一、鋼結(jié)構(gòu)的定義及特征
1、鋼結(jié)構(gòu)的定義
鋼結(jié)構(gòu)是指采用鋼板及型鋼經(jīng)過加工成各種形狀的鋼構(gòu)件后,通過焊接、螺栓連接、鉚接將鋼構(gòu)件相互連接固定而成的承重結(jié)構(gòu)物。
2、鋼結(jié)構(gòu)的特征
鋼結(jié)構(gòu)的特點大體可總結(jié)為以下幾個方面。一,鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、強度高。同等荷載和強度要求下,鋼結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土等其他類型結(jié)構(gòu)輕,對于無吊車梁的工業(yè)和民用建筑,輕鋼結(jié)構(gòu)的鋼材用量一般為20-50kg/m2。二,鋼結(jié)構(gòu)制作簡單、施工安裝周期短。鋼結(jié)構(gòu)工程大都使用H型鋼、槽鋼等型材,制作簡單。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在加工廠中制作,質(zhì)量可靠、精確度高,加工好的構(gòu)件大都采用焊接或螺栓連接,因此,與同等面積的鋼筋混凝土工程施工相比,鋼結(jié)構(gòu)工程的安裝工期具有明顯的施工周期短的特點。三,機械化水平高,鋼結(jié)構(gòu)的制作和加工多采用大型機械,極大的降低了勞動強度。鋼結(jié)構(gòu)制作過程中,從下料、拼板、組立、埋焊、調(diào)直等整個過程都以機械為主,安裝過程中也主要采用大型機械吊裝,在一定程度上降低了勞動強度,節(jié)省了大量人力。四,鋼結(jié)構(gòu)符合綠色環(huán)保節(jié)能理念。采用鋼結(jié)構(gòu)減少了水泥砂石開采工作,有利于生態(tài)環(huán)境的保護。鋼結(jié)構(gòu)在進行安裝的過程中,主要采用整體式連接,不需要加工制作混凝土,在很大程度上減少了粉塵的污染,減少了建筑垃圾,降低了施工噪聲。另外,98%以上的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以回收利用,既節(jié)約了材料,又節(jié)約了能源,復(fù)合綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的原則[1]。
二、多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工探究
1、鋼結(jié)構(gòu)工程施工前的準(zhǔn)備工作
對于鋼結(jié)構(gòu)工程的施工,需要加強施工前的各項準(zhǔn)備工作的管理,從而促進鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用。首先,鋼結(jié)構(gòu)工程的施工包含兩個方面,即工廠制作和現(xiàn)場安裝兩個階段。做好鋼結(jié)構(gòu)制作單位和安裝單位的考察,才能很好地進行選擇,以促進鋼結(jié)構(gòu)工程的進度和工程質(zhì)量。在鋼結(jié)構(gòu)工程的制作和安裝需要考察的內(nèi)容是企業(yè)資源、企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模以及技術(shù)人員的配備等問題。其次,需要對鋼結(jié)構(gòu)的施工圖紙加強審核。在工程建設(shè)中,圖紙是工程建設(shè)施工的重要參照依據(jù),對工程的整體結(jié)構(gòu)具有掌控作用。一般而言,工程的施工圖紙需要在工程施工前完成,項目開工前由監(jiān)理機構(gòu)派出人員對項目的相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及工藝藝術(shù)進行學(xué)習(xí),確保在施工圖紙設(shè)計時能夠很好地領(lǐng)悟圖紙的設(shè)計意圖。同時,由于施工圖紙的設(shè)計對工程的整體結(jié)構(gòu)和質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。所以,在圖紙設(shè)計完成之后,需要組織施工單位的專業(yè)技術(shù)人員進行圖紙的嚴格審核,解決圖紙中的不合理之處,力爭完善圖紙,減少圖紙在實際施工中的問題,從而影響到工程的整體質(zhì)量和進度。最后,對于鋼結(jié)構(gòu)施工的安裝也要進行施工組織設(shè)計,施工組織設(shè)計作為一種技術(shù)文件,主要是對施工活動提供合理性管理的手段,不僅可以對施工進行戰(zhàn)略部署,而且可以進行一定的戰(zhàn)術(shù)安排。施工組織設(shè)計,能夠體現(xiàn)建筑施工的基本規(guī)劃和設(shè)計思想,為不同階段的施工工作做準(zhǔn)備,從而提供給施工單位、工種以及資源間的相互聯(lián)系。因為施工組織設(shè)計的完整度可以直接影響到工程的質(zhì)量,所以工程在施工前需要進行嚴格的施工組織設(shè)計,而且要求鋼結(jié)構(gòu)的安裝工程施工應(yīng)當(dāng)具有針對性[2]。
2、平面布置和結(jié)構(gòu)選型
鋼結(jié)構(gòu)對于平面布置也有一定的要求,一般要求規(guī)正、勻稱或是較為平滑的建筑平面,不易選擇凹凸變化太大的平面,也不適合軸線分開較多平面。如果建筑面的形心和質(zhì)心之間的距離相差太遠,容易導(dǎo)致住宅平面的結(jié)構(gòu)性扭轉(zhuǎn)。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于風(fēng)荷載和地震荷載的考慮較多,在這兩種力量的推動下容易產(chǎn)生水平位移,因而需要考慮鋼結(jié)構(gòu)工程的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計,在住宅區(qū)加強樓梯間和電梯間的墻體設(shè)計為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。對于有些建筑物,其位移難以控制在一定的合理范圍內(nèi),需要將單元間的分戶墻和廚衛(wèi)墻體進行抗側(cè)力結(jié)構(gòu)設(shè)計。
3、塔吊的選擇、布置以及裝拆
在超高層鋼結(jié)構(gòu)工程中,塔吊是工程的基本設(shè)備,塔吊發(fā)揮的起重能力和幅度作用,不同于附著式塔吊,所以一般使用內(nèi)爬式塔吊,節(jié)約租賃成本。所以,在鋼結(jié)構(gòu)施工工程中,考慮工程的施工成本,可以在鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑中優(yōu)先選擇內(nèi)爬式塔吊。在鋼結(jié)構(gòu)的施工中,最先需要進行吊裝,在吊裝執(zhí)行的過程中,吊裝的速度和吊裝的質(zhì)量狀況也對整個施工工程具有重大的影響。在進行吊裝時,需要處理好結(jié)構(gòu)平面以及立面的形狀,同時對整個施工工程的結(jié)構(gòu)形式、塔吊的數(shù)量以及位置進行合理布局,將現(xiàn)場施工條件等眾多因素進行合理安排,從而合理安排吊裝的順序。
4、地腳螺栓預(yù)埋施工方案
在螺栓的安裝過程中,首先需要對地腳螺栓的預(yù)埋情況進行把握。由于地腳螺栓的預(yù)埋情況直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,對于地腳螺栓的位置、長度以及標(biāo)高都需要進行準(zhǔn)確設(shè)置。在擴孔和工作量的安排上也要注意,避免不必要的工程返工,從而提高結(jié)構(gòu)安裝的整體質(zhì)量。對于地腳螺栓的預(yù)埋,可以采用直接預(yù)埋法和預(yù)留孔法兩種方式。因而,在進行基礎(chǔ)的混凝土澆灌前,需要審核檢查預(yù)埋螺栓的合理可靠性,從而確保工程的質(zhì)量。在螺栓安裝中,高強度螺栓連接工程也是鋼結(jié)構(gòu)工程的重要工程之一,但也是我國目前施工質(zhì)量的一個較為薄弱的環(huán)節(jié)。在進行高強度螺栓安裝中,一些項目工程采用以假亂真的情況,選用的材料以次充好。有些高強度螺栓連接面達不到要求,不在規(guī)定的要求之內(nèi),從而影響了螺栓連接中的密貼情況和螺栓孔的質(zhì)量。
5、鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點構(gòu)造
鋼結(jié)構(gòu)工程的節(jié)點設(shè)置好壞直接影響鋼材的用量,為了盡可能地節(jié)約鋼材用量,減少鋼結(jié)構(gòu)工程的施工成本,需要重點解決兩個部位的節(jié)點設(shè)置。第一個是柱腳生根的部位。一般而言,在很多的試點工程中,地下層結(jié)構(gòu)的設(shè)置按照鋼筋混凝土框架剪力墻的結(jié)構(gòu)來考慮,柱腳應(yīng)該設(shè)置在地下室的頂板標(biāo)高處,將柱腳和頂板預(yù)埋鋼板進行高強螺栓連接。在首層使用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu),第二層就使用鋼框架-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。同時,為了確保工程的安全性和可靠性,可以在剪力墻預(yù)埋鋼板中使用剪力墻端部和核心筒管拐角進行連接[3]。
6、鋼柱的制作和安裝技術(shù)
鋼柱作為高層建筑中的主要結(jié)構(gòu),主要是高層建筑中的豎向結(jié)構(gòu)。對于鋼柱的施工標(biāo)準(zhǔn),需要滿足現(xiàn)在市場上的驗收標(biāo)準(zhǔn)[4]。一般情況下,一個100m的超高層鋼柱,可分為8-12節(jié),鋼柱在考慮焊接過程中的收縮變形和承載壓力,所以鋼柱的翻樣下料中的制作長度不能和設(shè)計長度相差,對于上下的鋼柱即使界面相等也不能進行調(diào)換,需要嚴格按照編號進行安裝。而且,對于焊接過程,需要進行熔嘴電渣焊,不可以采用其他的箱板開孔進行焊接。對于鋼柱的標(biāo)高控制,可以按照相對標(biāo)高制作再安裝,鋼柱長度不可以超過3mm,對于焊縫引起的收縮變形和豎向壓力下的壓縮變形不進行考慮。在建筑物的總高度保持在各節(jié)柱制作上的誤差合理范圍內(nèi)就是合理的建筑物。而且,在鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計中,重點是進行焊接,不僅要確保焊條的合格,還要確保焊接的質(zhì)量。