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超高层建筑钢结构施工的主要特点及具体流程

发布时间:2021/10/29 点击量:
经济快速发展,城市化进程不断深入,我国建筑行业也随着发生了翻天覆地的变化。尤其高层建筑的建设,更是为人们提供了更大的居住空间,同时也缓解了城市的居住压力。然而,超高层建筑由于其客观的设计和施工特点,技术难度较高,在我
国目前的超高层建筑施工中,钢结构施工技术虽然产生了较大的进步,但在使用的过程中仍然暴露出一些问题。本文就针对超高层建筑的钢结构施工的关键技术进行探讨,分析超高层建筑钢结构施工过程中的影响因素,分析其原因,并提出了几种优化措施。希翼本文可以为钢结构施工技术提供具有积极意义的参考,并推动我国建筑行业的整体进步。
 
钢结构施工技术在高层建筑诞生之日起,其重要性就得到了广泛的肯定。尤其在西方发达国家,钢结构施工技术更是和高层建筑息息相关。它不仅让建筑的外观变得更加多样,更加环保,为设计提供了更多的可能,同时也为建筑内部的结构优化、各种相对复杂功能的实现提供了更大的设计和施工空间。钢结构施工技术经过多年的发展和应用,已经越发成熟,所能支撑的建筑层数也越来越多,许多超高层建筑就得益于钢结构施工技术的发展,让其施工成为可能。
 
一、超高层建筑钢结构施工的基本原则
 
1、科学性原则
 
为了保证超高层建筑的稳定和安全,其施工的科学性是最为基本的需求。它主要体现在从设计阶段开始,就要结合钢结构施工的具体特点,从科学的角度出发,结合各项参数,和先进的施工技术结合,实现超高层建筑的完善设计。在施工阶段,要依据科学技术,对设计图纸进行严格的落实,并在施工现场做好安全措施,实现科学施工的目的。
 
2、便捷性
 
为了让钢结构施工过程质量更高,在使用先进的科学技术的前提下,还要秉持施工便捷的原则。通常,超高层建筑由于其自身建筑特点,让施工相对于混凝土建筑施工来说更加便捷,让施工现场的环境也变得更加简单。为了让施工过程各种技术的使用和工序的进行更加便捷,设计人员要尽可能降低外界环境对施工现场的影响,并通过适当的管理方法,提高施工开展的便捷性,确保施工达到理想的效果。
 
二、超高层建筑钢结构施工的主要特点
 
1、自重轻、可用空间大
 
由于钢结构自身的特点,相较于混凝土建筑施工,在承担同样重量时,钢结构其自身的结构重量更小。而且,由于其占地面积更小,也为建筑内部预留了更大的空间,这不仅符合超高层建筑尽可能扩大内部使用空间的需求,还因其更高的质量,满足了超高层建筑的稳定性需求。
 
2、强度高、施工周期相对较短
 
钢结构已经成为超高层建筑结构的首选,在多年的超高层建筑施工中不断总结经验,也让该结构施工技术变得更加完善。钢结构由于其强度高,单位体积能够承受更多的重量的特点,使建筑整体可以向更高的层数伸展的同时,也能保证底部建筑结构的稳定。得益于其相对较高的材料强度,建筑结构整体的负载能力和跨度也得到了不同程度的提升,为建筑内部可用空间的增加提供了技术支撑。同时,钢结构延展性优良,使钢结构为基础的超高层建筑的抗震能力也越发突出。和其他建筑相比,钢结构建筑在施工时通常使用的是现有的成型材料,这样不仅节省了材料的制作时间,缩短了周期,还因为钢结构施工简单,进一步提高了施工效率。
 
3、环保节能
 
相对于传统的混凝土结构建筑,钢结构建筑在施工时不会对周围环境造成粉尘等污染,由于对浇筑和压实的需求也较低,其噪声污染也相对较小。而且,钢结构建筑的某些材料还可以参与到循环利用中来,进一步减少了施工材料对环境造成的污染,帮助企业对施工材料进行更为优化的部署,让企业在当今竞争日趋激烈的建筑行业市场中,具有更强的竞争力。
 
三、超高层建筑钢结构的具体施工流程
 
1、构件的验收
 
这一步骤是施工的基础,尤其在钢结构构件进入施工现场时,验收人员要做好验收工作,确保构件能够满足施工的要求。在科学技术发展如日中天的当下,验收人员可以借助更为科学、精密的设备,对钢结构构件进行更为全面的扫描和验收。传统的验收工作通常只能在一批材料中选择一小部分进行抽检,以抽检的质量情况对整批材料的质量进行判断。如今,先进的激光扫描设备的成熟可以让验收人员在最短的时间内,对整批材料进行快速、精确、周全的检查,避免了以往抽检不到而造成一些质量不过关的构件在施工中得到使用的情况,同时也降低了建筑后期使用过程中的安全风险。
 
2、操作吊装环节
 
这一阶段的工作主要是根据设计图进行钢结构构件的组装,是较为重要的施工环节之一。在吊装过程中,施工人员要严格按照设计图进行,确保钢结构构件的吊装从位置、角度等各个方面都能满足设计的要求。得益于先进的吊装设备的使用,如今的吊装工作效率变得更高,过去通常需要多人进行的某些吊装工作,现在通过一台吊装机械就可以顺利完成,而且,吊装施工也变得更加精确,为施工进程的推进和成本的节约提供了可能。
 
3、螺栓的调节
 
在这一环节中,施工人员主要通过对螺栓的调节,确保钢结构连接更加稳定,发挥更好的性能。在具体的施工中,螺栓经常会由于各种因素的影响,不能满足设计图中的要求。这时,施工现场的管理人员需要对螺栓的调节工作进行分析和协调,在不影响钢结构整体稳定性的前提下,对施工方案进行适当的修改。由于螺栓是决定钢结构稳定性的重要构件,所以,在对螺栓进行调节时,要格外谨慎。
 
4、焊接检验及其他
 
钢结构的焊接技术水平也是决定结构整体安全性和稳定性的重要因素之一。这一工序需要在相应的组装和螺栓调节之后进行。通过先进的焊接技术的使用,钢结构稳定性得到更大的提高。在焊接工作完成之后,还要辅以相应的检验工作。通常所用的超声无损检测技术,就能很好的检测钢结构表面和内部的缺陷,尤其对焊接处的质量检验更要加大力度,确保焊接处达到质量要求。另外,在焊接和检验工作完成之后,才可以进行栓钉和压型钢板的操作。在超高层建筑的各种施工技术中,钢结构技术的要求是最高的,相应的施工规范要求也最为严格,其施工质量对钢结构整体也有着巨大的影响。
 
四、超高层建筑的钢结构施工关键影响因素
 
1、环境因素
 
钢结构在世界各地的超高层建筑中都有着广泛的应用,但是由于不同地区的环境不同,气候、温度等外在因素对钢结构施工会产生不同的影响。比如,在我国东南沿海地区,温度常年保持在零度以上,且昼夜温差变化不大,在这种环境中使用钢结构技术进行超高层建筑施工所受的影响就较小。然而,在我国西北地区,昼夜温差大,在使用钢结构进行施工时,就要更加重视温差对钢结构产生的影响。钢结构会因为热胀冷缩,产生一定的形变,大温差会加重这种形变,所以,在设计时,通常需要预留更大的形变空间,避免钢结构之间互相拉扯或挤压,造成不可逆的形变,进而影响建筑的整体质量。
 
2、施工因素
 
超高层建筑往往会在城市中心进行施工,加上其实际占地面积较小、施工周期较长,所以,通常会出现交叉施工的现象,最常见的就是钢结构在进行到较高层数的搭建时,下层已经开始了建筑内部的相应施工或者建筑外墙的施工,工序的交叉为超高层建筑的施工带来了巨大的挑战。为了尽可能缩短施工周期,提高施工质量,就要对交叉施工做出更加合理的安排。管理人员要精通各种工序之间的联系,对各种工序之间的相互影响有充分的认识,以便对繁复的工序做出更为合理的安排。避免工序之间产生阻碍,影响施工进度。
 
3、施工材料供给因素
 
由于超高层建筑对于施工材料的用量极为巨大,要想施工顺利进行,施工材料的及时供给必不可少。通常,施工材料要从供应商运输至施工现场,经过现场验收人员的检验,再存放至现场的仓库进行保存,以便及时调用。如果材料调度不及时,或者材料无法及时入场,相应的工序就无法进行,由于超高层建筑工序复杂,如果材料管理不到位,这种情况发生频率还是相当高的。要想提高超高层建筑的施工效率,管理人员要积极和材料供应商协调,尽量做到施工材料能在相应工序进行前的较短时间内入场,缩短材料在施工现场的保存时间,节省从现场库房到建筑所在地的运输时间。
 
五、超高层建筑钢结构施工技术的重点
 
1、前期准备工作
 
良好的前期准备工作,不仅是对建筑进行更加科学、严谨的设计,还是对施工过程进行的更加合理的安排,它能够让施工过程中出现的各种问题得到更为妥善的解决。首先,企业要对设计图进行审查。由于设计图是后续施工甚至验收工作的参考依据,所以,对其进行严格的审查,确保设计图符合要求,能够清晰地传达设计理念和施工方法,是必不可少的。企业要对设计图的审查工作予以高度的重视,确定其是否符合我国的安全施工规范和标准,并依据设计图,对施工现场进行勘查,保证设计图的施工可行性。其次,企业还要对施工过程中的各种问题做出更加精确的筛选。超高层建筑在施工的过程中会受很多外界因素的影响,产生各种问题,所以对这些问题进行精确的筛选就显得尤其重要。将重要问题筛选出来,可以让设计人员以此对设计图进行修改,提高施工效率,避免在施工过程中遇到之前没有预见的问题而导致工程搁置。再次,企业还要对施工进行严格的监管。监管包括对材料准备的监管、对施工人员资质的监管和对各种机械设备的部署情况进行监管,因为这些都是施工开展的必备条件。
 
2、测量施工技术
 
测量施工也是对施工质量产生巨大影响的技术之一,测量为施工提供相应的数据参考,是后续施工的基础。所以,企业要使用各种方法,提高测量数据的准确性。得益于信息技术的发展,当今的测量技术可以通过使用先进的测量设备和分析技术,让数据精确度得到前所未有的提高。误差的降低对施工进度的推进也是大有裨益。不过,尽管有了先进的测量设备的支撑,企业还是要加大力度,培养测量人员的专业水平,让他们不仅掌握先进的测量技术,还要具有更高的专业素养,更为认真的工作态度,并在测量工作进行的过程中,自觉地按照操作规范来进行,提高测量的准确性。
 
3、控制施工技术
 
控制施工技术是对施工流程中各个阶段进行更为科学的把控的技术,它对整个流程质量的提高有重要的意义。良好的控制技术的应用,不仅可以让施工现场对于风险的防范工作效果得到提升,还能够降低施工过程中不利因素的影响。对于材料的控制,可以为施工提供扎实的基础;对于施工技术的控制,可以降低建筑的安全风险,提高建筑的质量;对于安防措施落实的控制,可以确保施工现场施工人员的人身安全。总之,这一技术的应用,可以让整个施工流程各个环节得到更为合理的管理,提高建筑的整体质量。
 
结论
 
城市化进程的深入为我国建筑行业的发展带来了巨大的挑战,同时,也为其创造了更加多元的机遇。尤其在超高层建筑拔地而起的当下,钢结构施工技术更是成为了建筑行业的核心技术。要想让企业在日益激烈的市场竞争中保持旺盛的战斗力,就需要对钢结构施工的关键技术提高重视,以法律法规为底线,严格遵照施工规范要求,并及时更新技术,加强创新,提高工程整体的质量。本文就简单分析了超高层建筑钢结构施工技术的要点,并总结了比较常见的影响因素,并针对性地提出了几点优化技术使用情况的建议,供业内人士参考。
 
编辑概况:连伟(1974-),男,本科,工程师,研究方向:施工管理。
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