高层建筑中钢结构的应用

2014-11-24 05:06李剑
建材发展导向 2014年6期
关键词:高层建筑钢结构

摘 要:在高层建筑中使用的钢结构有钢-混凝土结构、钢-混凝土复合结构、全钢结构,而且高层建筑结构多样性较强,而且系统工程十分复杂,在施工前期与中期必须注意安全方面的问题,使施工更加谨慎。在制定施工前组织计划时,必须调控不同施工项目的关系,并且对工程可能造成的影响进行分析,施工前必须制定详细的施工方案,并且严格遵守安全施工标准,提出了钢结构的安装方案。

关键词:高层建筑;钢结构;安装方案

我国高层建筑使用钢结构的时间较晚,但是随着城市规模不断扩大,钢结构技术发展较为迅速。目前国内较为知名的钢结构工程有香格里拉饭店、金茂大厦、中国银行等建筑,钢结构已经得到了广泛的应用。在高层建筑应用钢结构,可以使建筑行业更加快速的发展,尤其是钢结构良好的抗震性能、较轻的材料自重、较短的施工周期、不会产生过多环境污染等优势,已经是高层建筑中主要应用的技术,但是钢结构耐腐蚀性较低,而且抗火性较差,需要进行后期养护。

1 钢结构应用发展现状

高层建筑钢结构在我国起步较晚,在1980年后才开始逐渐应用,而1986年竣工的香格里拉饭店就是标准的砼核心筒-型钢砼混合框架结构。在1983年设计的长富宫工程是我国第一幢26层的钢结构建筑,1987年竣工的深圳发展中心是第一幢高度达到165m的超高型钢结构建筑,该工程使用了箱型柱,柱体截面达到1050mm×1050mm,壁厚可达140mm,在完成工地焊接后,为高层建筑钢结构发展提供了参考。在20世纪后期,上海、北京、深圳共兴建了11幢钢结构的高层建筑,其中最高建筑高度可达210m,是高层建筑钢结构发展的高潮期。在1996年深圳建设的地王大厦,建筑高度达到了325m,地上共81层,地下室共3层,主要为型钢砼结构搭配外钢框架,是我国首次建成高度大于300m的超高层建筑。

近年来钢结构技术不断成熟,我国已经有多幢建筑高度超过300m的超高层建筑。1999年竣工的金茂大厦建筑高度达到了420m,地上建筑共有88层,是钢——混凝土混合结构的代表作,也是当时国内建筑高度最高的建筑。上海金融中心总高度为492m,是近年来非常具有代表性的建筑。作为世界十大高楼之一的广州塔,是我国钢结构发展的极致体现,广州塔主塔高度为450m,天线塔高度为150m,是世界第二大高楼,用钢量位居全国最高,是我国近年来最具代表性的超高层建筑之一。

2 高层建筑钢结构安装应用

2.1 立面流水施工

在进行高层建筑施工时,需要负责的工程层数较多,具有工作面小、施工周期强等特点,所以需要进行流水作业。将整体建筑从高度进行划分,方向以分段的钢柱作为目标,划分多个不同区域的建筑施工范围。这种分段方法,可以使每节的单体特征更加明显,而且结构设计也符合建筑设计要求。在安装分段钢柱的吊装工程中,必须保证单节框架刚度满足施工操作要求,而且在内爬式起重器施工过程中,会出现爬升操作,必须保证内爬式起重机框架的平衡和牢固。划分立面流水施工需要满足:塔式起重机起重半径、重量、高度符合吊装要求,最大起重量必须超过最大吊装物体重量;在进行吊装工作时,必须明确划分工作区域,严格按照划分区域同时进行吊装作业,在施工塔式起重机时,必须保证高度不会影响流水作业工作流程;钢柱决定了建筑总高度与层高,是非常重要的竖向构件,所以在制造阶段必须满足使用规范,内柱长度满足制造厂规定的构件制作要求,内柱在堆放和运输时必须安排专人管理。

2.2 标准框架与特殊框架

(1)标准框架 使用标准框架可以将高层建筑划分为以3-4层为一节的钢结构框架,在框架中,大多数框架结构基本相同,这些相同的框架称为标准框架。为了提高高层建筑框架施工精准度,需要保证标准框架施工质量不出现问题。

(2)特殊框架 特殊框架主要由屋顶花园、加强衍架结构、裙房网架等建筑结构组成,并且与标准节框架有很大差别。为了使高层建筑框架施工顺利完成,需要重点关注裙房网架施工过程。裙房网架会发生较大跨度的结构变化,而且一般都在建筑附近或内部进行。受到施工条件约束,一般都会使用地面拼装的整体施工法,或者使用搭建平台的散装施工法。衍架层属于总量结构,在进行加强施工的时候无法使用整体塔吊法,所以需要进行分段施工,将整体提升与散装施工法相互结合,该方法也适用于如屋顶花园等轻型结构施工。

2.3 钢柱安装方法

在进行加工的过程中,钢柱需要竖向安放,也是决定建筑总高度的主要构件,在施工时必须满足相关要求。在钢柱进行翻样下料时,必须注意焊缝产生的收缩变形现象,并且注意荷载压缩导致的下料变形问题。在选择钢柱翻样下料的长度时,不能选择两条相等的钢柱,其中必须留下几毫米差距。注意上下两节钢柱位置必须固定,及时截面相同,也不能调换位置,确保安装准确性,可以在未安装钢柱上填写编号,确保钢柱安装准确无误。不同区域的施工需要同时进行,保证钢柱吊装平行,并且在添加地脚螺栓保护套,确保第一节钢管不会破坏螺旋丝牙,从根本上避免工程留下安全隐患。在进行钢柱吊装时,必须将操作挂篮、爬梯固定在柱子上,将吊耳作为掉点,充分考虑到钢柱与起重机的自重。

3 结语

为了实现可持续发展目标,使用钢材作为环保材料是非常关键的战略措施。钢结构建筑的环保性能较强,已经受到了我国建筑业的广泛关注。可以看出,在建筑技术不断进步的今天,钢结构高层建筑数量将不断增加。为了加强高层钢结构建筑的经济效益与安全性,科研、材料、设计、施工单位必须共同努力,使我国高层钢结构发展更加迅速。

参考文献

[1] 刘军.中国钢结构协会成立25周年与发展中的钢结构事业[J].钢结构,2010(3):61-62.

[2] 王小平,李洁.钢结构教学的几点体会[J].理工高教研究,2012 (8):43-44.

[3] 马丹丁.钢结构课程的特点及教学体会[J].邯郸职业技术学院学报,2013(05):12-13.

作者简介:李剑(1990- ),男,江苏宿迁人,南通大学建筑工程学院学生,主要从事工业与民用建筑研究。

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