探究高层建筑结构施工技术

探究高层建筑结构施工技术

于然

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摘要：高层建筑结构施工事关整体建筑物的质量,其重要性不言而喻。随着建筑物复杂程度的日益提升,高层建筑结构施工的难度自然也在不断提升。思考合理的施工技术手段,细化施工内容,关系到整个建筑工程能否顺利推进。为提升高层建筑结构的施工质量,该文将高层建筑结构测量技术、建筑整体结构设计技术、模板施工技术、钢筋工程施工技术和混凝土施工技术应用在高层建筑结构中,思考应用的方式和策略,并利用ABAQUS有限元软件分析了该施工技术的应用效果。实验结果表明,应用该施工技术后,可有效降低高层建筑结构的最大基底剪力,提升其抗震性能。

关键词：高层建筑、结构施工技术、测量技术、钢筋工程

引言：随着城市人口越来越多，住房紧张问题日益严重，与普通建筑相比，高层建筑不仅结构复杂，而且施工难度大，为提升高层建筑结构的安全性能，需要采用更严谨的施工技术。

1 工程概况

以某高层建筑工程为研究对象，该高层的总建筑面积为250000 m2，包含塔楼1和塔楼2，高度分别是220 m与190 m。2座塔楼的框架完全相同，均属于包含悬挂层的支撑框架。该建筑工程的钢材总用量是5.5万t，使用的钢材类型分别是Q235B型、Q345C-JC型与Q420CJC型。该建筑工程的设防烈度是8度，2座塔楼在中间层均设置了伸臂桁架与环桁架，将其作为加强层，提升建筑工程的抗震功能与抗风功能。

2 高层建筑结构的施工技术

高层建筑结构中的关键施工技术分别是测量技术、地基处理、钢筋工程施工技术、混凝土施工技术。

2.1 高层建筑结构测量技术

高层建筑结构施工中，测量工作属于一项较为重要的工作，也是进行高层建筑结构施工的基础[3]。应用测量技术可获取高层建筑结构施工时的各种数据，为高层建筑结构施工的顺利进行提供参考数据。测量精度主要受以下3方面因素的影响：

（1）选取高精度测量设备，确保高层建筑结构测量精度符合施工需求。高层建筑结构测量过程中，需要反复测量各个位置的数据，确保测量数据的精度。

（2）提升垂直测量技术的重视程度。垂直测量技术在高层建筑结构施工中非常重要，其测量精度直接影响高层建筑结构施工的稳定性。提升垂直测量精度，不仅能够提升高层建筑施工质量，还能确保高层建筑结构符合施工需求。

2.2 建筑整体结构设计技术

施工单位要科学布置平面布局，保证质量分布的均匀性，提升建筑结构的稳固性和安全性。同时，要合理计算高层建筑结构的各种数据，并据此选择计算简图和计算模型，提升计算数据的精准性，为后续施工提供精准的数据支撑。设计建筑整体结构时，要基于具体施工的调整变化进行优化，避免出现变形和倒塌等问题，全面提升荷载承受力。另外，应合理选择建筑结构形式，保证结构的稳定性。

2.3 模板施工技术

安装支撑架时，要保证支架间距离、第一排模板和跨边的距离、梁板和楼板的间距等的精准性和合理性，以保证建筑结构的均衡荷载。同时，在支设模板的过程中，要在梁根部位预设清理孔洞，便于后续清除杂质和废料。模板施工时要保证表面整洁、无破损，认真加固模板与模板之间的部位，并逐一检测，一项施工内容合格后方可开展下一项施工。支设模板完成后，要做好浇筑和拆除模板工作，保证模板的湿润度，然后开展振捣和浇筑施工，待混凝土的强度达到设计标准后，按要求拆除模板。具体结构如图1所示。

2.4 钢筋工程施工技术

钢筋工程施工技术在高层建筑结构施工中也较为重要，其中钢筋吊装与焊接施工最关键。吊装型钢柱前，应先检查型钢柱的标高、定位与基准轴线，再校核型钢柱连接板的大小与吊装位置等重要信息，保证全部指标均和建筑设计指标一致，当型钢柱的全部指标与建筑设计指标一致时，在型钢柱的两端标记中心线位置，并在下端画上标高线。校正型钢柱吊装位置时，需测量钢垫板顶端标高，确保其顶端标高符合建筑设计需求后，才可吊装型钢柱至指定位置。如果钢垫板顶端标高不符合建筑设计需求，需要及时替换钢垫板，提升型钢柱吊装精度，型钢柱吊装施工前，利用水准仪测量全部型钢柱，令其标高线均位于同一直线上。

2.5 因为型钢柱吊装施工需要在空中完成。

通过经纬仪调整操作平台的垂直度，确保操作平台和型钢柱标高线处于同一水平线上。型钢柱吊装至指定位置后，通过焊接方式将其固定，采用气割方式去掉多余钢筋，并磨平接口，型钢梁吊装施工前，需利用扶手绳固定型钢梁，避免型钢梁误伤施工人员。吊装时，需依据型钢梁的实际跨度，确认吊装位置。型钢梁的吊装位置通常处于梁上端翼缘板处。

2.6 钢筋焊接施工技术需要重点关注以下3点：

一，保障钢筋焊接质量。焊接过程中，全部钢筋焊缝表面需确保无裂缝或焊瘤。焊接结束后，需检查全部焊缝，确保每条焊缝质量均符合建筑施工要求。二，焊接顺序。焊接方式有2种，分别是向上焊接与平面焊接。向上焊接需对高层建筑框架梁进行一次焊接工作，并支托压型钢板，再对下层框架梁进行焊接工作，并支托玉型钢板，然后检查焊缝是否符合建筑施工要求。三，焊接施工技术。因为钢板是双曲面结构，且包含大量斜柱和斜撑，所以其焊接难度较高。为此，利用二氧化碳气体维护半自动式的焊接方法，提升钢板焊接质量。

3 高层建筑结构施工技术的应用效果分析

利用ABAQUS有限元软件建立应用该施工技术竣工后的高层建筑有限元模型，分析地震波作用下该高层建筑结构的抗震安装性能，验证该施工技术的施工效果。利用ABAQUS有限元软件建立应用该施工技术竣工后的高层建筑结构有限元模型，并划分单元网络，单元网格大小为1 m，为分析高层建筑结构施工时荷载随结构高度的变化情况，利用ABAQUS有限元软件内的生死单元功能，分析该施工技术的应用效果。生死单元是利用单元的生与死计算区域时变，就是以调整单元刚度矩阵的方式，仿真分析施工过程中构件的安装与拆除。具体分析步骤如下：第1，建立高层建筑结构有限元模型，杀死全部单元，令高层建筑结构处于零状态；第2，依据施工顺序激活对应阶段的单元，并施加对应的荷载，便可模拟施工过程建筑结构受力状态的变化情况，

按照文中设计的施工技术，将该高层建筑结构施工过程分成11个施工步骤。

4 实验分析

分析应用本文施工技术前后，该高层建筑结构在地震波作用下，各施工步骤的最大基底剪力情况，其数值越小，说明高层建筑结构的抗震性能越好，分析结果如表3所示。根据表3可知，应用本文施工技术后的平均最大基底剪力为8040.65 k N，应用本文施工技术前的平均最大基底剪力为14703.82 k N；应用本文施工技术后的平均最大基底剪力，相比应用本文施工技术前的平均最大基底剪力下降了6663.18 k N。实验结果表明，应用本文施工技术后，可明显降低高层建筑结构的最大基底剪力，提升其抗震性能。

5 结语

当前国家对建筑工程的施工标准愈发严格，为满足高层建筑施工工作的相关标准，同时提升高层建筑施工质量，本文主要分析了测量技术与混凝土施工技术等的关键施工技术。经过实验验证可知，应用本文施工技术后，可明显降低高层建筑结构的最大基底剪力，平均最大基底剪力下降了6663.18 k N，即应用本文施工技术后，可提升高层建筑结构的抗震性能。

参考文献

[1]阳向杰.高层建筑钢结构性能化防火设计方法与运用[J].中华建设,2021(5):130-131.

[2]方金强,董春盈,高路恒,等.深圳某高层建筑装配式木结构柱-PC保温板墙导槽式施工技术[J].施工技术,2018,47(12):112-114.

[3]赵运涛,齐明,高海,等.BIM模型在超高层建筑外框结构施工方案编制中的应用[J].建筑技术,2016,47(8):719-721.