高層建筑鋼結構裝配式施工技術應用分析

王小兵

【摘要】近年來，隨著我國城市化進程加快，建筑行業發展越來越迅速。特別是目前進入了高科技與信息化發展時代，新技術在建筑行業中得到應用。裝配式結構技術則為現階段房建施工較為常用的先進施工技術，但在發展過程中也存在一些不足。本文將先介紹鋼結構裝配式建筑特點，再說明其技術，指出其在高層建筑中的應用。

【關鍵詞】高層建筑;鋼結構;裝配式施工;應用

1、高層建筑鋼結構施工技術概念

現階段，隨著城市化的發展，高層建筑數量越來越多。在保證數量的同時也不可忽視其質量。高層建筑中較為常見的結構形式為鋼結構，鋼結構施工技術主要包括幾個部分：吊裝施工技術、零部件施工技術和綠色施工技術。綠色施工技術由于和環境保護問題息息相關，當前逐漸受到重視，在建筑工程中得到應用和推廣。在綠色施工技術中，包含科學施工技術和工程施工技術。在此過程中，需要不斷更新綠色施工理論，工程技術以及施工設備也要不斷得到更新和升級。

2、高層建筑鋼結構裝配式施工技術特點

首先是高層建筑鋼結構裝配式建筑的設計特點，隨著建筑行業的快速發展，社會對建筑施工技術的要求也越來越高。因此，技術應用越來越完善和先進。在設計高層建筑鋼結構的過程中，需要首先注意鋼結構施工技術的設計內容，對鋼結構進行合理分析，保證結構施工與設計內容保持一致，保證建筑結構的設計能夠滿足社會發展中的實際需求。其次是高層建筑裝配式施工的特點，在施工過程中，需要將裝配式建筑看作是一個完整的結構，但工程單位不能將所有的鋼結構建筑都看成是裝配式建筑結構，裝配式鋼結構與普通鋼結構有所不同，裝配式鋼結構建筑內部需要裝配完整的系統設施，完備的管道設施等系統，保證多種系統的統一運行。也就是說鋼結構裝配式建筑具有較多優勢：第一，零部件結構較靈活，能夠適應社會中各種變化的情況，它與普通的框架結構存在不同，鋼結構裝配式建筑的靈活性更大，自由性更高。用于施工的零部件在用于施工過程中會更加靈活，而且不影響建筑工程的施工。裝配式鋼結構的施工時間更少，鋼結構裝配施工，較為強調施工現場的安全生產，保障人員的生命安全，更為重視施工與設計方案的一致性和貼合性，所以人們在施工時需要注重施工效率，不僅僅注重施工工期，還需要強調工程施工效率;第二，鋼結構裝配施工的性能比較高，因為在裝配式結構的零部件中有更多的質量較輕的零部件，這些零部件雖然質量較輕，但是性能優良，因此受到廣泛使用。比如鋼柱、熱軋鋼等零部件。這些零部件用于裝配式施工前，得到大量的生產，這為裝配式施工提供了材料保障，而且，使用鋼結構裝配式施工的物體表面積更小，這樣就可以節省一定物料資源，也是在環境保護的主題下進行施工;第三，從零部件的生產工作來看，裝配式建筑零部件的生產主要是通過流水線來生產，這樣就可以節約一定的人力資源和時間資源，施工過程中對環境污染問題較少，更多的采用了綠色施工的生產方式，符合環保的主題。總之，高層建筑鋼結構裝配式施工與傳統的混凝土建筑施工相比，具有更大的環境效益，而且幫助工程單位取得一定經濟收益，施工效果更好。

3、裝配式高層建筑結構施工重難點

3.1吊裝步驟具有難度

高層建筑結構的施工重難點為吊裝施工技術，在高層建筑的裝配式施工中，需要注意吊裝問題。在設計時，就需要合理設計好吊裝作業的操作步驟，對吊裝作業進行合理分析，施工過程中如果遇到吊裝問題，要及時解決，保證施工過程中的吊裝作業質量。

3.2建筑滲漏工作要做好

對于建筑工程的防滲漏工作，要求人員引起重視。做好建筑工程每個部分的防滲漏工作，比如說對于建筑工程的外墻，要選擇合適的防水材料，在保證材料防水功能的基礎上還要保證其保溫的效果，因為高層建筑具有一定的高度，所以施工技術處理起來較難，要保證建筑施工技術的質量，還要妥善處理好建筑防水問題。

4、高層建筑鋼結構裝配式施工技術

4.1加工高層建筑鋼結構零部件

在高層建筑的裝配式施工過程中，需要注意零部件的生產與施工環節，在加工過程中最為常用的加工方式為三維模式，包括三維模擬軟件和BIM加工技術。BIM加工技術主要是通過技術人員先構建起一種三維模型，在模型中將工程結構都結合起來，將其運用于建筑生產中，在外部環境中應用BIM技術，可以發揮出虛擬建筑結構的零部件生產作用，有利于人們從整體上把握裝配式建筑結構。同時，采用BIM技術還可以幫助人員從時間上把握建筑結構，呈現立體的圖像，減少在實際操作中，建筑結構施工過程中出現的錯誤操作，提高裝配式建筑的施工效率。由于采用三維模擬技術，會運用一些三維模擬軟件，比如AUTOCAD軟件，利用該軟件可以將建筑結構通過立體的畫面呈現出來，包括呈現出一些具體的細節和材料等，對建筑材料進行排序，使施工工藝更加精確。對高層建筑的施工工藝進行控制主要包括：對其梁柱進行加工，加工梁柱可以從根本上防止一些梁柱偏移情況，幫助建筑工程更好地定位和解決錯誤位置問題，對于一些錯誤面及時改善，保證建筑結構中的梁柱施工質量，保證建筑工程中的梁柱不發生變形、彎曲等現象，在一定程度上節省工程成本花費。

4.2安裝鋼柱和梁

在高層建筑鋼結構的裝配式建筑施工中，有一個重要的步驟就是安裝鋼柱和鋼梁。當建筑結構的模型被建立起來后，需要進行鋼柱和梁的安裝。為了保證建筑鋼結構鋼柱和梁的位置，要先在施工現場通過三維模型建立起立體結構，對工程結構以及施工操作進行模擬。需要施工人員注意的是如果是鋼梁結構的臨時安裝，需要采用鋼梁結構的平面安裝方法，從而保證鋼梁結構在安裝過程中不會出現操作錯誤。在安裝梁和柱的過程中，需要考慮其承受壓力的因素，因為梁和柱往往發揮著承重的作用，尤其是當發生自然災害時，建筑能否承受得起自然災害的侵害，關鍵在于梁和柱的質量。因此，施工單位要重視建筑結構中梁和柱的作用，在安裝鋼柱和梁之前，應該按照具體的施工操作規范進行操作，保證梁和柱的尺寸和大小符合施工規范，對梁和柱進行認真檢查，安裝完成后，需要對一些細節位置進行檢查，為后續的操作奠定好基礎，在施工過程中，為了防止梁和柱出現偏移的現象，需要對安裝周圍的側梁進行檢查，比如在安裝過程中可以采用一車多吊的方法，這樣不僅可以保證吊裝的速度，還能保證工程施工的效率，節約工程時間，但是多吊技術只能承受一定物體的重量，不能過重。

4.3吊裝技術的正確使用

在高層建筑鋼結構的裝配式施工中，需要正確采用吊裝技術。要制定科學合理的吊裝施工方案，然后根據施工方案進行吊裝，保證吊裝施工的安全性和穩定性。進行吊裝施工設計時，需要施工人員深入現場實際情況進行調查，尤其是考慮吊裝設備的型號和尺寸，合理選擇塔吊，塔吊的選擇應該確保能夠滿足施工現場的要求，要能覆蓋至施工現場的方方面面;人員要做好塔吊的裝配與構建工作，使塔吊的數量滿足現場施工要求;根據塔吊的規范進行操作，這些操作都需要在完善施工設計基礎上完成，只有做好吊裝的設計工作，才能保證順利完成吊裝操作。

4.4應用外圍集成技術

高層建筑的鋼結構裝配式施工時需要從建筑實際情況出發，注意建筑的高度、形態等，充分發揮出裝配式施工的價值，施工人員在此過程中可以采取應用外圍集成技術，連接外墻，提高施工效率，確保施工質量。

4.5應用綠色施工技術

隨著社會經濟的快速發展，對自然環境造成越來越大的破壞，因此環境保護問題也日益突出。隨著人們生活水平的提高，人們越來越關注綠色施工技術，注重綠色、環保施工，這也是為了更好地滿足現代社會的發展要求，為了促進經濟的可持續發展。所以，施工人員需要認識到綠色施工的重要性，從各個角度進行綜合考慮，使建筑工程施工滿足環保的要求，以生態效益為基礎，進而再保證工程單位的經濟效益。

5、高層建筑鋼結構裝配式施工技術的應用

高層建筑鋼結構裝配施工技術的應用以我國山東省某一期工程為例，該工程是由投資公司興建，由其他設計公司負責設計完成，建筑面積約為90960.2平方米，包含地下設備房、地下車庫和塔樓等設施，地下車庫和設備房分別占據一層，裙房有三層，塔樓有25層。對于該建筑的鋼結構，要求用底漆進行涂抹，對于樓層下方的承板和鋼梁等設施，需要用無機底漆進行涂抹，要做好鋼結構的防火措施，對于鋼結構的防火刷，鋼柱和鋼梁要用防火材料涂抹，這些涂料質地輕薄，具有一定的耐火性，樓板采用樓蓋進行覆蓋，而塔樓主要采用剪力墻結構，裙房主要采用鋼結構，塔樓的核心部分采用鋼筋混凝土核心筒結構，采用L型的結構布局，箱體呈一字型，周圍的鋼柱和梁采用圓形的鋼管柱結構，鋼梁用H型鋼梁等。

5.1建筑結構與設計相一致

對于建筑工程來說，在高層建筑結構中，應該采用裝配式鋼結構體系，這是為了提高建筑工程的質量，滿足現階段建筑工程的施工要求。具體體現為：首先是建筑結構的外部應該保持通風和通透性，外部墻體應用支持公共交通區域，保證墻體具有立體性和通透性;其次是建筑工程的房間設施要靈活多樣，在每一個戶型中，框架和梁柱結構較少，戶型分割較靈活;最后是梁柱的問題，在設計時盡量設計為扁長的鋼梁結構，減少墻體厚度和寬度，依靠建筑的裝修技術，保證房屋內的梁柱外觀問題不至于那么突出。

5.2建筑工程樓板體系

在高層建筑結構中，建筑采用的樓板往往包含以下幾類：第一類是鋼筋桁架承板，第二類是預制鋼筋混凝土樓承板。第一種鋼筋桁架樓承板在施工操作時具有操作簡便的特點，而且材料質量較輕，但是具有一定的抗壓效果，在進行鋼筋承板施工操作時需要注意按照施工規范進行操作，保證其具有一定的尺寸、大小等參數，當建筑施工完成后，要在施工現場進行鋼材結構的鋪裝，將鋼材結構和螺栓連接起來。鋼材鋪好以后，需要對鋼筋進行捆扎，對混凝土進行澆筑，如果澆筑時沒有腳手架等設備，可以依靠三腳架的支持。這樣可以保證施工步驟有所簡化，工程時間縮短，一定程度上也節約了人力、物力等資源，節省了工程時間。而第二種方式預制混凝土施工方式需要結合使用，在疊合樓板的過程中利用BIM技術進行三維模擬，保證所有操作都在工廠中操作，材料的尺寸和大小按照設計規范和標準進行，在施工現場即可完成吊裝工作。

5.3樓層的墻板體系

在高層建筑的裝配式建筑施工過程中，為了能夠滿足住戶的使用需求，滿足住戶居住的舒適度，往往需要進行樓板體系的維護，通過對市場進行調查，將調查數據和實際情況進行對比，發現建筑工程的樓板和墻體技術需要認真選型，首先是樓板的選擇，在裝配式建筑中，樓板的采用通常是壓型鋼板和鋼筋桁架等組合而成的樓板。經過對比發現，這些組合樓板的受力性、施工速度和管線等具有不同的效果，而壓型鋼板在樓層施工中主要起支撐的作用，而且樓板需要吊頂處理。當前，裝配式建筑中較為常用的樓板設施為疊合樓板，根據工程需要，樓板采用的主要材料為鋼筋和混凝土，能夠滿足建筑工程的受力性能。其次是外墻設計，外墻體系包含的有ALC板材和金屬板材、內嵌式板材等，據調查分析，不同的板材結構具有不同的施工標準和難度，墻體的性能和造型等方面有所不同。因為該工程為高檔型高層建筑，所以采用的板材為ALC板材，該板材的特點是材料單一，外觀性較差，如果采用PC板材，那么就會產生不同的受力能力。在建筑工程中，有一類建筑為內嵌式窗體系建筑，這類建筑主要是用于辦公，這類建筑最好是采用金屬板材結構。最后，是內部墻體體系，內墻體系包括ALC板材和輕鋼龍骨隔墻，這幾種板材具有不同的優勢和不足。因為是高層建筑鋼結構，所以在水平壓力的作用下結構的側向變形較大，容易使墻體產生裂縫，而采用輕鋼龍骨隔墻材料與人們的居住體驗不符，ALC板材則與傳統的墻體結構類似，兼有較好的變形能力，在高層建筑中使用廣泛。因此，對于該工程項目，最終決定選擇ALC板材。

5.4工程設備體系

在高層建筑工程施工項目中，需要對工程設備加以設計，在設計時要注意設備的安裝步驟，建筑的結構安裝和建筑的裝修步驟等，同樣依靠BIM技術對建筑工程進行立體構圖，對建筑裝修、結構設計等進行全方位、一體化設計。在設施安裝之前，需要專業設計裝配施工，在施工過程中避免錯誤操作產生的問題和隱患，保證建筑工程在規定的時間內完成，防止因為建筑工程的問題而出現返工現象，出現工程時間延誤、危險事故的發生等問題。

結語：

總之，高層建筑鋼結構裝配式施工技術會受到多種因素的影響，要避免一些問題的發生，需要各部門共同配合，施工人員也要提高自身的操作技能，根據操作規范進行操作，提高質量監管水平，從而保障高層建筑鋼結構裝配式施工的順利實施。

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