鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)論文(2)
鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)論文
鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)論文篇二
高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
摘要：高層建筑鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主要結(jié)構(gòu)支撐體系的，由于鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，構(gòu)件預(yù)制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特點(diǎn)，但同時(shí)也存在一些缺陷。文章介紹了高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，并將鋼結(jié)構(gòu)的制作、吊裝與螺栓緊固過程作了說明，以供廣大施工人員參考。
關(guān)鍵詞：高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);螺栓固定;鋼構(gòu)件
中圖分類號(hào)：TU758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374(2012)20-0081-03
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高，城市用地越來越緊張，中心城區(qū)的人口居住密度也越來越大。此時(shí)，建造高層及超高層建筑是解決用地緊張與人口居住矛盾的最佳途徑，而且高層建筑也容易成為一個(gè)城市建設(shè)發(fā)展水平的象征。
1 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
高層建筑鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材為主要結(jié)構(gòu)支撐體系的，由于鋼結(jié)構(gòu)的自重輕，構(gòu)件預(yù)制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特點(diǎn)。但鋼結(jié)構(gòu)也有自身的一些缺陷，下面就鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行
介紹：
1.1 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
1.1.1 施工周期短
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件多在工廠中進(jìn)行預(yù)制，通過車輛運(yùn)輸至施工現(xiàn)場即可使用，加之機(jī)械化施工方法的普遍應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造速度都非?？臁Ｏ啾扔趥鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，無需考慮混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度才能進(jìn)行下一道工序的停留時(shí)間，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造速度是傳統(tǒng)建筑建造速度的4倍以上。
1.1.2 自重輕
普通的高層住宅建筑如采用鋼結(jié)構(gòu)，則其自重可以大大減輕。其上部的自重僅為傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/15～1/10，而下部基礎(chǔ)的自重為傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的1/4～1/3，大大減少了施工材料的用量與降低了地基承載力。
1.1.3 方便于機(jī)械化施工
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工現(xiàn)場安裝時(shí)使用塔吊就位，并用高強(qiáng)度螺栓安裝固定，其施工過程簡便，操作技術(shù)易掌握，可以大規(guī)模開展應(yīng)用機(jī)械施工方法。
1.1.4 適應(yīng)性強(qiáng)
鋼結(jié)構(gòu)的形式與色彩可以多種多樣，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的要求，可以建造出各種各樣的效果，而且建筑外觀的色彩也可以隨著外覆涂料的顏色進(jìn)行變化，這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無法相比的。
1.2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
盡管高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，但它也有其自身無法消除的缺點(diǎn)。
1.2.1 耐火性能差
由于鋼材是金屬制品，其導(dǎo)熱系統(tǒng)要遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生火災(zāi)后，熱量可以沿著鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件迅速傳遞，當(dāng)溫度達(dá)到600℃，鋼結(jié)構(gòu)基本喪失了其應(yīng)用的強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)致建筑的垮塌。因此，高層建筑的防火設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其防火設(shè)計(jì)需要考慮更多的安全措施。
1.2.2 耐腐蝕性差
由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由耐腐蝕的混凝土包覆鋼筋，其耐腐蝕的性能要比鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)。因此，在鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮建筑的防腐的問題。一般是通過刷涂防銹漆或在鋼構(gòu)件冶煉過程中加入特殊的防腐元素。
1.2.3 造價(jià)高
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑以鋼材為主要原料，其用量比較大，導(dǎo)致整個(gè)建筑的造價(jià)比較昂貴。相對于廉價(jià)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑的造價(jià)可能是前者的若干倍。
2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析
2.1 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作
在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件體系中，鋼柱與鋼梁是最重要的兩種構(gòu)件。由于設(shè)計(jì)要求不同，需要施工單位對出廠的鋼材進(jìn)行下料、切割、焊接和打孔等工序的制作。
2.1.1 鋼柱的制作
在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中，鋼柱是承受建筑豎向荷載的主要部件，在上部荷載的作用下，鋼柱會(huì)發(fā)生彈性變形，因此，在下料的過程中，鋼柱的長度并不完全等同于構(gòu)件的制作長度。另外，不同的建筑部位有著不同的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，因此，即使是形狀完全相同的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件也有可能因其安裝部位不一樣而采用不同型號(hào)的鋼材制作，在制作鋼柱時(shí)，一定要對已完成的成品進(jìn)行編號(hào)，避免下錯(cuò)料、安錯(cuò)位置等情況的發(fā)生。鋼柱在制作過程中應(yīng)嚴(yán)格標(biāo)高的控制，鋼柱的長度誤差不能超過3mm。當(dāng)建筑的總層高在12層以下時(shí)，由于自重的影響較小，可以不用考慮焊接縮縫、彈性變形等因素的影響，但當(dāng)建筑的層高大于12層時(shí)，則一定要考慮這些因素對標(biāo)高的影響。
2.1.2 鋼梁的制作
高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)屬于框架體系，鋼梁與鋼柱的連接應(yīng)采用剛性連接。鋼梁多為貫通型結(jié)構(gòu)，其與各結(jié)構(gòu)構(gòu)件相連接的部位比較多，因此，其制作的工藝方法與要求相應(yīng)的要復(fù)雜一些。鋼梁為了增加自身的剛性，多在上下翼緣處設(shè)置橫向加勁肋，與鋼柱等構(gòu)件相連接處多采用剖口穿透焊縫，腹板采用貼角焊縫，而連接點(diǎn)采用高強(qiáng)度螺栓加固連接。鋼梁的制作與安裝精度要求也比較高，其施工要求要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的精度要求高得多。
2.2 鋼柱地腳螺栓的預(yù)埋
鋼結(jié)構(gòu)建筑與混凝土基礎(chǔ)相連接時(shí)，需要與預(yù)埋的高強(qiáng)度地腳螺栓相連接，地腳螺栓的預(yù)埋位置準(zhǔn)確與否將直接影響上部鋼結(jié)構(gòu)安裝的質(zhì)量與難易程度。在進(jìn)行地腳螺栓預(yù)埋時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制坐標(biāo)點(diǎn)與高程，在埋設(shè)前應(yīng)進(jìn)行放線定位復(fù)測，澆筑混凝土完成預(yù)埋后應(yīng)進(jìn)行第二次復(fù)測，控制其坐標(biāo)偏差在±2mm以內(nèi)，標(biāo)高偏差在±5mm以內(nèi)，否則將會(huì)導(dǎo)至構(gòu)件難以準(zhǔn)確安裝。
2.3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝
在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行吊裝前，應(yīng)檢查各鋼柱的標(biāo)高與間距是否準(zhǔn)確，同時(shí)，保證構(gòu)件按設(shè)計(jì)要求的順序進(jìn)行安裝。在制作時(shí)對構(gòu)件進(jìn)行編號(hào)，吊裝時(shí)一定不能將錯(cuò)誤編號(hào)的構(gòu)件吊到構(gòu)件安裝位置。吊裝時(shí)應(yīng)在構(gòu)件上安裝好扶手桿和扶手繩，等構(gòu)件就位后，將扶手繩系牢，以保證施工人員的安全。某些鋼構(gòu)件由于長度較長，在設(shè)計(jì)與制作時(shí)就對其吊裝點(diǎn)進(jìn)行了考慮，為其預(yù)留了吊裝孔洞。吊裝作業(yè)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行吊裝，多點(diǎn)吊裝的要保證每個(gè)吊裝孔處都用鋼繩牢固連接。對于小型構(gòu)件較多的梁柱可以在地面安裝完畢后再進(jìn)行整體吊裝，這樣可以加快施工速度。
2.4 螺栓固定
2.4.1 螺栓安裝
高強(qiáng)度螺栓安裝到位后，應(yīng)保證穿入方向一致，以保證施工的便利。對于箱形截面的構(gòu)件，可以將螺栓全部從內(nèi)部穿入，從外面進(jìn)行緊固。在螺母安裝前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先加入規(guī)定數(shù)量的墊片，如果因?yàn)榘惭b誤差，使得部分螺母不能穿入，嚴(yán)禁用敲擊強(qiáng)行穿入。強(qiáng)行穿入會(huì)導(dǎo)致螺紋的損失，造成螺母的安裝困難，影響螺栓連接的強(qiáng)度。此時(shí)，可以用絞刀進(jìn)行糾正，糾正前應(yīng)先將周圍其他的螺栓擰緊，避免產(chǎn)生板間的位移。當(dāng)糾正好并將螺栓安裝完畢后，應(yīng)將孔洞周圍的毛刺用砂輪磨光，并清理干凈。
2.4.2 螺栓緊固
建筑鋼結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度螺栓緊固時(shí)，應(yīng)分為初擰和終擰。對于某些大型構(gòu)件還可以在初擰與終擰間加入復(fù)擰步驟。采取初擰和終擰的緊固方法是為了避免構(gòu)件在安裝過程中，由于某一個(gè)部件的點(diǎn)緊固時(shí)，對其他的點(diǎn)產(chǎn)生微小的位移影響，導(dǎo)致螺栓的安裝強(qiáng)度不均勻。在初擰時(shí)，各螺栓應(yīng)交替進(jìn)行，不能將某一螺栓一次擰到初擰值，而在終擰時(shí)，也應(yīng)遵循相同的規(guī)律進(jìn)行，最后的緊固值扭力應(yīng)等于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軸力扭矩值。
3 結(jié)語
鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑的建造中有著廣泛的應(yīng)用，其自重輕、強(qiáng)度與剛度高、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)正好適用于高層與超高層建筑的需要。鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造過程主要分為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作、鋼結(jié)構(gòu)的安裝就位與節(jié)點(diǎn)連接等步驟，在施工過程中，要想保證鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和效果，必須嚴(yán)格施工操作規(guī)程，保證施工質(zhì)量。只有這樣，才能確保鋼結(jié)構(gòu)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
參考文獻(xiàn)
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