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超高层建筑劲性钢结构与梁钢筋连接的施工技术与管理
摘要:随着我国人口规模的增长以及城市发展和居民生活需求的不断提高,越来越多的建筑项目需求进入到实际工程施工建设过程中,而现阶段的社会现状又与传统的建筑项目需求有着非常大的区别,高层乃至超高层建筑的规模和数量已经进入了飞速增长的时期。对于超高层建筑来说,其主要结构仍然还是依托于钢结构和梁,这其中的各项施工技术都与最后的建筑效果息息相关,尤其是在建筑劲性钢结构与梁钢筋连接方面,其涉及的施工技术与管理办法一直都是重点关键问题之一。
关键词:超高层建筑;劲性钢结构;梁钢筋连接;施工技术;管理办法
自从我国进入新的发展阶段以来,市场经济全面复苏和发展,居民的生活质量和生活需求等各方面都有明显的提高,而作为四大基本需求之一的住房需求更是已经迈入了全新的阶段和模式。过去低楼层,小平房的设计显然已经不能够满足现阶段的人口规模,所以为了实现居住空间与人口的适配,超高层建筑施工就成为势在必行的工程建设新思路。超高层建筑施工不仅关系到人们的居住生活,也与国家形象息息相关,是衡量我国基础施工状况的根本,它的出现有助于缓解人多地少的用地矛盾,但是该种技术从施工技术要求、管理难度上等各个方面都有非常大的挑战和难度,主要就体现在钢结构施工技术复杂,对综合性技术和管理都有巨大的要求等。因此,为了确保建筑质量,建筑人员在施工过程中必须对钢结构体系有一个全面的了解,认清复杂工艺的难度,并保证详细按照工程施工步骤开展作业,从而确保超高层建筑的稳定性。
1 超高层建筑钢结构与梁钢筋连接施工技术介绍
1.1 超高层建筑钢结构与梁钢筋连接施工技术概念。超高层建筑发展至今,钢结构在其中发挥了十分重要的作用。钢结构,顾名思义,就是采用钢作为结构体进行建筑的构筑。与传统的混凝土结构相比,钢结构自重更轻,稳定性、抗震性等各项建筑基本性能也都表现良好,建筑效率也更高,因此,钢结构现目前是我国超高层建筑中最常采用的建筑施工技术之一。钢结构的建筑过程中,与梁钢筋的连接等各个方面的工作自始至终都是关注的重点问题之一,只有连接处稳定安全,超高层建筑的基本安全才能得到有力的保障。
1.2 超高层建筑钢结构体系划分。超高层建筑根据不同的业主需求和自然地形环境等因素影响,所以会有不同类型的设计方案,所采取的最佳结构也不尽相同,而建筑结构的差异直接导致建筑施工工艺和内部体系不同,钢结构这样的建筑方法本身就可以有很多种不同搭配的体系建立,以适应不同建筑的需求。常见的超高层建筑钢结构体系非常多样,主要分为以下几个类型,分别是型钢混凝土结构体系、钢管混凝土结构体系、钢硷结构体系、巨型钢结构体系等。
其中,型钢混凝土结构作为施工中最常使用的钢筋钩体系,主要是以钢骨为配型钢,结合混凝土的材料特点形成的一种结构。钢骨和混凝土这两种材料在现在的建设过程中都很常见,两者单独使用就已经是非常符合当代建筑特点的材料选择,将二者有机结合起来,就更是具有非常大的优势和特点。这样的组合不仅可以发挥两种材质的优势,增强建筑物的承载力、抗震性以及延伸水平,同时还是一种使用经济的钢结构类型,可以在节约成本的同时保证建筑过程的顺利和建筑质量的稳定。与此同时,钢结构与混凝土的结合,还能够在受力过程中发挥材料特点,克服以往的单独钢结构容易发生变形的缺陷,提高混凝土的韧性。
另外,钢管混凝土结构体系也是众多体系之中非常有代表性的体系之一,这种体系主要运用钢管和混凝土两种材料,施工人员通过将高强度混凝土注入空钢管内形成一种复合受压构件。这种结构管壁对管内混凝土形成刚性约束作用防止混凝土的脆性破坏在减轻自重、方便施工方面具有极大的优势,技术原理在于它利用钢管约束混凝土,使钢管内的混凝土三向受压,从而提高了混凝土的抗压强度和延性,同时,管内的混凝土保证了钢管的局部稳定性,使得单柱的轴向承载力大幅提高,框架柱截面大幅减少,一旦钢柱屈服,混凝土可以承受大部分的轴向荷载,防止结构倒塌。
除上述两种结构体系之外,由巨型梁、巨型柱和大型支撑等大型构件组成的巨型钢结构体系等在实际建筑过程之中的应用范围也很广泛,建筑现场施工人员和管理人员需要根据不同的建筑形式进行最合适体系的选择。
2 超高层建筑钢结构与梁钢筋连接施工技术和管理方法
超高层建筑钢结构与梁钢筋连接的主要概念和相关结构体系分类在上文中已经进行了介绍,接下来本文就将从实际建筑情况的角度出发,分析和总结相关具体的施工方法和管理措施,只有采取了争取的方法,才可以帮助钢结构在超高层建筑过程中发挥积极作用,保障建筑物质量安全。
2.1 材料与设备的选择。建筑过程在正式施工之前最关键的一个步骤就是要根据设计图纸和要求采购相应的建筑材料,租赁或购买相关施工必须设备,俗话说得好“工欲善其事必先利其器”,高质量的建筑材料,标准稳定的建筑设备是建筑工程可以顺利开展的基本条件,而对于超高层建筑这样的项目来说更是离不开设备的支持,而在众多设备类型中最核心的机械设备就是吊装机械。超高层建筑高度动辄就是上百米,这样高度的建筑材料运输以及建筑人员运输基本都是依靠吊装机械设备,吊装机械在选择与布置上必须由管理设计人员等一起实地调查现场施工条件,参考建筑物的工程情况,争取确保设备在施工前可以轻松安装,施工完成后也能够简便拆卸,减少相关人力物力的投入。同时在内爬梯式塔吊设备的选择上,也要注重其自由度,从化学、物理方面充分考虑,提高材料的适应性。选购建筑材料时也需要注重材料品质和性价比,避免劣质材料以次充好,影响最终的建筑质量。
2.2 箱形柱焊接。箱型柱焊接是钢结构与梁钢筋连接施工的主要形式之一,这一过程中至少需要两人同时配合开展工作,具体操作步骤如下。首先焊好箱型柱相对的两面,另两面会有类似通过钢筋的孔,将焊剂通过小孔注入,之后钢筋连接电流熔化焊剂,预留出来的孔最后就被焊剂熔化封上了,其次焊三面点焊,最后一面有隔板的用电渣焊,并在隔板周围加衬条,然后打底焊,这一过程中要用专门的电渣焊机进行焊接,再门式埋弧焊盖面,基本成型了。最后,这项方法一般先焊两边,另两边采用电渣压力焊,电渣焊是箱型柱隔板焊接的正规方法焊接时要两面同时施焊,避免构件弯曲变形,并且要求板厚不能小14mm。
2.3 H型钢梁焊接。进行这项工作时要严格遵守先下翼板后上翼板的顺序,这么做也是为了尽量达到焊接时的稳固状态并且就算焊接过程出现或多或少的问题也可以有空间进行修正。H型钢梁焊接前后总共要经历下料切割、翼缘板反变形加工、一次组装、定位焊接、组立H型钢梁、检测矫正等多个步骤,其中需要注意的事项也不少。比如,在进行H型钢梁焊接时,应该以连结钢柱的一段作为起点,并且由于在焊接时会使钢柱周围温度大幅度升高,所以焊接后要等到温度降下来才能进行另一端的焊接施工,总而言之就是两端的焊接工作不可以同时进行,如果同时进行就会很容易出现安全事故,对施工人员的安全产生威胁。
2.4 焊接防变形措施。焊接过程中经常会因为操作失误或者外界环境影响造成焊接变形,为了避免这一情况,施工人员需要运用二氧化碳气体保护焊的方式来确保焊接不会变形,保障焊接质量就是保护建筑质量。
结束语:超高层建筑中钢结构的运用已经是主流趋势,其中相关的各项技术和管理措施都需要建筑人员不断学习,不断积累以及积极应用,减少其中的失误,采取正确的方法,确保每一栋超高层建筑都可以顺利完工,为国家和城市发展提供保障。
参考文献
[1]梁德忠. 钢结构建筑施工管理的技术分析探索构架[J]. 建筑与装饰, 2020(2):1.
[2]章俊. 浅议高层建筑钢结构施工技术[J]. 建筑与装饰, 2022(2):3.