高层建筑钢结构装配式施工技术应用分析

王小兵

【摘要】近年来，随着我国城市化进程加快，建筑行业发展越来越迅速。特别是目前进入了高科技与信息化发展时代，新技术在建筑行业中得到应用。装配式结构技术则为现阶段房建施工较为常用的先进施工技术，但在发展过程中也存在一些不足。本文将先介绍钢结构装配式建筑特点，再说明其技术，指出其在高层建筑中的应用。

【关键词】高层建筑;钢结构;装配式施工;应用

1、高层建筑钢结构施工技术概念

现阶段，随着城市化的发展，高层建筑数量越来越多。在保证数量的同时也不可忽视其质量。高层建筑中较为常见的结构形式为钢结构，钢结构施工技术主要包括几个部分：吊装施工技术、零部件施工技术和绿色施工技术。绿色施工技术由于和环境保护问题息息相关，当前逐渐受到重视，在建筑工程中得到应用和推广。在绿色施工技术中，包含科学施工技术和工程施工技术。在此过程中，需要不断更新绿色施工理论，工程技术以及施工设备也要不断得到更新和升级。

2、高层建筑钢结构装配式施工技术特点

首先是高层建筑钢结构装配式建筑的设计特点，随着建筑行业的快速发展，社会对建筑施工技术的要求也越来越高。因此，技术应用越来越完善和先进。在设计高层建筑钢结构的过程中，需要首先注意钢结构施工技术的设计内容，对钢结构进行合理分析，保证结构施工与设计内容保持一致，保证建筑结构的设计能够满足社会发展中的实际需求。其次是高层建筑装配式施工的特点，在施工过程中，需要将装配式建筑看作是一个完整的结构，但工程單位不能将所有的钢结构建筑都看成是装配式建筑结构，装配式钢结构与普通钢结构有所不同，装配式钢结构建筑内部需要装配完整的系统设施，完备的管道设施等系统，保证多种系统的统一运行。也就是说钢结构装配式建筑具有较多优势：第一，零部件结构较灵活，能够适应社会中各种变化的情况，它与普通的框架结构存在不同，钢结构装配式建筑的灵活性更大，自由性更高。用于施工的零部件在用于施工过程中会更加灵活，而且不影响建筑工程的施工。装配式钢结构的施工时间更少，钢结构装配施工，较为强调施工现场的安全生产，保障人员的生命安全，更为重视施工与设计方案的一致性和贴合性，所以人们在施工时需要注重施工效率，不仅仅注重施工工期，还需要强调工程施工效率;第二，钢结构装配施工的性能比较高，因为在装配式结构的零部件中有更多的质量较轻的零部件，这些零部件虽然质量较轻，但是性能优良，因此受到广泛使用。比如钢柱、热轧钢等零部件。这些零部件用于装配式施工前，得到大量的生产，这为装配式施工提供了材料保障，而且，使用钢结构装配式施工的物体表面积更小，这样就可以节省一定物料资源，也是在环境保护的主题下进行施工;第三，从零部件的生产工作来看，装配式建筑零部件的生产主要是通过流水线来生产，这样就可以节约一定的人力资源和时间资源，施工过程中对环境污染问题较少，更多的采用了绿色施工的生产方式，符合环保的主题。总之，高层建筑钢结构装配式施工与传统的混凝土建筑施工相比，具有更大的环境效益，而且帮助工程单位取得一定经济收益，施工效果更好。

3、装配式高层建筑结构施工重难点

3.1吊装步骤具有难度

高层建筑结构的施工重难点为吊装施工技术，在高层建筑的装配式施工中，需要注意吊装问题。在设计时，就需要合理设计好吊装作业的操作步骤，对吊装作业进行合理分析，施工过程中如果遇到吊装问题，要及时解决，保证施工过程中的吊装作业质量。

3.2建筑渗漏工作要做好

对于建筑工程的防渗漏工作，要求人员引起重视。做好建筑工程每个部分的防渗漏工作，比如说对于建筑工程的外墙，要选择合适的防水材料，在保证材料防水功能的基础上还要保证其保温的效果，因为高层建筑具有一定的高度，所以施工技术处理起来较难，要保证建筑施工技术的质量，还要妥善处理好建筑防水问题。

4、高层建筑钢结构装配式施工技术

4.1加工高层建筑钢结构零部件

在高层建筑的装配式施工过程中，需要注意零部件的生产与施工环节，在加工过程中最为常用的加工方式为三维模式，包括三维模拟软件和BIM加工技术。BIM加工技术主要是通过技术人员先构建起一种三维模型，在模型中将工程结构都结合起来，将其运用于建筑生产中，在外部环境中应用BIM技术，可以发挥出虚拟建筑结构的零部件生产作用，有利于人们从整体上把握装配式建筑结构。同时，采用BIM技术还可以帮助人员从时间上把握建筑结构，呈现立体的图像，减少在实际操作中，建筑结构施工过程中出现的错误操作，提高装配式建筑的施工效率。由于采用三维模拟技术，会运用一些三维模拟软件，比如AUTOCAD软件，利用该软件可以将建筑结构通过立体的画面呈现出来，包括呈现出一些具体的细节和材料等，对建筑材料进行排序，使施工工艺更加精确。对高层建筑的施工工艺进行控制主要包括：对其梁柱进行加工，加工梁柱可以从根本上防止一些梁柱偏移情况，帮助建筑工程更好地定位和解决错误位置问题，对于一些错误面及时改善，保证建筑结构中的梁柱施工质量，保证建筑工程中的梁柱不发生变形、弯曲等现象，在一定程度上节省工程成本花费。

4.2安装钢柱和梁

在高层建筑钢结构的装配式建筑施工中，有一个重要的步骤就是安装钢柱和钢梁。当建筑结构的模型被建立起来后，需要进行钢柱和梁的安装。为了保证建筑钢结构钢柱和梁的位置，要先在施工现场通过三维模型建立起立体结构，对工程结构以及施工操作进行模拟。需要施工人员注意的是如果是钢梁结构的临时安装，需要采用钢梁结构的平面安装方法，从而保证钢梁结构在安装过程中不会出现操作错误。在安装梁和柱的过程中，需要考虑其承受压力的因素，因为梁和柱往往发挥着承重的作用，尤其是当发生自然灾害时，建筑能否承受得起自然灾害的侵害，关键在于梁和柱的质量。因此，施工单位要重视建筑结构中梁和柱的作用，在安装钢柱和梁之前，应该按照具体的施工操作规范进行操作，保证梁和柱的尺寸和大小符合施工规范，对梁和柱进行认真检查，安装完成后，需要对一些细节位置进行检查，为后续的操作奠定好基础，在施工过程中，为了防止梁和柱出现偏移的现象，需要对安装周围的侧梁进行检查，比如在安装过程中可以采用一车多吊的方法，这样不仅可以保证吊装的速度，还能保证工程施工的效率，节约工程时间，但是多吊技术只能承受一定物体的重量，不能过重。

4.3吊装技术的正确使用

在高层建筑钢结构的装配式施工中，需要正确采用吊装技术。要制定科学合理的吊装施工方案，然后根据施工方案进行吊装，保证吊装施工的安全性和稳定性。进行吊装施工设计时，需要施工人员深入现场实际情况进行调查，尤其是考虑吊装设备的型号和尺寸，合理选择塔吊，塔吊的选择应该确保能够满足施工现场的要求，要能覆盖至施工现场的方方面面;人员要做好塔吊的装配与构建工作，使塔吊的数量满足现场施工要求;根据塔吊的规范进行操作，这些操作都需要在完善施工设计基础上完成，只有做好吊装的设计工作，才能保证顺利完成吊装操作。

4.4应用外围集成技术

高层建筑的钢结构装配式施工时需要从建筑实际情况出发，注意建筑的高度、形态等，充分发挥出装配式施工的价值，施工人员在此过程中可以采取应用外围集成技术，连接外墙，提高施工效率，确保施工质量。

4.5应用绿色施工技术

随着社会经济的快速发展，对自然环境造成越来越大的破坏，因此环境保护问题也日益突出。随着人们生活水平的提高，人们越来越关注绿色施工技术，注重绿色、环保施工，这也是为了更好地满足现代社会的发展要求，为了促进经济的可持续发展。所以，施工人员需要认识到绿色施工的重要性，从各个角度进行综合考虑，使建筑工程施工满足环保的要求，以生态效益为基础，进而再保证工程单位的经济效益。

5、高层建筑钢结构装配式施工技术的应用

高层建筑钢结构装配施工技术的应用以我国山东省某一期工程为例，该工程是由投资公司兴建，由其他设计公司负责设计完成，建筑面积约为90960.2平方米，包含地下设备房、地下车库和塔楼等设施，地下车库和设备房分别占据一层，裙房有三层，塔楼有25层。对于该建筑的钢结构，要求用底漆进行涂抹，对于楼层下方的承板和钢梁等设施，需要用无机底漆进行涂抹，要做好钢结构的防火措施，对于钢结构的防火刷，钢柱和钢梁要用防火材料涂抹，这些涂料质地轻薄，具有一定的耐火性，楼板采用楼盖进行覆盖，而塔楼主要采用剪力墙结构，裙房主要采用钢结构，塔楼的核心部分采用钢筋混凝土核心筒结构，采用L型的结构布局，箱体呈一字型，周围的钢柱和梁采用圆形的钢管柱结构，钢梁用H型钢梁等。

5.1建筑结构与设计相一致

对于建筑工程来说，在高层建筑结构中，应该采用装配式钢结构体系，这是为了提高建筑工程的质量，满足现阶段建筑工程的施工要求。具体体现为：首先是建筑结构的外部应该保持通风和通透性，外部墙体应用支持公共交通区域，保证墙体具有立体性和通透性;其次是建筑工程的房间设施要灵活多样，在每一个户型中，框架和梁柱结构较少，户型分割较灵活;最后是梁柱的问题，在设计时尽量设计为扁长的钢梁结构，减少墙体厚度和宽度，依靠建筑的装修技术，保证房屋内的梁柱外观问题不至于那么突出。

5.2建筑工程楼板体系

在高层建筑结构中，建筑采用的楼板往往包含以下几类：第一类是钢筋桁架承板，第二类是预制钢筋混凝土楼承板。第一种钢筋桁架楼承板在施工操作时具有操作简便的特点，而且材料质量较轻，但是具有一定的抗压效果，在进行钢筋承板施工操作时需要注意按照施工规范进行操作，保证其具有一定的尺寸、大小等参数，当建筑施工完成后，要在施工现场进行钢材结构的铺装，将钢材结构和螺栓连接起来。钢材铺好以后，需要对钢筋进行捆扎，对混凝土进行浇筑，如果浇筑时没有脚手架等设备，可以依靠三脚架的支持。这样可以保证施工步骤有所简化，工程时间缩短，一定程度上也节约了人力、物力等资源，节省了工程时间。而第二种方式预制混凝土施工方式需要结合使用，在叠合楼板的过程中利用BIM技术进行三维模拟，保证所有操作都在工厂中操作，材料的尺寸和大小按照设计规范和标准进行，在施工现场即可完成吊装工作。

5.3楼层的墙板体系

在高层建筑的装配式建筑施工过程中，为了能够满足住户的使用需求，满足住户居住的舒适度，往往需要进行楼板体系的維护，通过对市场进行调查，将调查数据和实际情况进行对比，发现建筑工程的楼板和墙体技术需要认真选型，首先是楼板的选择，在装配式建筑中，楼板的采用通常是压型钢板和钢筋桁架等组合而成的楼板。经过对比发现，这些组合楼板的受力性、施工速度和管线等具有不同的效果，而压型钢板在楼层施工中主要起支撑的作用，而且楼板需要吊顶处理。当前，装配式建筑中较为常用的楼板设施为叠合楼板，根据工程需要，楼板采用的主要材料为钢筋和混凝土，能够满足建筑工程的受力性能。其次是外墙设计，外墙体系包含的有ALC板材和金属板材、内嵌式板材等，据调查分析，不同的板材结构具有不同的施工标准和难度，墙体的性能和造型等方面有所不同。因为该工程为高档型高层建筑，所以采用的板材为ALC板材，该板材的特点是材料单一，外观性较差，如果采用PC板材，那么就会产生不同的受力能力。在建筑工程中，有一类建筑为内嵌式窗体系建筑，这类建筑主要是用于办公，这类建筑最好是采用金属板材结构。最后，是内部墙体体系，内墙体系包括ALC板材和轻钢龙骨隔墙，这几种板材具有不同的优势和不足。因为是高层建筑钢结构，所以在水平压力的作用下结构的侧向变形较大，容易使墙体产生裂缝，而采用轻钢龙骨隔墙材料与人们的居住体验不符，ALC板材则与传统的墙体结构类似，兼有较好的变形能力，在高层建筑中使用广泛。因此，对于该工程项目，最终决定选择ALC板材。

5.4工程设备体系

在高层建筑工程施工项目中，需要对工程设备加以设计，在设计时要注意设备的安装步骤，建筑的结构安装和建筑的装修步骤等，同样依靠BIM技术对建筑工程进行立体构图，对建筑装修、结构设计等进行全方位、一体化设计。在设施安装之前，需要专业设计装配施工，在施工过程中避免错误操作产生的问题和隐患，保证建筑工程在规定的时间内完成，防止因为建筑工程的问题而出现返工现象，出现工程时间延误、危险事故的发生等问题。

结语：

总之，高层建筑钢结构装配式施工技术会受到多种因素的影响，要避免一些问题的发生，需要各部门共同配合，施工人员也要提高自身的操作技能，根据操作规范进行操作，提高质量监管水平，从而保障高层建筑钢结构装配式施工的顺利实施。

参考文献：

[1]赵培真.高层建筑钢结构装配式施工技术探究[J].建材发展导向，2019（9）：45-47

[2]陈建华.高层钢结构建筑装配式快速安装技术研究[J].城镇建设，2019（4）：56-58

[3]张猛.高层建筑钢结构装配式施工技术研究[J].中国设备工程，2018（14）：87-89