鋼結(jié)構(gòu)工程高層框架施工的注意事項(xiàng)

彭方平

上海協(xié)恒工程管理有限公司 上海 201400

1 高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑

裝配式建筑自20世紀(jì)初期在歐洲研制成功面世后，就受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，居民住宅受到了大規(guī)模的破壞亟待重建，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、法國(guó)首先采用大批工業(yè)化裝配式建筑，初期主要釆用的是鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)件形式均采用工業(yè)化預(yù)制。經(jīng)過(guò)將近100年的發(fā)展，歐洲各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)階段采用的均為裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的方式來(lái)進(jìn)行居民建筑、工業(yè)建筑。丹麥作為世界上第一個(gè)將模數(shù)法制化的國(guó)家，在近現(xiàn)代的建筑中，80%的建筑均采用裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行建構(gòu)，節(jié)能效率高達(dá)50%。由此可見(jiàn)，丹麥成為世界上最宜居的城市，與裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和節(jié)約了大批工業(yè)資源密不可分。德國(guó)是世界上使用輕鋼裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行建筑大型工程最發(fā)達(dá)和最多的國(guó)家，最新的調(diào)查數(shù)據(jù)表明，輕鋼結(jié)構(gòu)的新型建筑占總建筑數(shù)量的95%，由此可見(jiàn)德國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的發(fā)達(dá)程度。美國(guó)緊隨歐洲國(guó)家的發(fā)展，大批量工業(yè)預(yù)制化建筑應(yīng)運(yùn)而生，代表了美國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的水平[1]。日本由于處于地震頻發(fā)區(qū)，其建筑結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)木質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展到裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，同時(shí)日本作為第一個(gè)在工廠(chǎng)中生產(chǎn)建筑構(gòu)件的國(guó)家，其高層鋼結(jié)構(gòu)建筑裝配式安裝技術(shù)同樣較為發(fā)達(dá)。

2 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)

在這個(gè)階段，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化進(jìn)程不斷加大，建設(shè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)形式不斷優(yōu)化。鋼結(jié)構(gòu)廣泛用于建筑項(xiàng)目。鋼結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：第一，強(qiáng)度高，柔韌性好;第二，低成本，高性?xún)r(jià)比;第三，鋼結(jié)構(gòu)材料的環(huán)保，不會(huì)影響建筑環(huán)境，不僅可以節(jié)約資源，而且可以再利用;第四，抗震性能強(qiáng)，穩(wěn)定性好;第五，重量較輕，可減少下部結(jié)構(gòu)的載荷，提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

3.1 鋼材的選取

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用中，為了避免在安裝使用過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，就要科學(xué)的選取鋼材，要選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行安裝。目前鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材主要為Q345鋼和Q235鋼兩種，重要的結(jié)構(gòu)部分會(huì)用到Z15、Z25和Z35。這就需要施工過(guò)程中進(jìn)行合理的選取鋼材，當(dāng)塑性要求達(dá)到不低于235MPa時(shí)，就必須選用低合金鋼或者合金鋼。這些鋼材都具有什么優(yōu)異的焊接性能，成形好、焊接方法優(yōu)良低合金鋼還擁有良好的抗腐蝕效果。鋼材的制作必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制和檢查，嚴(yán)控裝接時(shí)的定位線(xiàn)和基準(zhǔn)線(xiàn)，做好胎架劃線(xiàn)、尺寸搭接工作。對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸要保證安裝之后與實(shí)際計(jì)劃不存在誤差。

3.2 鋼立柱的安裝

完成了建筑整體的模型制作和柱、梁的制作以后，就可以進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼立柱的安裝了。按照BIM技術(shù)模擬出的現(xiàn)場(chǎng)施工順序進(jìn)行柱安裝的碰撞檢查和三維模擬，并最終得到鋼立柱安裝的最佳位置和尺寸。同時(shí)，需要注意的是，在進(jìn)行建筑節(jié)點(diǎn)位置的安裝過(guò)程時(shí)，需要運(yùn)用縱橫梁平面試拼法進(jìn)行鋼立柱的臨時(shí)安裝，確保整個(gè)安裝的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

3.3 鋼－混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)

鋼-混凝土芯管混合結(jié)構(gòu)因其重量輕，施工速度快，成本低而被廣泛使用。當(dāng)建筑平面需要相對(duì)規(guī)則時(shí)，外框鋼可以使用密實(shí)的外鋼結(jié)構(gòu)框架，并且地板與內(nèi)外圓筒連接，使得內(nèi)圓筒和外圓筒一起抵抗水平載荷。對(duì)于地震頻繁發(fā)生的區(qū)域，外框架和內(nèi)芯管可以通過(guò)小跨度的梁連接，并且布置有大量鋼框架柱。這樣構(gòu)造的平面框架剪力墻結(jié)構(gòu)可以通過(guò)合理的節(jié)點(diǎn)連接[2]。更好地抵抗地震荷載。對(duì)于外框，柱網(wǎng)非常大，內(nèi)芯管和外框僅由少量鋼梁鉸接，因?yàn)樗鼈儾荒鼙ＷC框架與氣缸之間的協(xié)同作用，因此不適合用于地震區(qū)域。

3.4 鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，即防除銹、防腐、防火。通常情況下，鋼構(gòu)件只需做這三方面處理，但是鋼構(gòu)件既是受力構(gòu)件同時(shí)也是裝飾構(gòu)件，則需要做好表面美觀(guān)處理。目前，國(guó)內(nèi)在防火涂料方面發(fā)展迅速，并且其種類(lèi)繁多，其中應(yīng)用最為廣泛的便是MC-10系列、以及TN系列等。而MC-10防火涂料除了其自身的功能外，還具備防腐與防火兩項(xiàng)功能。在實(shí)際的施工當(dāng)中，涂料的選擇、涂層厚度控制，需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)形式而定。

3.5 梁的安裝梁

和柱一樣，在整個(gè)建筑中起到承重的作用，一旦發(fā)生地震或者其他自然災(zāi)害時(shí)，梁和柱本身的質(zhì)量和安裝的好壞決定整座建筑能否在災(zāi)害中生存下來(lái)。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行梁的安裝之前應(yīng)該檢查出廠(chǎng)的梁的型號(hào)以及其質(zhì)量是否符合施工要求。檢查完畢后要注意套上安全扶手和扶手繩。前期準(zhǔn)備工作完成之后，就需要進(jìn)行梁的現(xiàn)場(chǎng)安裝[3]。對(duì)主梁的吊裝時(shí)為避免發(fā)生移位、錯(cuò)位的現(xiàn)象，應(yīng)該在對(duì)主梁的兩側(cè)進(jìn)行扎綁吊裝后，再將其余梁依次一根一根的進(jìn)行吊裝。在進(jìn)行次梁的吊裝過(guò)程中，為節(jié)省施工時(shí)間，加快施工進(jìn)度，應(yīng)該采用就近一鉤多吊技術(shù)，對(duì)于單次起吊重量不小于5t的次梁可以采用一鉤多吊技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

施工鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，施工人員應(yīng)熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，施工管理人員應(yīng)加強(qiáng)施工過(guò)程的質(zhì)量管理，確保鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工質(zhì)量。在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，將安全性和穩(wěn)定性置于設(shè)計(jì)的首位，不要降低質(zhì)量和安全要求，以最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益，鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者應(yīng)充分考慮防止鋼結(jié)構(gòu)的屈曲并確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。