高层建筑钢结构装配式施工技术研究*

胡海兰

(中铁十六局集团第四工程有限公司 北京 101400)

建造中的装配式建设技术,一般指把建设所需的墙体、楼梯等建筑材料,把企业生产的建筑材料运用至工程具体施工中,对其开展装配式建筑使用建设。该项技术通常涉及到钢结构装配式与木结构建筑等。这一类建筑存在着显著的优势,如绿色环保、工程建设所需周期较短、安全性有保障等。

1.1 提升建筑设计精准性

当开展施工设计时,因为当设置一样模型时,不同人员会设置出有所差异的建筑模型,进而达到各个专业之间的互动。所以,施工团队可借鉴这种设计方式,提升项目设计准确性,还可以尽可能体现钢结构装配式特点,避免发生建筑设计错误。

另一方面,对项目引入3D 模型,可以把建筑结构特征有效彰显出来,能够更好观察设计细节,尽可能促使装配式设计更为合理。借助模拟软件辅助,对建筑项目相关的内容进行分析,检查设计技术能不能符合建筑项目的需求,促进建筑项目的正常进行。显而易见,钢结构装配式施工对行业存在着较大意义,除了可以减小设计中发生的误差,也可以借助模拟软件加强施工建设效果。

1.2 提升建设施工效率

该项技术一般是借助BIM 促使建筑设计更加准确与可靠,进而在建设中彰显出建筑连续性,尽可能提高施工进展与建设效果。施工团队具体施工中,应该科学安排施工中有关的环节且对其开展全面监督及把控,提升施工操作技术。此外,该项技术不被天气环境所干扰,还可以有效体现技术优势彰显其建设效果。

2.1 建筑稳定性较好

因为高层建筑较高,需具备较好的稳定性,而钢结构稳定性能相对突出,具体施工中不被天气与建设环境所影响。传统的混凝土施工可能被天气与环境所干扰。另一方面,同混凝土施工技术进行对比,该项技术有着较好稳定性能,进而让其更有效抵御不同因素的影响。故而,高层建筑施工中运用钢结构装配式施工开展,让其有着较好的稳定与抗震性能。

2.1 高层建筑存在较好空间感

空间感为高层利用该项技术的主要优势之一,因为钢结构存在较好稳定与抗压性能,相比之下它的强度也较高。所以高层建筑施工中基于运用该项技术,可以借助较小空间让其具备良好抗压效果。该技术和混凝土进行对比,因为占用空间不大能够增加内部空间。

另一方面,在具体施工中它的耗时较短。主要因为施工团队可以把完成处理的建材第一时间运至现场,方便及时借助建设技术加快工期。

2.2 环保与节能减排

伴随建筑业不断进步,建筑项目变得更多,建造中环保也是行业的核心之一。当建造高层时,基于该项技术可以响应环保要求,传统施工中被诸多因素影响,常常会在建设时产生很多废弃物,如果没有对此开展有效处理,对工程施工附近的环境导致较大污染。因此在具体施工中采取钢结构装配式技术,可以很好保护施工场所环境,符合节能减排与环保要求。

即便该项技术在具体施工中有着显著优势,但是在施工中也有着不少的困难之处。

(1)对吊装要求高。现如今,很多钢结构装配式建设中,通过塔吊辅助进行工程施工,施工团队当应用塔吊进行施工时,需对建设工程的作业环节进行深入的分析与研究,进而确保项目建设中的安全与人员的安全,进而显著提升建设项目的稳定性。

(2)钢结构装配式建设针对高层防水渗透能力具备较高要求,特别是针对外墙防渗漏。因此,施工团队在具体施工中,需借助防水与保温建材开展建设,基于此,对外墙部分开展防渗漏操作,尽可能提高施工之后的高层的防水能力等。

4.1 运用BIM 建模技术

BIM 为一项新的建筑设计技术,通常运用在建筑设计环节,根据建筑设计要求来建模,把所设置的模型传至工厂,据此来进行预制件生产,之后把成品送至现场开展建设和安装,进而产生建筑物结构。BIM建模过程中,该项技术能够结合图纸实现三维建模,并且针对预制件节点,能够有效优化设计内容,进而让设计更好满足现实需要。BIM 运用中能够组合利用TEKLA 和AUTOCCAD 软件,它们的应用能够更好模拟出现场情况,能够切实提高钢构件安装效率。

4.2 构件分段技术以及吊装技术

首先,构件分段技术。当采取该项技术时,应该多加关注塔吊起重效果,确保处于塔吊工作范围,在此之后才能开展施工。运输中应该结合具体运输条件对其开展科学设置,若分段长大于12 m,宽与高分别大于2.8 m、4.5 m 的情况下,可考虑通过该项技术处理构件。因此,该项技术也为普遍使用的核心技术之一。

其次,吊装技术。开展吊装建设中,应该制定出可行的使用计划,有效的吊装计划可切实提升技术安全性。另一方面,施工队伍在具体作业中,应该对吊装计划开展进一步分析,同时综合考虑塔吊选型与布置。

(1)所选取的塔吊装置,其具体作业范围应该涵盖作业场所现场。

(2)所选取的塔吊设备,它的起重能力应该达到塔吊作业的重量标准,确保达到构件装卸、吊装需求,与此同时,现场的塔吊应该符合建设团队的具体建设需要。

(3)安装方式应该比过去的吊装半径高度相符,进而方便有关人员结合数据分析开展工程建设。

4.3 外围集成技术与外围墙施工技术

首先,外围集成技术。施工团队在具体建设中,因为被建筑高度限制,为了尽可能体现该项技术的作用,可通过外围集成继续施工,有效解决墙体间的衔接点,进而提升建设效率同时提升具体施工效果。其次,外围墙施工技术。钢结构建设中,外围墙建设也属于相当关键的内容,以生产实践特征来分析,所借助的外墙板与节点衔接件,一般源于流水生产线,建设中常常选择这样的方法来开展,即上限点和下托点全方位衔接,在此之中,一般通过全熔透焊手段进行焊接。

实际的流程是,需根据图纸要求来标注参数,特别应该根据具体的施工状况,科学调节安装垂直度与平整度,在起吊前,需要认真核对型号与安装处,在确保无误的前提下方可开展后续操作。以实践结果来分析,对于预制外墙板,它的单块质量应该在400 kg上下,安装中可结合施工需要对吊车开展移动。全部构件调好后,就应该开展固定与焊接操作,同时把埋件进行连接,进而提高构件系统的安全性和稳定性。

4.4 绿色环保特点及钢结构和建筑功能配合

首先,绿色环保特点。伴随建筑业不断发展与工业先进的施工技术,向施工人员提出了较高要求,需具备较高的素质与水平。因为绿色建设技术深入人心,钢结构装配式建设被大力推广于建筑业。另一方面,该项技术符合新时期下的绿色施工理念,同时可以在施工过程中,显著提高建筑质量,进而符合建筑建设的要求。其次,钢结构和建筑功能配合。伴随生活质量的显著提升,行业质量要求也持续提高,施工团队借助该项技术,可以显著提升建筑质量,使其符合行业的根本要求。除此之外,使用该项技术的高层建筑存在着这些特征:外观相对立体、具备较好通透性能;户型划分相对灵活;建设高层建筑中,科学利用装修施工技术,可以切实处理漏梁漏柱现象。

4.5 钢结构梁柱安装

钢结构设计环节,能够借助BIM 技术把模型制作完成后,则便可结合结果进行钢立柱作业,这一施工开展前,需要全面根据行业有关方面的要求,如碰撞检查,科学改进施工工序,进而确保钢立柱位置和大小处于适当范围。以安全层面来分析,建筑的性能在很大程度上取决于梁柱安装效果,因此,安装中需要认真核对材料质量特征,确保原料可靠。全部准备工作完成后,便应该着手开展梁柱安装作业。当进行安装时,为防止出现错位与位移情况,安装前需要借助绳子把材料两侧进行捆扎处理,之后根据施工顺序开展吊装。为让安装过程更有效,可根据项目具体特征选择一钩多吊技术来进行安装,值得一提的是,开展此技术操作中针对单块梁柱,需要确保其起吊重量不超过5 t。

4.6 减震消能技术

如今的建筑设计中,因为高层数量持续增多,所以在自然灾害抵御方面提出了较高的要求。地震对高层建筑有着相当严格的考验,特别对于结构设计存在较高要求。故而建筑设计与建设中,开展减震消能设计相当关键。整体而言,通过减震消能技术能够促使建筑结构更加安全和可靠,并且还能够切实防止由于地震情况的出现进而造成坍塌风险。

在科技不断发展中,该项技术获得了长足进步,部分现代化技术已是确保建筑在地震中不被影响的有力保障。以这一技术领域来分析,一般是基于内部空间装上适量消能器,进而来提高建筑结构阻尼,发挥较大的减震作用。安装位置有多处,安装中应该结合结构特征进行安排。通常而言,结构节点与剪力墙等位置,均属于适当的安装部位。

另一方面,为更好提高减震消能效果,可考虑借助波纹钢板剪力墙设置,处于弹性环节能够供应较好刚度,特别基于外部单侧力影响,剪力墙只会发生屈服情况,可以避免引起屈曲变形,如此能够达到剪力墙承载作用,如果这一区域出现了灾害,此种结构设置能够切实降低建筑耗能,有力保护结构。为更好符合消防要求,当开展无屈曲波纹钢板设置中,还能够在侧面增加约束板,此种设置能够取代防火措施,在切实降低施工成本的同时,也显著加快了建设的进度,也能够有力保障装配式结构的可靠和安全。

综上所述,高层建筑施工中,引入钢结构装配式建设技术存在较大意义。行业灵活运用现代化施工技术,可以切实提高建设水平,推动行业朝着更好的方向发展。目前我国科技快速发展,在绿色环保建设技术视域下,应该对施工技术进行进一步研究,针对构件分段、外围集成等开展分析,进而切实提升装配式施工水平,推动行业稳健发展。除此之外,建设高层建筑时引入该项技术,为行业持续发展的核心内容之一,可以助力行业实现施工规范化与工业化。

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