建筑装配式钢结构施工技术分析

建筑装配式钢结构施工技术分析

任宇飞

中国石油工程建设有限公司华北分公司，河北省 沧州市 062550

摘要：现阶段，我国装配式钢结构还是以改造应用为主，在自主研发以及推广上仍与发达国家存在差距。对装配式钢结构的施工技术做出进一步研究，对于装配式建筑的推广和使用、提高建筑施工质量以及化解钢铁产能过剩等问题有重要意义。下面本文就建筑装配式钢结构施工技术进行简要分析。

关键词：建筑；装配式；钢结构；施工技术；

1 项目概况

某装配式钢结构项目，其装配式钢结构多为１＃建筑、２＃建筑。同时２＃、１＃建筑镜像是保持对称的，均属于钢框架结构。它的钢框架，涵盖了劲性柱、方管、箱型柱以及楼层Ｈ型钢梁。结构部分：地下和地上分别为1层、21层，标准层高度4.6ｍ，主体塔楼高度86.5ｍ。

2 装配式钢结构特点及难点

2.1装配式钢结构特点

装配式高层钢结构旨在替代原有的框架剪力墙结构，通过钢框架-中心支撑体系，保障建筑的安全性不断提升，确保抗震性能更加优越。通过装配式施工，大大提升了施工效率，缩短施工所需时间，提高建筑原材料使用率，施工过程更加绿色环保；装配式结构均为填充性内外墙体，可以更加灵活的分割空间，同时预制墙板多为标准化形式，更加节能环保，更少使用传统黏土砖，促进建筑保温性能提升的同时，降低了土体破坏。

2.2工程技术难点

因该建筑形式有大量的不规则造型，尤其是楼顶位置有多个复杂结构，如铅笔头形状、八角形；同时还需要根据建筑实际情况，科学选定塔吊位置、规格，有针对性制定吊装施工方案；为有效提升吊装钢柱精度，因此初步计划在钢柱的不同方向，设3台经纬仪、全站仪等设备，对吊装精度实时把控，实现柱身安装垂直度的科学调校，确保柱身的垂直度、标高等满足设计需求；本建筑钢筋桁架最大跨度为4.2m，跨度较大，且具有较高的桁架挠度；为有效进行支护，以免桁架出现形变，初步准备设置钢结构临时支护，有效支撑桁架，保障安装水平支撑的效果更佳；外墙在防渗、保温度方面具有较高的要求；预制ALC板作为外墙，首先在预制厂中生产加工，生产过程严加控制质量，确保其保温效果、使其防渗效果更佳。

3建筑装配式钢结构关键的施工技术

3.1 钢柱施工

3.1.1 钢柱分段

基于塔机的起重性能进行考虑，在塔机起重范围选择钢柱的重量；构件分段之后，需保证所限制的运输尺寸要求能够得到满足，确保尺寸符合最经济的要求；长途运输需求能得到满足，运输时没有永久变形出现。在作业范围内，该结构钢柱2层共有1个分段，在楼层面上1.2m位置设置有钢柱分段点，若塔机的起重限制小于分段质量，则在吊装时应通过汽车起重机进行施工。

3.1.2钢柱构件堆场

对于构件堆放也有相关的标准要求，需以安装方便的原则作为基本前提，堆放时按顺序进行。堆放时需在外侧将构件基本信息以及相关标识显示出来，以便于寻找使用。分类时可按照H型钢梁或箱型柱的方式，并以100cm的间距单层堆放主构件，根据上下两层的方式通过木支垫堆放次构件。此外，需注意结合现场实际进行构件的堆放，且在需支垫的位置进行支垫，避免构件因出现变形而无法正常使用。

3.1.3安装钢柱

在进行正式安装之前，需预先通过定位线上下节柱对接端口中进行标记，以作为基准线进行安装。连接板可通过螺栓进行临时固定，对齐上柱四面和下柱的中心线，在完成焊接后需先将临时连接板进行割除。通过千斤顶调整钢柱垂直度，以对柱的对中程度进行校正，并通过两台经纬仪对钢柱垂直度进行测量。在完成校正之后，将连接板螺栓拧紧后即可进行焊接。通过螺栓锚固垫板对钢柱四个面的耳板进行扭转调整，并通过柱的四个面进行千斤顶安装，从而纠偏钢柱对接接头。将连接板的上下耳板通过临时螺栓进行固定后，即可通过采用千斤顶等调整柱间隙的方式调整标高。

3.1.4钢柱焊接

钢柱有箱型截面，采用分段的方式进行运输，并在现场高空焊接，焊接量较大。在框架结构中，应先从结构中间构件进行钢柱的施焊，在框架形成后即可朝向左右进行扩展焊接。通过手工焊的方式进行根部打底，中间用半自动焊的方式填充、盖面的方式进行焊接。通过CO2气体保护半自动焊的方式，对带衬板焊件进行焊接。雨季时需避免钢柱中有雨水灌入而出现腐蚀，为此要采用一定的避雨措施。否则焊接过程中有雨水掉落，会影响焊接质量。

3.2 钢梁施工

3.2.1吊装钢梁

以1/4的构件长度作为钢梁两端的吊点，将吊耳焊接到钢梁上翼缘的吊点位置。

3.2.2连接

钢梁吊装跨度和吨位较大的钢梁。将吊耳焊接到钢梁上翼缘位置再进行吊装，可通过一次多吊的方式吊装质量较轻的钢梁。需按照先进行主梁安装后进行次梁安装的原则，进行钢梁的安装，确保其稳固焊接后才可安装下层。

3.3 钢构件防火

在准备阶段应先清理好涂层表面。涂装施工时必须按照相关要求进行，检测清理工作质量的标准是表层干燥和清洁。通过目测以及干净软纸的擦拭的方式进行检测。在涂装防火涂料前，需对钢构件防锈涂层进行检查，以确保其是否有破损。若钢构件表层有浮锈或泥土等情况则必须进行清除。对于油脂等残留物则应通过稀释剂等进行清除，焊接处的损伤则应通过补涂等方式进行修复。通过清水等对各种附着物进行清洗，最后再通过压缩空气对残留物进行清除，一般采用动力砂轮片等清除氧化皮。对于防锈和防火等涂料则应通过全树脂型高性能粘结剂进行粘结。在防锈和防火涂料间应涂装上粘结剂，以使其粘结强度得到提高，并避免空鼓现象。粘结剂加上防火涂料的组合方式，可以提供给钢结构稳定持久的防火保护，一般情况下，防火涂料应具有0.04MPa以上的粘结强度。

4 重难点分析与解决措施

高层钢结构施工中的变形协调问题。对钢结构主体进行安装时，由于结构高度在持续地增长，其自重荷载也在加大，如何防止框架变形阻碍结构的安全，影响竣工的使用，这是施工的关键点。解决办法：一是要在现浇楼板上设置一个后浇带。二是对钢柱的安装长度加以调整，这对焊接质量控制十分不利。对钢结构主体来说，它的施工周期相对偏长。加上建筑高度大，风荷载同样也会影响建筑物的安全。结合四季的环境属性，需针对焊接质量推出科学的控制方案。为更好地提高焊接效率，我们在结构低层需要选择气保焊，而高层可以搭建一个焊接防风棚。除上述外，尽量考虑电弧焊，以保证焊接质量。对工程测量有严格的控制要求。测量无疑是工程质量十分重要的一个控制阶段，关系到钢结构整体的安装质量。若不考虑测量精度，工程进度必定会受到影响。相较于普通结构，高层建筑对控制精度也更加的严格，这就给测量实施增加了难度。本工程楼层多，测量强度大、精度高，结合工程的概况和背景，运用“地下室外控法＋上部内控法”的测量思路，按“从整体到局部”的顺序进行测量。高空作业时如何做好安全防护。针对一些高层钢结构，我们在安装时需要推出统一的安全防护方案。在安装作业时，安全施工同样也是本工程应当思考的重点。

结束语

综上所述，装配式已成为工程建设的转型趋势，以集成化、信息化为前提，建立一套集设计、生产和施工为一体的建筑构件联动性体制。尽管装配式钢结构有显著的优势，但国内建筑业还是更倾向于传统建筑形式，人力、物力耗费多，生产效率不高，浪费很多宝贵的资源。希望未来更多地推广装配式钢结构，推动建筑业迈入技术含量多、施工速度快、建筑质量好、建筑成本省的进程。在社会化生产的形势下加快建筑商品化，提高综合效益和增加主体结构的安全性。

参考文献：

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