關(guān)于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究

柳長(zhǎng)誼

中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司

1 引言

隨著我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)逐漸推進(jìn)，高層建筑已經(jīng)成為城市的基本配置，成為滿(mǎn)足廣大人民群眾住房需求的一項(xiàng)根本途徑。在高層建筑的建設(shè)施工中，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)得到迅速推廣。客觀(guān)來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)所具備的較高的抗震性能和強(qiáng)度，和高層建筑的性能要求基本一致，因而受到了各大建筑施工企業(yè)單位的高度重視。因此，在高層建筑施工建設(shè)中，相關(guān)企業(yè)單位務(wù)必要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化，整體上提高建筑性能和建筑質(zhì)量，以滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)生活需求。

2 高層鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

2.1 施工材料質(zhì)地好

在鋼材的加工制作過(guò)程中需采用熱軋、冷加工等處理工藝，并且在之后運(yùn)用適當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)焊接手法。與其他施工材料相比，這樣的鋼材運(yùn)用到工程項(xiàng)目中往往會(huì)在強(qiáng)度、韌性等方面擁有更為明顯的優(yōu)勢(shì)，因其高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，即使其有較小的截面積也可以產(chǎn)生較大的支撐力，通過(guò)更輕的重量提供更大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所以特別是在一些工程距離跨度大或負(fù)重載荷高的橋梁等工程項(xiàng)目中往往會(huì)發(fā)揮更大的作用。

2.2 材質(zhì)均勻分配

由于鋼材具有十分均勻的內(nèi)部質(zhì)地，因此，可以利用材料力學(xué)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)計(jì)算鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力情況。為確保鋼材可以滿(mǎn)足項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求，在對(duì)鋼材進(jìn)行冶煉軋制生產(chǎn)的過(guò)程中需要對(duì)工藝水準(zhǔn)以及鋼材質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保成品鋼材的各項(xiàng)性能符合要求，減少可能會(huì)影響工程項(xiàng)目的不良因素，確保工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝成熟

顧名思義，工程項(xiàng)目中所采用的鋼結(jié)構(gòu)所需要的主要工程材料為鋼材。我國(guó)是鋼材儲(chǔ)備大國(guó)，且現(xiàn)如今，我國(guó)已經(jīng)擁有了較為先進(jìn)的鋼材冶煉生產(chǎn)技術(shù)工藝，并且?guī)缀鯇?shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)操作，從而可以對(duì)生產(chǎn)工藝精度進(jìn)行良好的控制，進(jìn)而確保成品鋼材的質(zhì)量，滿(mǎn)足工程項(xiàng)目對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的硬性需求。除此之外，在投入應(yīng)用時(shí)可采用螺栓或焊接等方式進(jìn)行拼接，可以很大程度上提高工程效率。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

在提供高強(qiáng)度與高韌性的同時(shí)，鋼材也會(huì)不可避免地存在一些缺點(diǎn)，鋼材的耐熱性與耐火性較差，并且不耐腐蝕。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)往往具有更強(qiáng)的導(dǎo)熱性，鋼結(jié)構(gòu)在超過(guò)350℃的溫度下不論是韌性還是強(qiáng)度均會(huì)受到較大的影響，在溫度超過(guò)600℃后，鋼結(jié)構(gòu)甚至?xí)适ЫY(jié)構(gòu)性能，所以在選用鋼結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要格外注意結(jié)構(gòu)的防火隔熱設(shè)計(jì)，并且注意結(jié)構(gòu)的防水密封，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)氧化減少使用壽命。

3 高層建筑的建設(shè)要求

3.1 保證鋼結(jié)構(gòu)水平力

在開(kāi)展高層建筑質(zhì)量控制與管理的過(guò)程中，各大施工企業(yè)單位往往都會(huì)高度重視鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)的水平力對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體質(zhì)量具有直接關(guān)聯(lián)。尤其是在高層建筑物水平需求偏高的情況下，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的水平力控制便是決定建筑穩(wěn)定性與可靠性的重要因素，因而在建筑施工的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要對(duì)鋼材的承受能力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，確保其能夠滿(mǎn)足建筑物水平需求，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)材料的合理選擇。

3.2 遵循高層建筑操控標(biāo)準(zhǔn)

高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中理應(yīng)遵循相應(yīng)的操控標(biāo)準(zhǔn)，具體來(lái)說(shuō)，在監(jiān)管高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人員的資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格考察，并反復(fù)核實(shí)建筑施工方案是否具有可行性，及時(shí)排查專(zhuān)項(xiàng)施工方案中的漏洞，并做好材料設(shè)備的質(zhì)量驗(yàn)收工作。而對(duì)于一些比較隱蔽的工程，更是要把各項(xiàng)施工資料的監(jiān)管簽字工作落實(shí)到位，嚴(yán)格開(kāi)展驗(yàn)收過(guò)程中的質(zhì)量核查，避免建筑存在隱蔽的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)在鋼結(jié)構(gòu)施工中可能會(huì)面臨一些突發(fā)狀況，施工人員必須以?xún)?yōu)質(zhì)的心理素質(zhì)展開(kāi)施工作業(yè)，嚴(yán)格按照施工流程和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工的全面控制，徹底消除安全隱患。

3.3 高層建筑施工現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)逐漸明朗，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)始終處于平穩(wěn)發(fā)展的階段，城鎮(zhèn)化建設(shè)也早已被提上日程。高層建筑施工主要是為了解決我國(guó)現(xiàn)階段的土地資源利用率不高、土地資源緊張等現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題。近些年來(lái)，大量的高層建筑如同雨后春筍般迅速涌現(xiàn)，與之同樣顯現(xiàn)的還有高層建筑施工中鋼結(jié)構(gòu)存在的一些問(wèn)題。只有對(duì)這些問(wèn)題的特點(diǎn)進(jìn)行客觀(guān)分析，找準(zhǔn)我國(guó)現(xiàn)階段高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中存在的實(shí)質(zhì)問(wèn)題，才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)施工工藝的系統(tǒng)性?xún)?yōu)化，實(shí)現(xiàn)各道施工秩序之間的緊密銜接，加速我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的整體進(jìn)程，具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)階段高層建筑施工主要具有承包管理不科學(xué)、施工技術(shù)管理沒(méi)起到系統(tǒng)性效果、忽略了高層建筑物的垂直特點(diǎn)等方面的問(wèn)題。在復(fù)雜的施工環(huán)境下，相關(guān)人員務(wù)必要從建筑的基本性能出發(fā)，對(duì)包括鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在內(nèi)的專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化，保證高層建筑施工環(huán)境的安全性，推動(dòng)我國(guó)高層建筑工程的有效落實(shí)。

4 鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 材料的到場(chǎng)檢測(cè)

在高層建筑建設(shè)施工的過(guò)程中會(huì)涉及到大量的鋼材料消耗，鋼材料的質(zhì)量直接決定了高層建筑工程的整體質(zhì)量，因此在實(shí)際建設(shè)施工之前，施工單位必須統(tǒng)一對(duì)接下來(lái)所要用到的鋼材進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保所有的鋼材料具有合格證，且其性能滿(mǎn)足高層建筑施工標(biāo)準(zhǔn)，一旦鋼材料在質(zhì)量方面存在瑕疵，嚴(yán)禁其進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)材料經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量合乎行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之后，相關(guān)的質(zhì)量管理人員還需要將其按照材料的型號(hào)規(guī)格以及在施工中使用的先后順序進(jìn)行分類(lèi)堆放。除此以外，相關(guān)負(fù)責(zé)人也要高度重視儲(chǔ)存階段的鋼材料管理問(wèn)題，避免在潮濕的地方存放，同時(shí)做好防雨措施。在采購(gòu)鋼材和焊接材料的過(guò)程中，必須由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行采購(gòu)工作，并嚴(yán)格按照施工圖紙和施工工藝進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)，對(duì)鋼材廠(chǎng)所出示的質(zhì)量驗(yàn)證書(shū)進(jìn)行謹(jǐn)慎驗(yàn)證。如果在施工過(guò)程中面對(duì)臨時(shí)替換材料的情況，建設(shè)管理人員一定要和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行全面協(xié)商工作，不能擅作主張，否則對(duì)于高層建筑施工的成本控制和質(zhì)量控制，都會(huì)具有負(fù)面影響。

4.2 預(yù)埋螺栓

在開(kāi)展高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)之前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員務(wù)必要規(guī)劃預(yù)埋螺栓的位置，結(jié)合工程的性能要求，計(jì)算大致的施工面積以及預(yù)埋螺栓的深度。隨后，技術(shù)人員要高度重視施工現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)埋螺栓操作，確保其填埋深度與設(shè)計(jì)圖紙相一致，保證預(yù)埋作業(yè)的準(zhǔn)確無(wú)誤。在這一過(guò)程中，施工人員應(yīng)該做到對(duì)軸線(xiàn)精準(zhǔn)定位，嚴(yán)格檢測(cè)施工過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，當(dāng)預(yù)埋工作初步完成以后，還需要實(shí)現(xiàn)與澆筑作業(yè)的準(zhǔn)確銜接，嚴(yán)格按照高層建筑的施工工藝來(lái)展開(kāi)相關(guān)作業(yè)。

4.3 安裝鋼柱

正所謂凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢，在開(kāi)展鋼柱安裝作業(yè)的過(guò)程中，相關(guān)施工人員務(wù)必要率先做好與之相關(guān)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備合適的施工機(jī)械設(shè)備、調(diào)配好施工人力資源，嚴(yán)格檢查螺栓和軸線(xiàn)的定位情況。在通常情況下，高層建筑施工中的鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)往往會(huì)采取綜合吊裝法。具體來(lái)說(shuō)，也就是先在平面上安裝鋼柱和鋼梁，以此為核心，向四周分散。在豎直方向上則應(yīng)該嚴(yán)格遵循由下方到上方的鋼柱安裝順序。在安裝時(shí)，還需要結(jié)合項(xiàng)目的規(guī)模大小，劃分具體的區(qū)域，確保每一平面的鋼柱安裝整體性都能夠合乎高層建筑的施工標(biāo)準(zhǔn)，務(wù)必要打牢基礎(chǔ)，循序漸進(jìn)的開(kāi)展，幫助安裝工作。

4.4 鋼結(jié)構(gòu)焊接

在架構(gòu)高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，技術(shù)人員往往會(huì)首選焊接手段，在我國(guó)現(xiàn)階段的高層建筑施工中，比較常規(guī)的焊接技術(shù)主要有氣體保護(hù)焊和電渣焊。具體來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)的焊接往往采用一氧化碳作為保護(hù)氣體，但是如果想要進(jìn)一步提升焊接效果往往需要手工輔助氣體。在開(kāi)展手工焊接操作時(shí)，其操作工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)易，用到的操作設(shè)備難度系數(shù)整體較低，能夠結(jié)合實(shí)際情況，在不同的鋼結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行精準(zhǔn)焊接。但是，手工焊接操作也存在比較明顯的弊端，那就是效率和質(zhì)量方面距離高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工要求水準(zhǔn)還有一定差距。所以，高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)焊接往往會(huì)采用焊縫打底。技術(shù)人員務(wù)必要保證焊接表面的絕對(duì)光滑，任何的裂紋和氣孔都有可能導(dǎo)致焊接工藝功虧一簣，無(wú)法與下一步作業(yè)順利銜接。除此以外，相關(guān)管理人員應(yīng)該結(jié)合施工進(jìn)度制定科學(xué)的焊接時(shí)間表，有條不紊的開(kāi)展鋼結(jié)構(gòu)焊接工作，保證鋼結(jié)構(gòu)的整體性和堅(jiān)固性，有效保證高層建筑的施工效率。除此以外，在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中涉及到高空作業(yè)，因而相關(guān)施工企業(yè)單位方面應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全宣傳工作，為施工人員配備全面的防護(hù)措施，保證一線(xiàn)施工人員的生命安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難度系數(shù)整體偏高，因而相關(guān)建設(shè)單位務(wù)必要結(jié)合實(shí)際情況開(kāi)展全過(guò)程的質(zhì)量管理工作，在施工過(guò)程中不斷優(yōu)化施工技術(shù)，制定嚴(yán)格的安全管理和質(zhì)量管理制度，推動(dòng)高層建筑施工工作的順利開(kāi)展。