高層建筑鋼結構裝配式施工技術研究*

胡海蘭

(中鐵十六局集團第四工程有限公司 北京 101400)

建造中的裝配式建設技術,一般指把建設所需的墻體、樓梯等建筑材料,把企業生產的建筑材料運用至工程具體施工中,對其開展裝配式建筑使用建設。該項技術通常涉及到鋼結構裝配式與木結構建筑等。這一類建筑存在著顯著的優勢,如綠色環保、工程建設所需周期較短、安全性有保障等。

1 鋼結構裝配式施工特點

1.1 提升建筑設計精準性

當開展施工設計時,因為當設置一樣模型時,不同人員會設置出有所差異的建筑模型,進而達到各個專業之間的互動。所以,施工團隊可借鑒這種設計方式,提升項目設計準確性,還可以盡可能體現鋼結構裝配式特點,避免發生建筑設計錯誤。

另一方面,對項目引入3D 模型,可以把建筑結構特征有效彰顯出來,能夠更好觀察設計細節,盡可能促使裝配式設計更為合理。借助模擬軟件輔助,對建筑項目相關的內容進行分析,檢查設計技術能不能符合建筑項目的需求,促進建筑項目的正常進行。顯而易見,鋼結構裝配式施工對行業存在著較大意義,除了可以減小設計中發生的誤差,也可以借助模擬軟件加強施工建設效果。

1.2 提升建設施工效率

該項技術一般是借助BIM 促使建筑設計更加準確與可靠,進而在建設中彰顯出建筑連續性,盡可能提高施工進展與建設效果。施工團隊具體施工中,應該科學安排施工中有關的環節且對其開展全面監督及把控,提升施工操作技術。此外,該項技術不被天氣環境所干擾,還可以有效體現技術優勢彰顯其建設效果。

2 高層鋼結構裝配式施工技術優勢

2.1 建筑穩定性較好

因為高層建筑較高,需具備較好的穩定性,而鋼結構穩定性能相對突出,具體施工中不被天氣與建設環境所影響。傳統的混凝土施工可能被天氣與環境所干擾。另一方面,同混凝土施工技術進行對比,該項技術有著較好穩定性能,進而讓其更有效抵御不同因素的影響。故而,高層建筑施工中運用鋼結構裝配式施工開展,讓其有著較好的穩定與抗震性能。

2.1 高層建筑存在較好空間感

空間感為高層利用該項技術的主要優勢之一,因為鋼結構存在較好穩定與抗壓性能,相比之下它的強度也較高。所以高層建筑施工中基于運用該項技術,可以借助較小空間讓其具備良好抗壓效果。該技術和混凝土進行對比,因為占用空間不大能夠增加內部空間。

另一方面,在具體施工中它的耗時較短。主要因為施工團隊可以把完成處理的建材第一時間運至現場,方便及時借助建設技術加快工期。

2.2 環保與節能減排

伴隨建筑業不斷進步,建筑項目變得更多,建造中環保也是行業的核心之一。當建造高層時,基于該項技術可以響應環保要求,傳統施工中被諸多因素影響,常常會在建設時產生很多廢棄物,如果沒有對此開展有效處理,對工程施工附近的環境導致較大污染。因此在具體施工中采取鋼結構裝配式技術,可以很好保護施工場所環境,符合節能減排與環保要求。

3 施工難點分析

即便該項技術在具體施工中有著顯著優勢,但是在施工中也有著不少的困難之處。

(1)對吊裝要求高。現如今,很多鋼結構裝配式建設中,通過塔吊輔助進行工程施工,施工團隊當應用塔吊進行施工時,需對建設工程的作業環節進行深入的分析與研究,進而確保項目建設中的安全與人員的安全,進而顯著提升建設項目的穩定性。

(2)鋼結構裝配式建設針對高層防水滲透能力具備較高要求,特別是針對外墻防滲漏。因此,施工團隊在具體施工中,需借助防水與保溫建材開展建設,基于此,對外墻部分開展防滲漏操作,盡可能提高施工之后的高層的防水能力等。

4 高層建筑鋼結構裝配式施工技術探究

4.1 運用BIM 建模技術

BIM 為一項新的建筑設計技術,通常運用在建筑設計環節,根據建筑設計要求來建模,把所設置的模型傳至工廠,據此來進行預制件生產,之后把成品送至現場開展建設和安裝,進而產生建筑物結構。BIM建模過程中,該項技術能夠結合圖紙實現三維建模,并且針對預制件節點,能夠有效優化設計內容,進而讓設計更好滿足現實需要。BIM 運用中能夠組合利用TEKLA 和AUTOCCAD 軟件,它們的應用能夠更好模擬出現場情況,能夠切實提高鋼構件安裝效率。

4.2 構件分段技術以及吊裝技術

首先,構件分段技術。當采取該項技術時,應該多加關注塔吊起重效果,確保處于塔吊工作范圍,在此之后才能開展施工。運輸中應該結合具體運輸條件對其開展科學設置,若分段長大于12 m,寬與高分別大于2.8 m、4.5 m 的情況下,可考慮通過該項技術處理構件。因此,該項技術也為普遍使用的核心技術之一。

其次,吊裝技術。開展吊裝建設中,應該制定出可行的使用計劃,有效的吊裝計劃可切實提升技術安全性。另一方面,施工隊伍在具體作業中,應該對吊裝計劃開展進一步分析,同時綜合考慮塔吊選型與布置。

(1)所選取的塔吊裝置,其具體作業范圍應該涵蓋作業場所現場。

(2)所選取的塔吊設備,它的起重能力應該達到塔吊作業的重量標準,確保達到構件裝卸、吊裝需求,與此同時,現場的塔吊應該符合建設團隊的具體建設需要。

(3)安裝方式應該比過去的吊裝半徑高度相符,進而方便有關人員結合數據分析開展工程建設。

4.3 外圍集成技術與外圍墻施工技術

首先,外圍集成技術。施工團隊在具體建設中,因為被建筑高度限制,為了盡可能體現該項技術的作用,可通過外圍集成繼續施工,有效解決墻體間的銜接點,進而提升建設效率同時提升具體施工效果。其次,外圍墻施工技術。鋼結構建設中,外圍墻建設也屬于相當關鍵的內容,以生產實踐特征來分析,所借助的外墻板與節點銜接件,一般源于流水生產線,建設中常常選擇這樣的方法來開展,即上限點和下托點全方位銜接,在此之中,一般通過全熔透焊手段進行焊接。

實際的流程是,需根據圖紙要求來標注參數,特別應該根據具體的施工狀況,科學調節安裝垂直度與平整度,在起吊前,需要認真核對型號與安裝處,在確保無誤的前提下方可開展后續操作。以實踐結果來分析,對于預制外墻板,它的單塊質量應該在400 kg上下,安裝中可結合施工需要對吊車開展移動。全部構件調好后,就應該開展固定與焊接操作,同時把埋件進行連接,進而提高構件系統的安全性和穩定性。

4.4 綠色環保特點及鋼結構和建筑功能配合

首先,綠色環保特點。伴隨建筑業不斷發展與工業先進的施工技術,向施工人員提出了較高要求,需具備較高的素質與水平。因為綠色建設技術深入人心,鋼結構裝配式建設被大力推廣于建筑業。另一方面,該項技術符合新時期下的綠色施工理念,同時可以在施工過程中,顯著提高建筑質量,進而符合建筑建設的要求。其次,鋼結構和建筑功能配合。伴隨生活質量的顯著提升,行業質量要求也持續提高,施工團隊借助該項技術,可以顯著提升建筑質量,使其符合行業的根本要求。除此之外,使用該項技術的高層建筑存在著這些特征:外觀相對立體、具備較好通透性能;戶型劃分相對靈活;建設高層建筑中,科學利用裝修施工技術,可以切實處理漏梁漏柱現象。

4.5 鋼結構梁柱安裝

鋼結構設計環節,能夠借助BIM 技術把模型制作完成后,則便可結合結果進行鋼立柱作業,這一施工開展前,需要全面根據行業有關方面的要求,如碰撞檢查,科學改進施工工序,進而確保鋼立柱位置和大小處于適當范圍。以安全層面來分析,建筑的性能在很大程度上取決于梁柱安裝效果,因此,安裝中需要認真核對材料質量特征,確保原料可靠。全部準備工作完成后,便應該著手開展梁柱安裝作業。當進行安裝時,為防止出現錯位與位移情況,安裝前需要借助繩子把材料兩側進行捆扎處理,之后根據施工順序開展吊裝。為讓安裝過程更有效,可根據項目具體特征選擇一鉤多吊技術來進行安裝,值得一提的是,開展此技術操作中針對單塊梁柱,需要確保其起吊重量不超過5 t。

4.6 減震消能技術

如今的建筑設計中,因為高層數量持續增多,所以在自然災害抵御方面提出了較高的要求。地震對高層建筑有著相當嚴格的考驗,特別對于結構設計存在較高要求。故而建筑設計與建設中,開展減震消能設計相當關鍵。整體而言,通過減震消能技術能夠促使建筑結構更加安全和可靠,并且還能夠切實防止由于地震情況的出現進而造成坍塌風險。

在科技不斷發展中,該項技術獲得了長足進步,部分現代化技術已是確保建筑在地震中不被影響的有力保障。以這一技術領域來分析,一般是基于內部空間裝上適量消能器,進而來提高建筑結構阻尼,發揮較大的減震作用。安裝位置有多處,安裝中應該結合結構特征進行安排。通常而言,結構節點與剪力墻等位置,均屬于適當的安裝部位。

另一方面,為更好提高減震消能效果,可考慮借助波紋鋼板剪力墻設置,處于彈性環節能夠供應較好剛度,特別基于外部單側力影響,剪力墻只會發生屈服情況,可以避免引起屈曲變形,如此能夠達到剪力墻承載作用,如果這一區域出現了災害,此種結構設置能夠切實降低建筑耗能,有力保護結構。為更好符合消防要求,當開展無屈曲波紋鋼板設置中,還能夠在側面增加約束板,此種設置能夠取代防火措施,在切實降低施工成本的同時,也顯著加快了建設的進度,也能夠有力保障裝配式結構的可靠和安全。

5 結語

綜上所述,高層建筑施工中,引入鋼結構裝配式建設技術存在較大意義。行業靈活運用現代化施工技術,可以切實提高建設水平,推動行業朝著更好的方向發展。目前我國科技快速發展,在綠色環保建設技術視域下,應該對施工技術進行進一步研究,針對構件分段、外圍集成等開展分析,進而切實提升裝配式施工水平,推動行業穩健發展。除此之外,建設高層建筑時引入該項技術,為行業持續發展的核心內容之一,可以助力行業實現施工規范化與工業化。