鋼結構的施工技術論文(2)
鋼結構的施工技術論文
鋼結構的施工技術論文篇二
高層建筑的鋼結構施工技術
摘要：高層建筑鋼結構是以鋼材為主要結構支撐體系的，由于鋼結構的自重輕，構件預制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特點，但同時也存在一些缺陷。文章介紹了高層建筑鋼結構的優(yōu)點與缺點，并將鋼結構的制作、吊裝與螺栓緊固過程作了說明，以供廣大施工人員參考。
關鍵詞：高層建筑;鋼結構;螺栓固定;鋼構件
中圖分類號：TU758 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2012)20-0081-03
隨著我國社會經濟的發(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，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城市建設發(fā)展水平的象征。
1 高層建筑鋼結構的特點
高層建筑鋼結構是以鋼材為主要結構支撐體系的，由于鋼結構的自重輕，構件預制等原因，使其具有建造速度快、抗震性好等特點。但鋼結構也有自身的一些缺陷，下面就鋼結構的優(yōu)、缺點進行
介紹：
1.1 高層建筑鋼結構的優(yōu)點
1.1.1 施工周期短
鋼結構構件多在工廠中進行預制，通過車輛運輸至施工現(xiàn)場即可使用，加之機械化施工方法的普遍應用，鋼結構建筑的建造速度都非常快。相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構，無需考慮混凝土達到設計強度才能進行下一道工序的停留時間，鋼結構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構，則其自重可以大大減輕。其上部的自重僅為傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構的1/15～1/10，而下部基礎的自重為傳統(tǒng)建筑結構的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 方便于機械化施工
鋼結構構件在施工現(xiàn)場安裝時使用塔吊就位，并用高強度螺栓安裝固定，其施工過程簡便，操作技術易掌握，可以大規(guī)模開展應用機械施工方法。
1.1.4 適應性強
鋼結構的形式與色彩可以多種多樣，根據建筑設計的要求，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行變化，這一點是傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構無法相比的。
1.2 高層建筑鋼結構的缺點
盡管高層建筑鋼結構的優(yōu)點很明顯，但它也有其自身無法消除的缺點。
1.2.1 耐火性能差
由于鋼材是金屬制品，其導熱系統(tǒng)要遠大于鋼筋混凝土結構，因此，當鋼結構建筑發(fā)生火災后，熱量可以沿著鋼結構構件迅速傳遞，當溫度達到600℃，鋼結構基本喪失了其應用的強度和剛度，導致建筑的垮塌。因此，高層建筑的防火設計是鋼結構設計的重要一環(huán)，其防火設計需要考慮更多的安全措施。
1.2.2 耐腐蝕性差
由于鋼筋混凝土結構由耐腐蝕的混凝土包覆鋼筋，其耐腐蝕的性能要比鋼結構強。因此，在鋼結構建筑進行設計時，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件冶煉過程中加入特殊的防腐元素。
1.2.3 造價高
高層鋼結構建筑以鋼材為主要原料，其用量比較大，導致整個建筑的造價比較昂貴。相對于廉價的鋼筋混凝土結構，鋼結構建筑的造價可能是前者的若干倍。
2 高層建筑鋼結構施工技術分析
2.1 鋼結構構件的制作
在鋼結構構件體系中，鋼柱與鋼梁是最重要的兩種構件。由于設計要求不同，需要施工單位對出廠的鋼材進行下料、切割、焊接和打孔等工序的制作。
2.1.1 鋼柱的制作
在高層鋼結構建筑中，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件的制作長度。另外，不同的建筑部位有著不同的強度設計要求，因此，即使是形狀完全相同的鋼結構構件也有可能因其安裝部位不一樣而采用不同型號的鋼材制作，在制作鋼柱時，一定要對已完成的成品進行編號，避免下錯料、安錯位置等情況的發(fā)生。鋼柱在制作過程中應嚴格標高的控制，鋼柱的長度誤差不能超過3mm。當建筑的總層高在12層以下時，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，但當建筑的層高大于12層時，則一定要考慮這些因素對標高的影響。
2.1.2 鋼梁的制作
高層建筑的鋼結構屬于框架體系，鋼梁與鋼柱的連接應采用剛性連接。鋼梁多為貫通型結構，其與各結構構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的要復雜一些。鋼梁為了增加自身的剛性，多在上下翼緣處設置橫向加勁肋，與鋼柱等構件相連接處多采用剖口穿透焊縫，腹板采用貼角焊縫，而連接點采用高強度螺栓加固連接。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構的精度要求高得多。
2.2 鋼柱地腳螺栓的預埋
鋼結構建筑與混凝土基礎相連接時，需要與預埋的高強度地腳螺栓相連接，地腳螺栓的預埋位置準確與否將直接影響上部鋼結構安裝的質量與難易程度。在進行地腳螺栓預埋時，應嚴格控制坐標點與高程，在埋設前應進行放線定位復測，澆筑混凝土完成預埋后應進行第二次復測，控制其坐標偏差在±2mm以內，標高偏差在±5mm以內，否則將會導至構件難以準確安裝。
2.3 鋼結構構件的吊裝
在鋼結構構件進行吊裝前，應檢查各鋼柱的標高與間距是否準確，同時，保證構件按設計要求的順序進行安裝。在制作時對構件進行編號，吊裝時一定不能將錯誤編號的構件吊到構件安裝位置。吊裝時應在構件上安裝好扶手桿和扶手繩，等構件就位后，將扶手繩系牢，以保證施工人員的安全。某些鋼構件由于長度較長，在設計與制作時就對其吊裝點進行了考慮，為其預留了吊裝孔洞。吊裝作業(yè)進行時，應按設計要求進行吊裝，多點吊裝的要保證每個吊裝孔處都用鋼繩牢固連接。對于小型構件較多的梁柱可以在地面安裝完畢后再進行整體吊裝，這樣可以加快施工速度。
2.4 螺栓固定
2.4.1 螺栓安裝
高強度螺栓安裝到位后，應保證穿入方向一致，以保證施工的便利。對于箱形截面的構件，可以將螺栓全部從內部穿入，從外面進行緊固。在螺母安裝前，應按設計要求先加入規(guī)定數(shù)量的墊片，如果因為安裝誤差，使得部分螺母不能穿入，嚴禁用敲擊強行穿入。強行穿入會導致螺紋的損失，造成螺母的安裝困難，影響螺栓連接的強度。此時，可以用絞刀進行糾正，糾正前應先將周圍其他的螺栓擰緊，避免產生板間的位移。當糾正好并將螺栓安裝完畢后，應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
建筑鋼結構的高強度螺栓緊固時，應分為初擰和終擰。對于某些大型構件還可以在初擰與終擰間加入復擰步驟。采取初擰和終擰的緊固方法是為了避免構件在安裝過程中，由于某一個部件的點緊固時，對其他的點產生微小的位移影響，導致螺栓的安裝強度不均勻。在初擰時，各螺栓應交替進行，不能將某一螺栓一次擰到初擰值，而在終擰時，也應遵循相同的規(guī)律進行，最后的緊固值扭力應等于設計的標準軸力扭矩值。
3 結語
鋼結構在高層建筑的建造中有著廣泛的應用，其自重輕、強度與剛度高、施工速度快等優(yōu)點正好適用于高層與超高層建筑的需要。鋼結構建筑的建造過程主要分為鋼結構構件的制作、鋼結構的安裝就位與節(jié)點連接等步驟，在施工過程中，要想保證鋼結構達到設計的強度和效果，必須嚴格施工操作規(guī)程，保證施工質量。只有這樣，才能確保鋼結構發(fā)揮其應有的作用。
參考文獻
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