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超高层建筑装配式钢结构加工与安装技术要点分析
摘要:装配式钢结构作为装配式结构体系的重要形式之一,其实质就是按照相关的建筑标准规定:首先在工厂将钢构件、楼板构件和内外墙板等构件预先制作,然后运至施工现场进行安装调整。基于此,以下对超高层建筑装配式钢结构加工与安装技术要点进行了探讨,以供参考。
关键词:超高层建筑;装配式钢结构加工;安装技术;要点分析
引言
近年来,伴随着我国市场经济的蓬勃发展,建筑行业日渐突破了传统的发展限制,进入了现代化的发展阶段,装配式建筑由于其多方面的技术优势,在当下的建筑市场上越来越受到人们的青睐。与常规的建筑施工技术相比,装配式建筑为新型技术,经由统一标准来进行相应的构件制作,经由现场组装来完成整体结构。随着建筑行业的不断进步,装配式建筑施工技术日渐成熟,但钢结构施工中常常会遇到各种的施工难题,未来的装配式建筑应用中,尤其要注重钢结构施工的技术管理和质量控制。
1装配式建筑概述
在建筑工程施工过程中,应用装配式混凝土施工技术建造而成的建筑,就是预制装配式建筑。但在预制装配式建筑施工过程中,混凝土构件的加工和制作离不开工厂的支持,而梁、柱等关键构件的生产和制造,是整个装配式建筑施工过程中最重要的环节。在工厂中通常可以直接分配阳台、楼梯等结构,利用专门的运输工具将其运到施工现场后,即可开展吊装工作。在施工现场指定位置需要提前安置好钢筋和预留孔,并将其组装为混凝土构件,以此为后续混凝土浇筑工作的顺利开展奠定良好基础。此外,在组合单独使用的混凝土构件时,还需要将其组成一个完整的整体,以此满足施工项目中规定的强度要求和标准。开展预制装配式结构住宅工程施工,不但能有效提高工程项目的施工效率,还能为建筑工程的施工质量提供基本保障,有效延长建筑工程项目的使用寿命,进一步推动建筑行业的可持续发展。
2装配式钢结构建筑的优势
装配式钢结构建筑与传统的建筑形式相比,主要具有以下特点:(1)强度高、自重轻、承载力高。钢的强度和刚度比钢筋混凝土高几倍,所以使用钢结构建筑结构体系其重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右,大大减小了房屋自重,构件截面的较小也增大了建筑可使用空间。(2)抗震性能优越。因为钢材是弹性变形材料,能大大提高建筑的安全可靠性。抗侧刚度大和建筑结构自重的减小也都有利于提升抗震性能,并且地震后方便及时更换损伤构件。(3)缩短施工工期、减少劳动力、提高工程质量及施工效率、降低安全隐患。装配式钢结构构件大多在工厂先预制好后运到现场安装。现场机械化程度高和作业量大为减少,对应的现场劳动力也大大减少、安全事故隐患大大减小、施工工期大大缩短和施工中产生的废水、噪音和扬尘也大大减小。(4)空间布置灵活、可模数化设计、集成化程度高、延长建筑寿命。(5)绿色环保,保护环境,化解钢铁行业过剩产能,可持续发展。钢材是属于可二次回收再利用的材料,建造和拆除时对环境污染小,其节能指标可达50%以上,属于绿色环保建筑材料。(6)可实现住宅建设的工业化和产业化,综合经济效益高。
3超高层建筑的装配式钢结构加工与安装技术实践应用要点
3.1钢结构的制作
装配式建筑钢结构施工中,钢结构制作是最为基础性的施工环节,一旦钢结构制作存在质量问题,即使后续的施工作业再规范,也无法保障结构施工质量和安全。因此,在钢结构的制作过程中,专业设计人员应根据装配式建筑的结构施工要求,设计钢结构样品图,并充分分析该样品图的实用性,经由检测和计算,来选择与装配式建筑结构施工要求完全相符的材料,将组成的半成品加工成成品,由专业人员来完成组装,在组装的过程中,通过恰当的焊接工艺选择和应用来做好各个缝隙的处理。
3.2超高层建筑的装配式钢结构构件整体安装技术
实践应用要点在超高层建筑装配式施工中,整体安装技术应用相对较多,它主要针对钢结构构件质量进行提升,并做好构件吊装作业。施工中必须合理划分安装技术与顶升安装技术。其中顶升安装技术主要是在结构顶部与屋顶完成施工,以便于承受大荷载地面设备,完成顶升安装施工操作,提升安装技术,显著减少整体工作量。整体安装技术可以有效减少工程成本、增加施工速度、科学合理控制施工周期。
3.4吊装的施工要点
对装配式钢结构施工而言,吊装技术是关键技术,从当下装配式钢结构施工中的吊装施工技术应用来看,这一技术的应用频繁,且因为整体的施工作业开展时常常存在一定的安全风险,为提升吊装施工质量,每个岗位上的施工人员都要严格遵守相应的施工标准。钢柱吊装作业中,首先起吊钢柱的一端,将起吊到设计高度后进行钢柱的稳定处理,并开展角度测量,最终所获得的测量结果在与设计标准值对比以后,做好相应的参数调整。吊装作业开展时往往需多个岗位人员的高度配合,尽量将钢柱移动控制在标准范围内,给稳定和测量提供便捷。
3.4超高层建筑的装配式钢结构构件BIM技术实践应用要点
在针对超高层建筑的异形复杂组合钢结构节点应该采用BIM技术,即BIM复杂钢结构安装技术,它可以有效应对钢结构体型偏大、空间位置相对复杂、安装过程受到高空环境影响问题,解决复杂钢结构安装技术问题。这其中就包括了BIM虚拟建造技术,它主要运用组合柱虚拟建造,配合Revit软件搭建BIM模型,将施工过程展开三维仿真演示技术,从整体上提高施工效率,提高施工质量水平。该施工技术对于解决超高层建筑中的异形钢结构复杂组合节点方面优势明显,其制作工艺简单且施工效率高,可以满足施工成本有效降低要求。
3.5箱型构件制作
箱型柱、箱型梁采用两块盖板、两块腹板四块板组成,四条角焊缝均采用全熔透焊坡口形式,以保证结构强度;箱型构件设置横隔板及加劲板,其中横隔板、盖板采用熔化嘴电渣焊接工艺,余者采用二氧化碳气保焊熔透焊,隔板开坡口,采用全熔透埋弧焊工艺焊接腹板及盖板。箱型构件下料前同样用钢板矫平机进行矫平,并在下料后进行一次矫平,以保让零件下料的精度及平整度,保证钢板局部平面度不大于1mm。箱型钢柱结构均采用直条式焊接工艺,采用多头直条切割机进行零件下料,非规则零件采用数控切割机。如钢板需要拼接则先进行接料,再功分区域进行数控精密切割,注意保证下料精度,留置切割余量。钢柱钢板采用铣边机等切割装置进行切割,以保证焊接坡口质量,从而保证钢板的焊接质量。箱型柱、梁制作过程中,同样先对钢板进行矫平处理,放样、排版、钢板下料及坡口制作与H型钢梁相近,此处不做赘述
结束语
在当前,针对城市中的超高层建筑多采用装配式钢结构施工方式,其在施工加工与安装技术应用方面也越来越为成熟,保证超高层建筑装配式钢结构安装施工中的关键性技术应用内容不断丰富,最大限度优化钢结构建筑技术优势,提高其施工技术应用价值。总体来说,伴随目前装配式建筑工程项目数量的不断增加,钢结构建筑加工与安装施工技术应用越来越普遍,因此在未来一段时间内继续深入研究装配式钢结构施工技术是很有必要的。
参考文献
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