這些特征:外觀相對(duì)立體、具備較好通透性能;戶型劃分相對(duì)靈活;建設(shè)高層建筑中,科學(xué)利用裝修施工技術(shù),可以切實(shí)處理漏梁漏柱現(xiàn)象。

4.5 鋼結(jié)構(gòu)梁柱安裝

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),能夠借助BIM 技術(shù)把模型制作完成后,則便可結(jié)合結(jié)果進(jìn)行鋼立柱作業(yè),這一施工開(kāi)展前,需要全面根據(jù)行業(yè)有關(guān)方面的要求,如碰撞檢查,科學(xué)改進(jìn)施工工序,進(jìn)而確保鋼立柱位置和大小處于適當(dāng)范圍。以安全層面來(lái)分析,建筑的性能在很大程度上取決于梁柱安裝效果,因此,安裝中需要認(rèn)真核對(duì)材料質(zhì)量特征,確保原料可靠。全部準(zhǔn)備工作完成后,便應(yīng)該著手開(kāi)展梁柱安裝作業(yè)。當(dāng)進(jìn)行安裝時(shí),為防止出現(xiàn)錯(cuò)位與位移情況,安裝前需要借助繩子把材料兩側(cè)進(jìn)行捆扎處理,之后根據(jù)施工順序開(kāi)展吊裝。為讓安裝過(guò)程更有效,可根據(jù)項(xiàng)目具體特征選擇一鉤多吊技術(shù)來(lái)進(jìn)行安裝,值得一提的是,開(kāi)展此技術(shù)操作中針對(duì)單塊梁柱,需要確保其起吊重量不超過(guò)5 t。

4.6 減震消能技術(shù)

如今的建筑設(shè)計(jì)中,因?yàn)楦邔訑?shù)量持續(xù)增多,所以在自然災(zāi)害抵御方面提出了較高的要求。地震對(duì)高層建筑有著相當(dāng)嚴(yán)格的考驗(yàn),特別對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在較高要求。故而建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)中,開(kāi)展減震消能設(shè)計(jì)相當(dāng)關(guān)鍵。整體而言,通過(guò)減震消能技術(shù)能夠促使建筑結(jié)構(gòu)更加安全和可靠,并且還能夠切實(shí)防止由于地震情況的出現(xiàn)進(jìn)而造成坍塌風(fēng)險(xiǎn)。

在科技不斷發(fā)展中,該項(xiàng)技術(shù)獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步,部分現(xiàn)代化技術(shù)已是確保建筑在地震中不被影響的有力保障。以這一技術(shù)領(lǐng)域來(lái)分析,一般是基于內(nèi)部空間裝上適量消能器,進(jìn)而來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)阻尼,發(fā)揮較大的減震作用。安裝位置有多處,安裝中應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行安排。通常而言,結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)與剪力墻等位置,均屬于適當(dāng)?shù)陌惭b部位。

另一方面,為更好提高減震消能效果,可考慮借助波紋鋼板剪力墻設(shè)置,處于彈性環(huán)節(jié)能夠供應(yīng)較好剛度,特別基于外部單側(cè)力影響,剪力墻只會(huì)發(fā)生屈服情況,可以避免引起屈曲變形,如此能夠達(dá)到剪力墻承載作用,如果這一區(qū)域出現(xiàn)了災(zāi)害,此種結(jié)構(gòu)設(shè)置能夠切實(shí)降低建筑耗能,有力保護(hù)結(jié)構(gòu)。為更好符合消防要求,當(dāng)開(kāi)展無(wú)屈曲波紋鋼板設(shè)置中,還能夠在側(cè)面增加約束板,此種設(shè)置能夠取代防火措施,在切實(shí)降低施工成本的同時(shí),也顯著加快了建設(shè)的進(jìn)度,也能夠有力保障裝配式結(jié)構(gòu)的可靠和安全。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,高層建筑施工中,引入鋼結(jié)構(gòu)裝配式建設(shè)技術(shù)存在較大意義。行業(yè)靈活運(yùn)用現(xiàn)代化施工技術(shù),可以切實(shí)提高建設(shè)水平,推動(dòng)行業(yè)朝著更好的方向發(fā)展。目前我國(guó)科技快速發(fā)展,在綠色環(huán)保建設(shè)技術(shù)視域下,應(yīng)該對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究,針對(duì)構(gòu)件分段、外圍集成等開(kāi)展分析,進(jìn)而切實(shí)提升裝配式施工水平,推動(dòng)行業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。除此之外,建設(shè)高層建筑時(shí)引入該項(xiàng)技術(shù),為行業(yè)持續(xù)發(fā)展的核心內(nèi)容之一,可以助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)施工規(guī)范化與工業(yè)化。