高层建筑建设中的钢结构装配式施工技术分析

高层建筑建设中的钢结构装配式施工技术分析

谢文涛

中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司淮南至精钢结构分公司 安徽 淮南 232000

摘要：摘要：装配式住宅目前在城市中较为常见，这种施工方法只需提前在工厂中预制配件再运输到现场安装，即可减少施工现场用工量，实现“同步”施工。本文将结合装配式钢结构特点，讨论BIM建模、配件分段吊装、外围墙施工、钢梁柱安装、消能减震等关键施工技术，致力于在节约工期的基础上提高项目建设质量。

关键词：高层建筑；装配钢结构；施工技术

0引言

随着我国城市化进程不断加快，城市人口迅速增长，为解决大批人口居住问题，城市高层建筑需求进一步增加。现阶段，高层建筑施工中，除了运用混凝土装配式施工技术，还包括钢结构装配式施工技术进行施工建设。在高层建筑装配式钢结构施工中，虽然钢筋材料自身重量会增加建筑物荷载，但钢结构具有明显的抗震性能好、适应能力强、能够周转使用、便于拆卸、施工方便等优势，在高层建筑施工中应用较为广泛。

1高层建筑装配式钢结构施工技术优势

1.1建筑稳定性较强

高层建筑主要特点就是建筑层多，因此其对建筑稳定性要求较高。钢结构自身的钢材料具有较强的稳定性，相较于混凝土材料在施工过程中容易受到施工环境的影响，钢材料受环境因素影响较低。同时，装配式钢结构施工技术的稳定性相比混凝土施工技术来说，也具有明显的优势。因此，在高层建筑中采用装配式钢结构施工，能够以材料自身良好的稳定性提高建筑稳定性，同时还可以增强材料的抗震性。

1.2具有良好的空间感

由于钢结构材料强度较高，并且结构稳定性、抗压性良好，因此在高层建筑中采用装配式钢结构施工技术，能够尽可能降低对空间的使用，达到目标抗压效果。通过较小的空间占用，能够有效扩大高层建筑的内部空间，从而为建筑提供良好的空间感。此外，在实际施工过程中，装配式钢结构部分施工环节能够在到达施工现场之前完成安装处理，节省了大量的在施工现场安装施工的时间，有效缩短的现场施工工期，从而加快了建筑施工。

1.3节能减排、保护环境

随着人们环保意识逐渐增强，在建筑施工中，做好建筑节能减排，保护环境，成为现代建筑行业持续发展的重要前提。在高层建筑施工中，采取装配式钢结构施工技术，与传统的施工技术相比，通过有效降低各方面因素对建设施工的影响，从而降低施工过程中产生的施工废弃物，并且能够做好对施工现场环境的保护，与现代建筑行业发展中节能减排、保护环境的要求相适应。

2高层建筑钢结构施工的关键技术

2.1BIM建模

BIM技术往往应用在装配式建筑的设计阶段，其可以按照项目需求建立标准化模型，工厂按照模型生产预制件，然后运输到现场进行施工与安装，组装成建筑整体。BIM系统可以根据设计图纸进行三维建模，使用“构件参数库”与“节点数据库”来判断三维模型参数，使用BIM技术可以实现对预制件节点的进一步优化，深入的设计结构。如今，高层建筑层数不断上涨，施工难度也在增加，BIM技术能够对图纸进行直观化、可视化的建模，能够一定程度上减少钢结构装配施工难度，实现一体化设计。BIM系统配合使用AUTOCAD及TEKLA软件，可以真实模拟出现场施工情况，CAD可直接转化工程材料图，TEKLA可以对建筑材料、加工工艺进行排版，为现场操作提供很多便利，管理人员也能根据模拟情况规避一些错误，提高钢构件安装的效率。例如：减少现场对接时间，加快安装修改速度，缩短施工梁与施工柱的加工过程，采取“一钩多吊”的方法来节约现场施工时间，控制现场工作量，从而为企业创收更多效益。

2.2配件分段吊装

装配式建筑在现场施工时，应当按照图纸对起重工作进行设计，确保吊装起重极限维持在最佳范围内，全面分析运输条件。通常来说，配件分段长度应大于12m，宽度大于2.8m，高度大于4.5m，采用分段技术对钢预制件进行处理。分段吊装在整个钢结构装配建筑施工过程中占据重要位置，所以需要做好吊装方案设计，提高结构安全性，科学选用塔式起重机的型号，根据现场情况分布设备。起重机的吊装范围应当覆盖整个施工现场，并确保起重机性能与型号符合方案中的吊装需求，防止后期施工受阻。

2.3外围墙施工

高层钢结构装配建筑施工时所使用的外墙板和节点连接件主要产自预制厂的流水生产线，施工人员在连接外墙板时，主要采取的操作方式为上限位点与下托点全面连接，整个连接过程都是以全熔透焊为主线。具体施工操作为：首先工作人员需要根据实际图纸所标注的参数，对钢结构安装的垂直度和平整度进行调整。然后在预制板墙起吊前，仔细检查构件型号及安装位置，确认无误后方可开展后续吊装操作。从以往工程建设中可以看出，预制外墙板的最大单块重量已达到了400kg，在实际单轨吊车操作架打造上，可以根据实际要求对其进行移动操作。在安装过程中，将支架移动到楼层边缘中，当板材起吊后，需将其安置到平稳位置处，借助于撬棍对墙板位置进行有序调整，当垂直度和平整度均达到要求后，就可以判断其达到了最佳的施工标准。最后，当构件调整好后，工作人员应继续开展埋件的焊接和固定操作，并将预制构件埋件和柱上埋件连接到一起，从而让构件系统更加稳定。

2.4钢梁柱安装

在使用BIM技术将梁、柱和建筑整体模型制作完成后，就可以开始安装施工现场的钢立柱。安装时，应当严格按照三维模拟图与碰撞检查依据来调整现场施工顺序，从而确保钢立柱安装尺寸与位置的精准度。注意安装建筑节点位置，对于临时安装钢立柱应当使用纵横梁平面试拼法，从而保证安装过程中不会出现差错。梁与柱在建筑中均能起到承重作用，尤其是当自然灾害发生时，建筑整体在灾害中表现出来的可靠性与稳定性直接取决于梁、柱的安装质量。所以，施工人员应当在现场安装之前，对已经出厂的梁的质量及型号进行仔细核查，判断其与施工要求是否相符，在完成检查后注意将安全扶手绳和扶手套上。在前期准备工作全部结束后，就可以开始现场安装梁柱，为了避免安装错位、移位等问题的出现，施工人员应当在吊装之前，将主梁两侧扎绑起来，然后按照顺序吊装其余梁柱。为了缩短施工时间，提高安装速度，施工人员可以结合现场实际情况使用“一钩多吊”技术，需要注意的是，在进行“一钩多吊”时，单次梁柱的起吊重量应当小于5t。

2.5消能减震技术

地震灾害对高层建筑使用的安全性有着致命的威胁，做好消能减震工作，能够提高钢结构装配式建筑的稳定性，降低下沉风险。近几年，消能减震技术不断发展，已经成为避免建筑结构灾害的主要方法。消能减震技术主要是通过在建筑结构内部空间安装消能器来达到增加结构阻尼的效果。安装位置比较多样，例如：剪力墙、结构节点、连接缝、相邻建筑之间、楼层空间等等。在安装消能器后，建筑结构对强风、地震的反应会大大减弱。另外，为了进一步增强高层建筑的消能减震效果，施工人员还可以使用无屈曲波纹钢板的剪力墙，这种剪力墙可以在弹性阶段提供较大刚度，在单侧力的作用下，只会屈服不会出现屈曲变形的问题，能够最大程度上发挥出钢板剪力墙的承载效果，出现地震后，有效减少建筑耗能。而且为了满足高层建筑的消防要求，施工人员可以在无屈曲波纹钢板的两侧使用不燃材料的约束板，这样一来，施工人员不用再额外涂抹防火涂料或采取其他防火措施，大大节省了施工成本，加快施工进度。

3结束语

综上所述，近几年我国城市化建设不断深入导致大量人口涌入城市，城市土地资源也越发紧张，为缓解资源问题，高层与超高层建筑项目拔地而起。装配式钢结构是高层建筑施工的核心部分，作为施工人员应采取科学的施工技术，确保结构的稳定性与安全性，为后期建筑投入使用奠定可靠的基础。

参考文献

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[2]王星.高层建筑装配式钢结构关键施工技术研究[J].建材与装饰,2020(10):6-7.

[3]王留.高层建筑建设中的钢结构装配式施工技术[J].中国高新科技,2020(06):116-117.