高层钢结构建筑施工顺序探讨

高层钢结构建筑施工顺序探讨

摘要:随着国民经济的快速发展,越来越多的高层建筑矗立在都市里,而钢结构凭借重量轻、强度大、抗震性强、施工快速、环保节能等众多的优势在高层建筑材料中占据着重要地位。在高层钢结构建筑施工的工程中,因为不合理的施工顺序会使整个钢结构的外形产生变形和内力的残余,所以在高层钢结构建筑施工过程中,施工的顺序尤为必要。

关键词:高层建筑钢结构施工顺序

随着国民经济的快速发展,大小城市高层建筑林立,高层建筑美化了城市的形象,也成为了一个城市经济发展水平的标志。如深圳的地王大厦,高度达到了325m,上海浦东的金茂大厦高达到421m,这些建筑都成为该城市标志性的建筑。在高层建筑所需的材料中,钢结构凭借着重量轻、强度大、抗震性强、施工快速、环保节能等众多优势在高层建筑材料中越来越深受建筑商的青睐。17世纪70年代开始铸炼生铁,到19世纪才开始把熟铁正式运用与桥梁和房屋的建造上,钢结构的历史发展历程远远要比钢筋混凝土结构久远,它受人重视的程度也越来越强。在全世界所完成的100余座超高层建筑里,钢结构的高层建筑就有59座,几乎占到了60%。1996年,我国已成为世界上的钢铁大国,钢产量超过了1亿吨,随着我过冶金技术的进步,我国的炼钢技术水平大大提高,相应的装配条件也有了很大改善。这些有利的条件,为我国的钢结构建筑的需求奠定了坚实的基础。

当前,在高层钢结构建筑施工中,经常用大型的机械设备来吊装,这些机械设备对已经建成的结构部分的影响会因为安装方式及顺序的不同而不同,在施工前要认真分析探讨;在钢结构安装时,也有可能会出现构件的长宽超出预定长度,更有可能出现桁架层的复杂化,这也需要在施工前进行模拟施工,进而选择最优的方案;因为高层钢结构建筑通常使用框筒的结构,使用材料的不同及施工顺序的不同,就会使外围的钢结构和里面混凝土的核心筒发生竖向的变形差异,这种变形的差异对钢结构的影响巨大,在施工过程中需要精确分析,要采用正确的施工顺序。在高层钢结构建筑施工的工程中,正因为不合理的施工顺序会使整个钢结构的外形产生变形和残余内力,所以在高层钢结构建筑施工过程中,施工的顺序才显得尤为必要。

高层钢结构建筑施工构件数量太多,施工技术非常复杂,施工程序冗繁,我们必须要抓住建筑施工中关键几个要件安装程序和顺序,才能有效的防止钢结构产生变形,才能体现出钢结构的优越性。

1 塔吊的选择及吊装

塔吊是高层钢结构建筑工程施工过程中的主要设备,要根据建筑物的布局,现场的条件等综合因素来考虑塔吊的选择,塔吊应把内爬式塔吊作为首选,因为钢结构建筑选择内爬式的塔吊不用对楼层进行额外的加固,另外,使用内爬式塔吊对高层钢结构建筑进行吊装,对塔吊

的起重能效和幅度的要求比较宽松。吊装是高层钢结构建筑施工的重要环节,吊装质量的高低和吊装速度的大小直接决定着整个建筑工程的成败。高层钢结构在进行吊装前要充分考虑到立面形状、结构方式、塔吊的具体位置、施工现场的环境等因素。

2 预埋地脚螺栓

高层钢结构建筑工程的安装质量取决于预埋地脚螺栓的位置的精确度,为了使地脚螺栓预埋的定位更为精确,在进行地脚螺栓固定时,可使用6～10mm的厚钢板加工为定位钢板,对地脚螺栓进行定位固定,所制作的定位钢板大小与钢柱底部垫板大小要一致,并且在钢板下部的螺栓上加上止退螺母,在钢板上面螺栓上把调节螺母固定好,在钢板上要设置浇捣孔,大小为直径15cm,把地脚螺栓固定在钢板下面所绑扎的梁钢筋上,把握好地脚螺栓固定的位置,和梁钢筋结合在一体,要认真多次地进行校对,确保万无一失后用混凝土进行浇灌,露出地表的地脚螺栓的部分要用进行包裹,以防止生锈和碳化。

3 安装钢柱

钢柱的安装在高层钢结构建筑施工中也不容忽视,钢柱安装的关键在于严格把握每节钢柱的垂直度和定位轴线的误差。第一节钢柱的定位轴线要借助调节螺母的设置和定位钢板来实现;第二根及以上的钢柱关键是垂直度,它们要靠调节丝杠的调节达到预期的垂直度。第

一根钢柱吊起后,等钢柱底部离地脚螺栓大约有3～4cm时尽快扶正,让钢柱底部的安装孔和螺栓对齐,塔吊慢慢落钩,在垂直度小于2cm时,固定好螺栓,固定好后塔吊就可以脱钩,可以依靠地脚螺栓上面的调节螺母来精密控制第一节钢柱的标高。第二节钢柱及以上钢柱实施安装的方法相同,相邻的两根钢柱需要用调节丝杠来连接,调节丝杠要严格选择,丝杠的规格要达到受力的标准。

4 安装框架钢梁

严格控制框架钢梁与钢柱连成整体以后轴线的位置和它的垂直度是钢梁安装关键所在,只有经过固定限位钢板,反复进行修正才能逐渐完成框架钢梁的安装。

5 安装墙板及钢扶梯

在钢柱跟楼层钢梁之间,是墙板的安装位置,墙板大致有钢制的墙板及用钢筋混凝土做的墙板。在安装时,剪力支撑的位置要与墙板相吻合,要做到组合后再进行合理安装。

6 焊接连接和螺栓连接

高层钢结构的连接形式有焊接连接和螺栓连接两种,确立适宜的焊接顺序,缩减焊接变形机率,减低焊接应力。

缩减焊接变形机率,减低焊接应力是高层钢结构建筑施工焊接顺序所遵循的准则,对于平面上的焊接,应该从中心向四周拓展焊接,对收缩量比较大的焊缝,要先行焊接,收缩量较小的焊缝后焊接。在对框架钢梁焊接的时候,钢梁的两端不要同步焊接,应该先焊接其中一段,等焊接好的一端冷却以后再去焊接另外一端。钢柱与钢柱之间大多用坡口焊来连接,主架梁与钢柱之间通常采用刚接,而不采用铰接,此处的腹板采用高强度的螺栓来连接,次梁和主架梁之间多为铰接,此处的腹板也同样采用高强度的螺栓来连接。它的焊接顺序应该是:上节钢柱和主架梁在进行校正及固定之后才可以焊接钢柱的接头,钢柱与主架梁焊接的时侯,应先焊接上部梁柱的节点,然后焊接下面的梁柱的节点,最后焊接中间的梁柱节点。

螺栓的连接主要是临时螺栓的安装和高强度螺栓的安装。临时螺栓在安装时,应该在钢梁安装结束后先用临时螺栓进行固定,螺栓的数量是接头螺栓的1/3,每个接头螺栓至少要2个,安装时先把冲钉照准合适的孔位,然后在适当位置拧紧临时螺栓。高强度螺栓连接就是摩擦连接,在安装时,可以自由穿进孔中,穿入的高强度螺栓拧紧后,再把临时螺栓卸下。

综上所述,高层钢结构建筑施工程序繁多,也就决定了施工顺序必须要合理,合理的施工顺序才能使钢结构在高层建筑中发挥出应用的