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【關鍵詞】建筑設計;鋼結構;設計特點;設計過程
高層鋼結構一般是指六層以上(或30m以上)的建筑物,它主要采用型鋼、鋼板連接或焊接成構件,再經連接、焊接而成的結構體系。高層鋼結構常用鋼框架結構、鋼框架―混凝土核心筒結構形式。后者在現代高層、超高層鋼結構中應用較為廣泛。中國的上海金茂大廈在世界各大高層建筑物排名第四名。它是具有中國傳統風格的超高層建筑,是上海邁向21世紀的標志性建筑之一,由美國SOM設計事務所主設計。1998年8月建成。占地236萬平方米,建筑面積 28.95萬平方米。高420.5米,共有88層。金茂大廈充分體現了中國傳統的文化與現代高新科技相融合的特點,它既是中國古老塔式建筑的延伸和發展,又是海派建筑風格在浦東的再現。
1.鋼結構高層建筑物的設計特點
改革開放以來,高層建筑行業的發展最為時代標志,在城市建設的發展中獨領,這是源于鋼結構的建筑具有很多獨特之處。
1.1鋼結構高層建筑的“柔性”特點
由于鋼結構于混凝土結構的基礎理論的區別,鋼結構的設計思想與混凝土的結構設計思想不同,鋼結構的設計思想是“柔性”的,為了充分的體現設計理念和設計師的創意,鋼結構允許有變形存在,而這一點變形在混凝土結構中是根本不行的。因此,在鋼結構設計過程中一定要將鋼與其他材料的性質加以區分。充分考慮到鋼材料的延展性和彈塑性,利用鋼結構的變形性能,使鋼結構建筑獨具特色。同時鋼結構還具有熱導率比較大的特性,也存在明顯的熱變形。這些鋼材料的特殊性質,可能會引起鋼建筑物的變形,因此,必須采用科學的手段加以控制,消除建筑結構內部產生應力,避免使建筑物局部或者整體造成危害。
1.2鋼結構高層建筑具有“輕”的特點
由于鋼結構對荷載有敏感的反應。在采用鋼結構建筑的設計中首先要選擇強度高、質量輕的材料,盡可能的減輕建筑物整體的質量。嚴格控制鋼結構建筑的荷重,這不僅僅是出于鋼結構本身材料的性質才應該的考慮,同時建設成本的經濟原因也是影響荷重的因素,與其他材料相比,同樣是增加一個荷重,鋼結構增加的費用是鋼筋混凝土結構增加費用的15-20倍。鋼結構建筑在裝飾時往往選用玻璃幕墻、金屬幕墻,除了美觀的原因外,選擇的原因還在于幕墻質量輕,與墻面相比,玻璃幕墻的質量只占磚墻的1/7,這可以極大控制鋼結構建筑的荷重。
1.3鋼結構高層建筑的“寬敞”特點
高層建筑在選用材料強度對比上,金屬的強度要比混凝土強度大很多,合金的強度更高。由于材料強度越高,可承載的外力就越大,顯然,鋼結構建筑承受同樣荷載的構件截面要小很多。從節約投資成本的角度考慮,由于鋼的價格比混凝土要高很多,同樣的荷載用鋼量少就會使建筑成本更經濟。同樣的建筑面積,柱距的大小與柱子數量成反比。柱距數值越大,柱子所用的數量就越少。從經濟性的角度出發,框架結構中一般選用10-15米的柱距。另外,在梁柱節點的設計上鋼結構框架與混凝土結構框架有很大不同,混凝土框架結構所有梁柱節點都要是抗彎節點,而鋼結構的柱梁節點可以設計成抗彎節點和鉸節點兩種。跨度大的鋼梁如果兩端是鉸接就可以設計為平行弦鋼析架,風道和其它管道都可以從中間穿過去,所以鋼結構的建筑從空間上看要比一般的建筑寬闊。同樣這也是鋼結構設計的優勢。
1.4鋼結構高層建筑的設計思想
高層建筑鋼結構設計要求設計師具有整體化的設計理念。所謂整體化的設計理念,是要考慮到各種因素對設計的影響,設計初期就要全面、綜合分析和考慮各方面問題,在整體上把握建筑設計,實現綜合性和整體化的設計目標。其中對高層建筑的層面,功能層面的考慮也包含了對高層建筑結構、設備、空間的各種因素,對施工層面時考慮的是從材料、工藝、加工各方面進行考慮,要作到產品與外觀的統一。將建筑層面與功能層面結合起來,達到對建筑物的完美表達。
2.鋼結構高層建筑的設計過程
鋼結構所采用的設計方法主要有兩種方式。第一種需要建筑師了解要求和設計方法,將設計深入到加工當中。第二種是建筑師要了解專業廠商的生產能力和產品,了解技術發展的水平,建筑師要達到什么目的就應該找到具體的廠商。這需要社會信息的通暢。更多的建筑師是采用兩種結合的方法。第一,方案構思在方案設計之初要認真考慮到底采用什么結構形式最適合這個工程,如果采用鋼結構,這種結構的哪些方面有助于建筑藝術的表達。如果設計的時間緊張,施工總時間只給三個月。就可以選擇鋼結構。原因是施工速度快,空間靈活,展廳需要大的空間,質量輕,有利于基礎處理,將來拆除后也易于清理鋼構件、玻璃在拆除后可以回收或是重新利用,有利于環境保護和節省能源,同時,輕盈的建筑形象與建筑主題非常相符。第二,建筑深化設計時一方面進行建筑圖紙的深入,同時與各專業專家交換意見,接著和專業廠家初步聯系,得到前期咨詢。在與專業廠家接觸時,主要是鋼結構制造廠和幕墻安裝公司,了解采用什么技術可以最大限度地縮短施工時間,他們能夠承擔那些方面的細化設計,交接接口的圖紙要到什么樣的程度。同時也要和鋼品公司聯系。了解在建設周期內提供的現貨和提貨周期。第三,鋼結構深化設計在施工圖設計完成后,廠家在結束深化設計,將圖紙交由建筑師加以審核,以滿足設計師的設想目標為合格標準。設計師可以根據生產廠家的能力和擅長對設計作了部分調整。復雜的工程常常要對廠家考察,或者到廠家作實地的論證。建筑師認可廠家的加工圖后,經建筑師簽字便可以加工構件了。就某些產品,設計、業主和監理三方要認定和封樣。第四,鋼結構的施工與安裝鋼結構構件運輸到現場,在地面組裝,吊裝,在空中就位組裝,焊接或者螺栓、測量、校正、進行防腐、防火處理然后澆注樓板,進行內護結構的安裝。最后作連接件和裝飾構件的安裝,也要精確、細致。
3.結語
鋼建筑結構的特性與其他材料不同,目前,鋼建筑結構還沒有向混凝土建筑結構一樣,被廣泛的應用到我國建筑行業當中。鋼建筑結構對建筑師和社會都提出與以往不同的要求,金屬和鋼材在建筑領域的應用,要求建筑師對建筑有更加深刻的理解和新的認識。同時,金屬和鋼材在建筑中的應用對建筑產業產生促進性的作用,甚至對重新塑造現行的設計和施工隊伍具有深遠意義。
【參考文獻】
[1]林敬雄.鋼結構在建筑領域中的應用.科技創新與應用.2012(4)(下):213.
【關鍵詞】高層建筑;鋼結構;安裝技術
近年來,我國高層建筑快速發展,規模越來越龐大,垂直高度越來越高,鋼結構的諸多優點受到建筑設計師的青睞,鋼結構工程應用越來越廣泛。高層建筑鋼結構安裝施工過程中,必須采用切實可行的質量和技術控制措施,嚴格把關高層建筑安裝施工工序,保障高層建筑鋼結構的穩定性和可靠性。
一、高層建筑工程項目概況
青島市海天陽光建筑綜合體總占地面積約81200平方米,地上26層,地下3層,總建筑高度為99.9米,采用混凝土剪力墻―鋼框架結構,鋼框架結構主要由H型焊接鋼梁、H型熱軋鋼梁、H型鋼柱、圓管柱等構成,鋼結構安裝時需要約9萬套 24、 20的高強螺栓和12萬個 19的焊接栓釘[1],鋼結構總質量約3200噸,整個鋼結構共包含15個加工單元,每段標準層鋼柱為9.5m,施工現場分別由1臺60塔吊和1臺5023塔吊進行施工,該高層建筑鋼結構安裝質量要求高、技術難度大、工期緊、工程量大,必須采用科學合理的措施保障高層建筑鋼結構安裝質量和施工工期。
二、高層建筑鋼結構安裝的關鍵技術
1、測量技術
高層建筑鋼結構安裝施工之前必須要進行測量,安裝人員要正確使用全站儀、經緯儀、水平儀等測量設備和儀器,確保施工測量的精度。并且,鋼結構測量之前,應合理布置基準線、基準點和測量位置,正確選擇高程傳遞數值的測量路線。高層建筑鋼結構安裝對于水平標高測量要求較高,測量難度很大,因此高層建筑鋼結構安裝之前的施工測量應選擇科學的測量方式,充分利用屋面基準點,有效測量待測目標,做好高層建筑鋼結構的雙重測量控制網[2]。
2、地腳螺栓預埋
一般情況下,高層建筑鋼結構中的鋼柱由支座預埋的地腳螺栓和柱腳板相互連接,安裝施工過程中應注意兩方面內容:一方面,嚴格控制地腳螺栓標高;另一方面,做好高層建筑平面兩個方向邊線和中心線的定位控制。為了保障高層建筑鋼柱地腳螺栓的穩定性和垂直度,嚴格控制軸線定位尺寸,采用兩個套模,從高層建筑的兩個層面分別固定地腳螺栓[3]。這兩個套模需要提前按照高層建筑鋼柱底板鉆孔尺寸加工好,安裝固定套模時,軸線和平面位置之間的相對偏差應控制在1mm內。為了保障高層建筑鋼結構地腳螺栓安裝時,混凝土澆筑不會發生位移,在柱底板下方支座中采用適當長度的鋼筋頭、角鋼和膨脹螺栓搭設鋼架,固定和支撐地腳螺栓套模,嚴格控制各個地角螺栓之間的間距,使支座主筋和套模保持一定距離,避免影響支座鋼筋綁扎質量,確保高層建筑鋼結構套模位置的準確性,鋼筋綁扎后使用電焊設備固定和焊接支座上部套模,點焊時應注意不能損壞支座主筋,用塑料管套住地腳螺栓的螺牙,用透明膠保護螺牙,防止在鋼柱安裝時損傷螺紋絲扣。
3、選擇合適的安裝設備
高層建筑鋼結構安裝時,應結合施工現場的實際情況,選擇合適的安裝設備,合理使用吊裝機械設備,在安裝施工時使用最多的是塔吊,對于標高較低的裙樓鋼結構安裝,也可根據實際安裝施工要求,采用汽車吊或者履帶吊來進行施工。當前,高層建筑鋼結構安裝主要采用機械式或者液壓式千斤頂作為安裝輔助設備[4],為調整鋼結構垂直度、平面位置和安裝標高提供便利,并且可靠性和安全性較高。
4、鋼柱安裝
高層建筑鋼結構安裝時,應嚴格控制每節鋼柱的垂直度,仔細檢查鋼結構三維方向是否控制在標準范圍內。鋼結構安裝過程中,在控制鋼柱垂直度和位置時,第二節以上和第一節的鋼柱控制重點和控制方法存在一些差異,采用楔形干鋼墊、千斤頂來調節控制栓螺母和定位鋼板完成鋼結構安裝。第二節以上的鋼結構安裝,應嚴格控制高層建筑平面位置軸線、豎向標高和各個鋼柱垂直度[5],利用千斤頂來來調節鋼結構垂直度,保障高層建筑鋼結構安裝施工質量。
5、鋼梁安裝
(1)鋼梁矯正
高層建筑鋼結構安裝過程中,吊裝時需要持續調整和矯正鋼梁,確保鋼梁框架位置嚴格符合鋼結構安裝施工圖紙設計要求,使用千斤頂和倒鏈反復進行矯正,保障鋼梁軸線位置和垂直度的準確性,提高高層建筑鋼梁安裝施工質量。
(2)鋼梁固定
高層建筑鋼梁吊裝時,用高強度的鋼板或者螺栓通過連接板對鋼梁翼緣板、焊口牛腿和鋼梁腹板進行點焊定位,在四分之一梁跨L位置上進行鋼梁的吊點耳板設計[6],提高鋼結構安裝質量和速度。
6、焊接技術
高層建筑鋼結構安裝時,大多數的組成構件主要是通過強焊接方式完成剛性節點的連接,如果高層建筑鋼結構安裝主要采用這種強焊接連接方式,一方面會增加鋼結構焊接數量,另一方面這對于鋼結構焊縫質量要求較高,會增加高層建筑鋼結構施工工期和施工難度。高層建筑鋼結構安裝,大多數作業面焊工多是進行高處作業,難以保障和控制安裝安全和質量,并且天氣變化對于高層建筑鋼結構安裝有著較大的影響,因此應結合高層建筑的實際情況,合理安排和計劃焊接材料、設備和技術,安裝人員在高空進行焊接操作時,應設置安全可靠的臨邊防護和操作平臺,高度重視鋼結構焊接工種的持證上崗和崗前培訓。
7、預變形技術
高層建筑鋼結構安裝設計時,經常會出現一些平面性狀不規則的鋼結構,安裝時應避免內應力集中,防止鋼結構變形。安裝人員應嚴格控制整個鋼結構安裝過程,避免影響鋼結構安裝質量和整體效果,應全面考慮各種影響因素,提前預防鋼結構變形,安裝整個鋼結構過程中,應合理調整不同長短的鋼結構構件,通過預留版緩凝土后澆帶、鋼梁起拱等方式,確保高層建筑鋼結構安裝質量。
結束語:
高層建筑鋼結構比普通建筑結構在經濟性、使用功能、施工工藝等方面有著明顯的優勢,結合高層建筑的大跨度空間感,充分利用鋼材強度高、結構堅固穩定的特點,創新高層建筑鋼結構空間和造型,加強鋼結構安裝施工管理,在高層建筑中積極推廣和使用鋼結構,嚴格把關鋼結構安裝施工工序,不斷提高鋼結構安裝質量,推動我國高層建筑的可持續發展。
參考文獻:
[1] 李恩平,王磊,孫從磊,史少鵬.高層建筑鋼結構安裝關鍵技術研究[J].青島理工大學學報,2009,03:150-154.
[2] 崔曉強,胡玉銀,吳欣之. 超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施[J].建筑機械化,2009,06:45-48+55.
[3] 潘程瑜. 高層建筑鋼結構安裝關鍵技術研究[J].中國建筑金屬結構,2013,20:6.
[4] 杜建江,潘寧濤,何央素,沈燕.超高層建筑鋼結構施工關鍵技術研究[J].建筑施工,2015,01:60-62.
關鍵詞:高層建筑 土建工程 施工技術
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A
高層建筑在不同的國家有不同的標準,而在我國一般指的是超過24m的民用建筑和10層的住宅建筑。高層建筑的出現是時展的必然性產物,它的出現解決了當前形勢下日益緊張的土地資源。其中,土建工程施工技術是高層建筑結構的關鍵環節。但是在于傳統建筑相比之下,其不僅是結構設計復雜、施工難度大、而且對技術方面的要求也會更高。
1、高層建筑的結構分析
1.1、高層建筑的結構原則
高層建筑一般都是鋼筋混凝土結構的,所以在土建施工技術的應用過程中要密切配合,做到經濟合理、技術先進、安全使用,并積極地采用新材料、新技術和新工藝。對于結構的構造和選型方面,土木工程技術的應用一定要充分的符合結構體系與立面、平的布置方案,并注意強化構造之間的連接。
1.2、高層建筑的結構特點
與多層或低層建筑結構相比而言,高層建筑的結構要求更加要求科學合理性,自身有著最明顯的特點,只有在充分的了解了這些特點之后,才能更好地應用土建的施工技術。對于高層建筑而言,隨著建筑高度的不斷增加,水平荷載下結構的側向變形快速的增大,和建筑高度H的4次方成正比(Δ=qH4/8EI )。所以說,水平荷載起著關鍵性的作用,側移成為高層建筑結構設計的主要控制目標之一。
另外,對于高層建筑自重、抗震性能等方面也有著十分嚴格的要求。這是因為,建筑的重量與地震效應之間是成正比的,從而有效地減輕了房屋自重,這也是提高結構抗震能力的最有效的辦法。不僅是這樣,假如在同樣樁基或地基的情況之下,減輕房屋自重在一定程度上意味著處理措施和不增加基礎造價,可以多建層數,這在軟弱土層有了突出的經濟效益。
2、高層建筑中的土建施工技術
我國的建筑行業一直都是處于推陳出新的模式,再加上對外開放和入世,齊國的施工技術正在逐步與世界接軌,高層建筑施工的新材料、新技術和新工藝的不斷涌入,在極大的程度上促進了我國建筑工行業的發展。對于高層建筑來說,土建工程的施工技術是否科學合理,直接關系到整個建筑的使用年限和其穩定性。
2.1、地基方面的施工技術
人們常說,萬丈高樓平地起,全靠有個好地基。地基是整個高層建筑的支撐點和起點,對建筑物防震性、質量等方面起著關鍵性的作用。我國在相關法律規范中有明確的規定,比如《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范》,在此文中明確的規定了高層建筑的地基深度應該是建筑高度的1/15 。在地基的處理方式中,地基樁基技術的適應性比較強,可以依據荷載選擇施工級別的優點,現在已經在各種復雜的高層建筑工程中得到廣泛的使用,成為目前應用最為普遍的地基處理方式,其中的現澆灌注樁技術使用的比較多一點。
2.2、鋼結構工程施工技術
某一大型工業廠房的工程總的建筑面積大約是3萬平方米,其主要是含有 6 棟門式的鋼架結構的廠房。該廠房的跨度為 27米,長為146米,廠房的兩側檐口的高度分別為1l米與14米。該廠房的設計具有空間大以及跨度較大的特點,而輕鋼結構恰好也具有截面較小、材質比較均勻、自重性較輕以及剛度也較好等特點,因此在這個工程中選擇輕鋼結構。
2.1.1、鋼結構建筑的優缺點分析
總體上來說,任何一種建筑結構都會存在各自無法避免的問題,鋼結構也并不例外。與其他傳統的建筑結構相比,鋼結構建筑在設計、使用功能和綜合經濟等方面都具有較好的優勢。但是,鋼結構建筑也存在著十分明顯的缺點。以下將主要分析鋼結構建筑所存在的優缺點。
優點:(1) 鋼結構的韌性以及塑性都較好,而且鋼結構的抗震性能十分優越,由于鋼結構的韌性、塑性以及抗震性能都較好,所以鋼結構特別適用于沖擊與振動荷載較大的或者跨度大的結構以及構件,特別是網架結構除了具有生產與安裝快速簡便、受力合理、抗震性能好、維修時間短、使用壽命長等的優點;(2) 鋼結構的材質均勻而且材料強度高,鋼結構的材料與傳統的建筑材料比較來說,鋼結構的材料的彈性模量較高,而且材料的強度也高得多,鋼結構材料的密度雖然相對混凝土建筑材料的密度而言較大,但是鋼結構材料的強度和密度的比值要比混凝土材料要大了許多;(3) 可以增加有效使用面積,鋼結構材料能夠軋制做成各種截面形狀,所以,用一定大小的截面積能夠獲得相對較大的鋼材截面慣性矩,鋼結構材料和混凝土結構相比較來說,如果鋼材是采用熱軋H型鋼,那么結構柱的面積將會較小,這就會使得使用面積增加 4% 到6%;(4) 鋼結構的自重比較輕,從整體上說,鋼結構和混凝土結構的自重比是1∶1.6;(5) 鋼結構能夠減少環境污染,綜合技術的指標比較好,鋼結構材料屬于綠色的環保建筑材料,其構件能夠在工廠中完成生產,而且,構件的零配件以及維護結構也都是在專業化的工廠中實現生產工作的,所以在鋼結構的施工過程中能夠避免混凝土濕式的施工所導致的環境以及噪聲污染.
缺點:(1) 鋼結構的耐火性較差,用鋼結構構建的建筑,它的骨架材料一般都是鋼材,所以鋼材的耐火性將會直接影響到鋼結構建筑的可靠性和安全性。總體來說,鋼結構的材料與溫度的適應性相對而言是比較好的;(2) 鋼結構的耐火性較差,如果鋼結構的材料處于自然環境中它就會生銹。
2.3、混凝土施工技術
在應用混凝土施工技術時,一定要將混凝土的抗壓性能充分的重視起來。這是由于,確保建筑質量的基礎是混凝土的抗壓性能,也是其中的關鍵。影響混凝土的抗壓性能的因素主要有兩個,一個是水灰比,另一個則是水泥的強度。這就得要求施工單位一定要購買正規廠家生產的優良的水泥,在施工的過程中一定要加強對混凝土的檢測力度,嚴格把握好水灰之間的比例。
2.3.1、大體積混凝土施工技術
高層建筑對基礎施工的要求非常高,尤其是基礎地基的施工,要求施工整體性高,而且還必須得是一次性連續澆筑完畢,這需要連續、大量的混凝土供應,在某種程度上來說非常的不利于整個施工組織的設計,大體積的混凝土施工技術克服了混凝土間斷施工容易造成施工縫等的問題,但是因為施工基礎體積較大,澆筑易產生大量的水化熱量,且容易產生混凝土內外溫差而導致溫度的應力,還很容易破壞混凝土的表面,從而產生裂縫。
3、高層建筑土建施工的技術建議
針對當今國內高層建筑土建施工中所存在的眾多技術問題,應當引起我們的高度重視,應當大量的投入財力、物力、人力去對高層建筑中土建施工中的一些技術難題來進行公關。此外,在某些技術難題在沒有解決之前應當在對待高層建筑中的技術選用方面要高度的重視,盡可能多的對同類成功建筑案例進行學習和分析,充分吸收其中的經驗并結合自己的實際情況來選用相關的技術,其中也包括了現場施工作業的監管措施,強化現今松懈的施工安全行為規范,完善施工的管理以及措施,對施工的進度要非常的清楚,并能夠及時的對施工中所產生的問題進行修正。還有就是從施工的材料、設備等施工硬件設施來入手,特別是對先進施工工藝、施工設備和施工技術等方面的大膽嘗試,并對施工中的設備進行科學的優化管理。并加強施工人員的安全施工意識,并積極地制定相關的安全制度,從根本上確保了高層建筑施工的安全。
總之,土建施工技術在高層建筑中占據著非常重要的地位,為了保持我國建設事業的健康可持續的發展,尤其是高層建筑事業的飛速發展,我們應當嚴格規范土建施工的相關技術,對其中的技術難題進行有針對性的研究。
參考文獻
[1].黎兆春.高層建筑土建工程施工技術探析[J].科技風,2013(04)
關鍵詞:高層建筑 現代施工高層特點 施工技術
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A
Abstract: with the development of our country economy fast and steady, accelerating the process of the city, more and more high-rise buildings in the city. Therefore, requirements of the high-rise building construction technology also referred to a new height, in the construction of high-rise building construction technology in the management of construction according to the characteristics of modern high-rise buildings, constantly sum up, exploration, out of a high-rise building construction project management success.
關鍵詞:高層建筑 現代施工 高層特點 施工技術
Key words: high-rise buildings of modern construction of high-rise construction technology
前言;隨著我國城市化建設進程的加快,城市人口的高度集中,促進了高層建筑的出現和不斷發展。工程施工技術也不斷取得相應的新進展,因此對高層建筑的施工技術具有很高的要求。 如何加強施工技術質量管理,控制各種問題發生,將直接影響到工期和投資效益。
一、高層建筑的特點
就主體結構的施工而言。高層建筑與多層建筑的施工技術既有相同之處,也有不同之處。相同的是施工的基本過程都是按照逐層施工的方法進行。不同的是從整個建筑施工要求來看具有工程量大,技術含量高的特點。另外,高層建筑高空作業多、地基深度深、工程量大、施工技術高、工程工期長等六大特點。高層建筑地下室深,面積大,這主要是由于需要滿足建筑功能方面的要求,也是要解決在施工過程中的結構抗浮問題。高層建筑功能復雜,子系統多,安裝工程工程量大,要求精度高。
1.1高空作業多
由于高層建筑物的自身高度大,垂直運輸工作量大,高空作業要處理大量的材料、制品、機具設備和人員的垂直運輸。在施工全過程中,要認真做好高空安全保護、防火、用水、用電、通訊、臨時廁所等問題,防止物體墜落打擊事故。
1.2基礎埋置深度深
高層建筑為了保證其整體穩定性,地基埋置深度要嚴格按設計要求施工,要嚴格執行標準規范。深基礎施工,地基處理復雜,尤其是在軟土地基的基礎施工,施工方案有多種選擇,對造價和工期影響很大。研究解決各種深基礎開挖支護技術是高層建筑施工的重點之一。
1.3高層建筑體量大,工程量大
高層建筑由于工程量大,工程項目多,涉及單位多、工種多,特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊準備、邊施工,總、分包涉及許多單位,協作關系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計劃、組織、管理、協調的難度大。當然,由于高層建筑層數多、工作面大,可充分利用時間和空間,進行平行流水立體交叉作業。
高層建筑具有施工周期長、施工條件復雜、施工技術要求高等特點,在高層建筑施工過程中,我們要充分意識到這些特點給建筑施工帶來的阻礙,提高施工技術,加強施工管理。
二、高層建筑中的現代施工技術要點
2.1 采用逆向施工
逆向施工的施工內容主要包括在建筑物內部澆筑中間支承樁柱,并沿地下室軸線修筑地下連續墻等支護結構,同時向上逐層建設地上結構。與傳統的順作施工相比,高層建筑應用逆向施工技術具有以下幾方面的特點:首先,逆向施工時澆筑的地下連續墻在滿足構筑物、管線布置的前提下,可緊靠或規劃紅線構筑地下連續墻并將其作為地下室永久性外墻,進而達到擴展建筑面積的目的。其次,相較于臨時支撐,以逐層澆筑的地下室結構、中間支承柱作為支護結構的內部支撐剛度較大,可有效減少基坑變形,能明顯減弱對于相鄰地下管線、道路及構筑物的沉降影響。最后,逆向施工可縮短帶多層地下室的高層建筑的總工期,不存在結構的地下地上的施工工期差別,可保障地上結構與地下結構的同時施工。
2.2預制模板
由于針對高層建筑的標準層建設中的結構施工的重復性高,同時,高層建筑采用的豎向結構是控制構筑物工期進度與結構質量的重點內容。綜上,在施工采用的滑模法能有效保障主體結構的整體性,減少高空交叉作業,有助于控制施工工期,保障作業安全,綜合效益顯著。爬模法主要適用于高層建筑剪力墻結構和鋼筋筒壁結構,通過在沿構筑物底部構件的周邊組裝滑升模板,分層澆筑,并以液壓提升設備使其滑升至需要澆筑的高度。通過滑模法與其他施工技術的有機組合,可有效地簡化施工過程,創造更好的綜合經濟效益。
2.3高層建筑的泵送技術
高層建筑施工大都采用泵送混凝土技術。由于高層建筑工程所需的混凝土的總量大、強度高,目前,國內的高泵程混凝土采用的摻粉煤灰和化學外加劑的雙滲技術,保證了高層建筑對混凝土配合比設計的要求以及泵送設備等相關設備的要求,混凝土的泵送高度也隨之升高,現在所采用的泵送到頂技術可將混凝土直接泵送到預設澆筑高度,使高層建筑的施工效率得到大幅提升。
三、高層建筑主要施工技術要求
3.1基礎施工技術
高層建筑的基礎施工主要有土方開挖、基坑的支護、基礎混凝土澆筑等工作。高層建筑中的基礎是整個房屋結構的重要組成部分,其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20%-30%.總工期30%—40%右。根據《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》規定,基礎埋置深度,天然地基時應為建筑高度的1/12;樁基時應為建筑高度的1/15,樁長不計在埋置深度以內。
由于高層建筑在城市建筑密集區,施工場地狹窄。因此,對鄰近建筑及四周市政工程設施的安全和保護,對基坑工程的穩定和位移要求很嚴,而基坑工程在施工過程中大部分是臨時工程。基坑深度超過5m以上的項目,其邊坡支護和基坑開挖、地下降水等均應有專項施工方案,且該方案應請富有專業知識和施工經驗的專家組進行可行性論證,由項目總監審核后才能實施。
高層建筑常用的基礎形式有:十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎、樁基礎和復合基礎。為了保證基礎的穩定性,防止基礎滑移,高層建筑基礎工程施工時,必須解決人工地基、降低地下水位、支護工程、基礎混凝土澆筑以及防止基礎施工影響鄰近建筑和地下管道等問題。
3.2混凝土工程施工技術
在高層建筑的施工過程中,混凝土的施工技術尤為重要,由于高層建筑施工周期較長,混凝土會因氣候和工作條件的影響而產生質量問題,這就需要在施工過程中控制好混凝土的強度。在工程開工前,要按照高層建筑的設計要求來配制不等強度等級的混凝土,并進行強度試驗,等試驗結果出來后,再對混凝土的配合比進行調節,以達到高層建筑的施工標準。試驗主要調整的是砂石、水混、含水率的配合比,在調整過程中要根據實際情況進行調整,并嚴格控制配合比的計算,以保障工程的施工質量。在泵送混凝土的過程中也要在配比、原材料、攪拌控制嚴格的情況下進行細致的檢查工作。由于在高層建筑施工中施工單位為了搶工期而不注意養護時間,在對大面積混凝土澆筑時沒有制定完整的養護措施和具體方案,所以就容易造成混凝土結構的質量問題。混凝土養護時應從人員、水源、晝夜、養護時間要求,覆蓋等多方面進行考慮采取措施,同時注意根據規定不同水泥品種確定養護時間,并加強養護期的督查工作。
3.3結構轉換層施工技術
高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置,而下部則需要大空間的軸線布置,而這一要求與結構力學、自然布置正好相反。由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部受力較小,正常布置時應當是下部剛度大,墻多、柱網密,到上面逐漸減少墻、柱,擴大軸線間距。隨著轉換層位置上移,應設計帶轉換層的筒體結構。對帶轉換層筒體結構其主要影響因素表現為轉換層上部外筒的剛度、轉換層設置高度和內筒剛度。
對這兩類轉換結構,轉換層高度是影響其抗震性能的主要因素之一,轉換層高度越高轉換層上下層間位移角及內力突變越明顯,設計時應限制轉換層設置高度。對于帶轉換層的剪力墻結構或筒體結構,可采取以下措施強化下部結構:加大筒體及落地墻厚度,提高混凝土強度等級,必要時可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯間筒體,提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。
3.4鋼結構施工技術
高層建筑鋼結構主要可分為高層重型鋼結構、輕型鋼結構、大跨度空間鋼結構、鋼和混凝土組合結構等不同施工類型。由于鋼結構的熱傳導性十分突出,導致高層建筑的鋼結構部件在經歷火災時,極易因火災產生的高溫以及相關災害而招致毀滅性破壞。因此,鋼結構施工技術的應用,必須考察建筑物的防火設施,防火裝備及緊急避難所等在內的配套設施設計與施工。此外,高層建筑鋼結構施工技術的應用主要依賴于大型塔吊,其起重能力直接影響到鋼結構的安裝效率,因此,在鋼結構施工中,吊裝機械的安裝與拆除,鋼結構的測控、吊裝、焊接等技術標準也應更為嚴格。
關鍵詞:高層建筑;施工技術;關鍵點;質量控制
前言
高層建筑的施工質量關系著人民生命財產的安全,同時與建筑的發展和社會經濟之間也有著密切聯系。為保證我國高層房屋建筑的整體質量以及建設水平,需要采取切實可行的施工技術。
一、高層建筑施工特點分析
1.1 高層建筑施工比重大
由于高層建筑目前追求高度上的延展,所以高層建筑施工中高層施工的比重很大,即高空作業的需求大,在高空作業中要注重運輸系統的高效,以及對建筑人員施工安全的保障,由于高空作業中空間位置較小、距離地面高度大而且高層施工人員和底層人員施工都有一定危險性的特點,要尤其做好高空職工的控制。
1.2 建筑基礎的埋藏較深
高層建筑的基礎高,所以相對來說地基也要保障穩固。根據我國高層建筑相關的施工規范,高層建筑的地基一般情況下深度不能小于高層建筑地面本身高度的十二分之一,如果采用樁基深埋的方式來進行建筑地基設置的話,一定要保障樁基不小于 5m 并且有一層專用的地下室配置,這層地下室可以用來做停車場等。
1.3 施工工程量較大
高層建筑的施工過程中施工牽連的部門很多,從高層建筑的工程具體設計開始到正式施工階段開始之后的管理監督等都需要很多部門的共同協調作業,所以高層建筑施工的施工工程量大,在施工的過程中要注重施工的協調和質量的把控,把龐大的工程量進行適當的細化工作,從而使高層建筑的施工工程量更容易得到控制。
1.4 施工的工期較長
高層建筑工程量大,對施工人員來說高層施工難度較大,施工進展也較慢,所以施工周期相對也被拖的較長,一般都超過了兩年。所以想要有效地減少工程周期,就必須在高層施工的技術和人力管理上進行一定的合理調配,采取合適的施工方法來促進施工周期的縮短和施工效率的提升。
二、高層建筑施工技術關鍵點分析
2.1逆向施工技術
通常來講,高層建筑逆向施工技術包含:澆筑中間支承樁柱、向上逐層建設地上結構、修筑地下連續墻等技術要點。其技術特點主要體現在:(1)高層建筑主體完工并合理不好好管線后,可以通過對地下連續墻優化緊靠,構造紅線結構地下連續墻,將紅線結構形式的地下墻作為永久性的外墻;可有效地擴大建筑面積;(2)高層建筑施工中采用逆向施工技術可有效提高地下室結構的剛度和強度,避免建筑受基坑沉降和變形的影響;最后在逆向施工技術作用下達到地下和地上建筑部分同時施工的效果,大大地縮短了施工工期。
2.2預制模板技術
高層建筑施工是豎向施工同時每層的施工方式幾乎是相同的,為了有效地在保證工程質量的同時縮短施工工期,取得良好的經濟效益。我國可采用預制模板中滑模和爬模法調控工程工期;滑模和爬模法的工作原理基本一致,主要體現在:
(1)這兩中技術都是采用機械化操作,建設的工程結構整體性好;(2)對施工現場的組織管理要求較高,可有效地督促施工管理人員加強施工全過程的控制和管理,為確保工程施工質量奠定基礎;(3)由于這兩中技術應用在施工中都是靠機械來完成,減少了施工人員數量,對減少工程成本投入有著積極的影響。
2.3鋼結構施工技術
鋼結構施工技術在高層建筑施工中比較常見,主要是因為鋼結構具有結構整體強度和硬度高的優勢特點,同時鋼結構施工技術在高層建筑中的應用可以加快施工進度,進而為建筑施工企業帶來良好的經濟效益;另外,鋼結構構成的主要材料是鋼,具有較強的熱傳遞性,一旦鋼結構的高層建筑遭遇火災,將會帶來毀滅性的破壞,因此將鋼結構施工技術應用到高層建筑施工中應注重防火設計。
2.4 混凝土施工技術
目前我國的高層建筑多以高進混凝土結構為主,那么我們就必須要卡率混凝土的配制問題,在施工之前我們要根據本工程的實際情況,找尋最為合適混凝土配制方案。是配置的過程中一定要高標準嚴要求,重視混凝土的質量和配置的數量,為高層建筑工程的開展做好材料的的保證。我們可以通過多次試驗來找尋最佳的配置比例。為工程的質量,做保駕護航。
三、高層建筑施工質量控制
3.1鋼結構施工質量控制
隨著鋼結構的快速發展,鋼結構質量控制的相關規范和相關內容也在不斷完
善。鋼結構的質量控制的要求可以理解為三個主要方面的內容。第一,鋼結構型
材的質量控制,要求鋼結構型材的強度、尺寸要滿足設計要求;第二,是需要對
鋼結構加工制作的構件質量進行控制,在滿足滿足設計要求的同時,其外觀和承
載力也應該達到設計標準;第三,是安裝過程中的質量控制要求,鋼結構與其他
結構結合必須牢固,滿足國家質量標準。總之,高層建筑鋼結構的質量控制貫穿
鋼結構的材料采購、制作加工、運輸、吊裝、安裝等整個生命周期,因此對鋼結
構工程的質量控制需要嚴格把控施工過程的每個階段,嚴把質量關,才能從根本
上保證高層建筑鋼結構工程的質量。
3.2混凝土裂縫的控制
高層建筑中產生裂縫的可能性也是比較大的,如何降低高層建筑中產生裂縫的可能性就成了高層建筑施工技術中的又一個難點,針對這一難點,就要從裂縫的抗、放來進行簡要的敘述,所謂的放就是指當建筑物的結構是處在一個自由變形的、完全的、無束縛的狀態下,在沒有其他的變形方式的情況下,為防止高層建筑物出現裂縫的一種方式,
“放”主要的措施是:砌筑充滿墻,并且延伸到快接近建筑梁底的地方,需要注意的是一定要留一些高度。在砌筑結束后的一個星期左右,在補上磚、并且砌緊。然后就是關于“抗”的了,要選擇合理的最大直徑砂石,這樣可以減少水和水泥的消耗,并且還可以減少水化熱、收縮等現象。在施工技術的方面上。應該要避免過振和漏振,要提倡墻體的二次振搗、二次抹面,盡量的減少混凝土內部的水分和氣泡。要避免使用早強高的水泥型號,應該積極的采用混凝土的摻合料和外加劑,這樣能減低水泥的消耗量,從而降低高層建筑出現裂縫的幾率。
3.3高層建筑地基質量控制
高層建筑地基多采用水泥灌樁技術進行地基基礎的加固施工,鉆孔灌樁技術中每個施工步驟都對地基的施工質量有著決定性的影響。鉆孔和水泥灌樁是工程質量的關鍵。施工前對鉆孔機器進行周密的檢查,確保底座和頂端的平穩,避免施工過程中因底座的移位和下陷影響了灌樁的質量。當鉆機達到設計高度后,需對孔徑的大小,鉆孔的深度和垂直度進行詳細的檢查,達到設計標準后請監理工程師對鉆孔進行合格性檢驗,并填寫鉆孔檢驗記錄,完成鉆孔工作。灌樁進時所采用的原材料主要以混凝土為主,目前較多的施工單位都采用成品泥漿進行鉆孔灌樁,這就要求施工單位和監理單位要對進場的泥漿進行嚴格的質量檢驗,在施工單位質量檢驗人員的檢驗的同時認真審核確保使用材料符合要求。
結語
高層建筑技術的每一個環節都包含著眾多技術要點和質量關鍵點,相信隨著
建筑科學的不斷發展,高層建筑的施工技術和質量控制將會得到更加全面的研究,將會對高層建筑工程的發展起到積極的作用。
參考文獻
您好,根據作者的專業,這篇論文我把電氣內容放在前邊,結構內容放后邊了
關鍵詞:高層;鋼結構建筑;消防;電氣;結構;設計要點
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
前言:高層鋼結構建筑的電氣消防設計水平和結構設計的安全、可靠,直接關系到高層建筑物和民用建筑建筑物的安全使用性能,建筑行業在進行建筑結構設計和消防電氣設計中應該根據國家標準和規范,做好建筑工程的消防電源及配電設計、火災自動報警系統設計、鋼結構設計等方面的設計工作,通過優化建筑工程結構設計和消防電氣設計不僅可以有效避免安全隱患的出現,防止重大安全事故的發生保障人員的人生安全。
一、高層鋼結構建筑消防電氣設計的特點
高層鋼結構建筑的結構本身在高溫下容易失去承載力,室內裝修的材料也是可燃的,加上存在人員及貨物過于密集、樓層過多的問題,高層建筑存在著嚴重的安全隱患。高層鋼結構建筑容易發生的“煙囪模式”是由于豎井內電氣管線多、管道敷設彎曲、電梯間通風設備多等多種原因造成的。煙囪模式在遇到明火的時候,會加快火勢的增大和蔓延。經過對許多火災事故和現場的分析,相關部門發現火災發生十五分鐘之后,火勢會不斷加大并以極快的速度蔓延,煙霧的擴散程度也會迅速加快。所以,高層鋼結構建筑的火災撲救十分困難,假如發生火災,就會對人民的身體健康和財產安全造成極大的損害。
二、高層鋼結構建筑的消防電氣設計要點
1、供配電設計
高層建筑的防火規范必須按《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95執行。國家標準《供配電系統設計規范》GB50052-2009規定了供電負荷等級和供電要求。一級負荷應由獨立的雙重電源供電,當一電源發生故障時,另一電源不應同時受到損壞。許多高層鋼結構的建筑為一類高層建筑,所以它的供電負荷等級也應該是一級。一類高層鋼結構的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、漏電火災報警系統、自動滅火系統、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防電氣的負荷應該是一級負荷別重要的負荷供電。
2、火災事故照明和疏散指示照明
高層鋼結構建筑的樓梯間、前室、配電室、消防控制室、消防水泵房、防煙排煙機房、供消防用電的蓄電池室、自備發電機房、電話總機房以及發生火災時仍需堅持工作的其它房間、人員密集的場所、公共建筑內的疏散走道和居住建筑內走道長度超過20m的內走道應設置應急照明。疏散用的應急照明,其地面最低照度不應低于0.5Lx,疏散照明最少持續供電時間為30min。
3、先進可靠的火災自動報警控制系統
高層鋼結構建筑的火災報警系統按《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98的要求執行,將火災報警系統分為三種基本形式:區域報警系統,集中報警系統和控制中心報警系統。火災自動報警系統的保護對象應根據其使用性質、火災危險性、疏散和撲救難度等分為特級、一級和二級。鋼結構的高層建筑的火災自動報警系統基本上采用控制中心報警系統。控制中心報警系統中至少應設置一臺集中火災報警控制器、一臺專用消防聯動控制設備和兩臺及以上區域火災報警控制器;或至少設置一臺火災報警控制器、一臺消防聯動控制設備和兩臺及以上區域顯示器,應能集中顯示火災報警部位信號和聯動控制狀態信號,系統中設置的集中火災報警控制器或火災報警控制器和消防聯動控制設備在消防控制室內的布置應滿足規范要求,宜用于特級和一級保護對象。
4、火災漏電探測報警系統
高層鋼結構建筑內火災危險性大、人員密集,根據《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98的要求需設置漏電火災報警系統。火災漏電探測報警系統主要探測線路的漏電電流、過電流等信號,發出聲光信號報警,準確報出故障線路地址,監視故障點的變化,并儲存各種故障和操作試驗信號不應少于12個月。火災漏電的探測模塊安裝在供配電的每一個回路的空氣開關下端,探測每一路需要檢測回路的漏電電流、過電流情況。每一個探測回路只發出聲光信號報警,準確報出故障線路地址,監視故障點的變化,不切斷回路的電源。火災漏電探測報警系統的主機安裝在消防控制中心的墻上,給值班人員提供準確的報警信號和故障點位置。
5、做好建筑物的防雷與接地
高層建筑的火災中,由雷擊造成的原因占一定的比例。所以建筑設計時必須計安全可靠的防雷和接地裝置 ,防止直擊雷、側擊雷的直接破壞和雷電波的浸入造成的破壞。鋼材是良好的導電體,鋼結構的高層建筑像一個導電的鐵籠子,所以更要做好建筑物的防雷和接地,還應及時與結構等專業溝通,合理確定位置,使其滿足規范要求,減少和預防由于雷擊造成的安全事故。
三、高層鋼結構建筑的結構設計應注意的問題
1、鋼結構設計要安全可靠
鋼結構要做到安全合理、符合電氣專業相關要求、節點構造方便可靠,并為構件生產、運輸、安裝提供保障。 結構方案盡可能節約鋼材,減輕鋼結構重量;鋼結構設計生產盡可能縮短制造、安裝時間,節約勞動工日;鋼結構必須有足夠的強度、剛度和穩定性,保證整個結構安全可靠,符合建筑物的使用要求,有良好的耐久性;結構構件應便于運輸、便于維護。而且還要注意鋼結構使用價值和觀賞價值兼備。
2、鋼結構建筑設計要實用、安全
鋼結構建筑設計要發揮鋼結構的優勢,滿足電氣消防設計規范,建筑鋼結構的平面布置應力求規則、對稱,而且避免鋼結構帶來的建筑平、立面單調呆板;注意設計深度,保證達到有關的規定要求;注意解決鋼結構建筑建筑防腐蝕、防火、防震問題。做好鋼結構防銹、防腐處理,使結構布置符合規則性要求,提高防震能力,保證鋼結構建筑的實用安全性統一。
四、高層鋼結構建筑結構設計技術要點
1、判斷鋼結構在建筑設計中的適用性
在進行鋼結構建筑設計、選用結構設計方案之前,要充分考察建筑項目建設是否適合用鋼結構 。鋼結構通常用于大跨度、高層、荷載、體型復雜或有較大振動、密封性要求高、吊車起重量大、要求能便于安裝拆卸的結構。為了避免不必要的經濟損失,要認真考察鋼結構在建筑設計中的適用性。
2、確定結構選型與結構布置
“概念設計”這一理念應貫穿于在鋼結構設計的整體過程中,運用概念設計可以在早期迅速、有效地進行構思、比較與選擇,它在結構選型與布置階段尤其重要。國內常見的鋼結構類型主要有:框架、塔桅索膜、網架、平面架、輕鋼等。在鋼結構選型環節,要注意依據結構設計中主體系與分體系之間試驗現象、破壞機理、工程經驗、力學關系與震害等因素的綜合深入分析,從而全面性整體性的選擇最為科學、合理的結構,并且注意合理布置細節。
3、分析結構、預估截面
建筑設計在確定鋼結構選型和布置后要注意對鋼結構進行分析,以便鋼結構于在實際設計中的合理應用,例如利用線彈性分析鋼結構。另外還需對構件截面作初步估算,包括梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。設計時應及時與電氣等專業溝通,使設計更加優化,這些也是鋼結構建筑設計的重要環節。
結語:綜上所述,在高層鋼結構建筑的消防電氣設計以及結構設計過程中,深入了解其消防電氣的設計特點以及結構設計特點是關鍵,做好電氣和結構兩個專業間的相互配合工作,這既是現代化高層建筑物得到安全保障的體現,也是建筑火災得到有效控制的體現,極大地保障了人們的生命財產安全。并且隨著現代科學技術的快速發展的同時,促進人們不斷在建筑電氣消防技術中引入了很多新型的現代化設備,不斷的完善結構優化設計,進而大幅度地提升了超高層建筑物的安全穩定功能,使其更加符合現代化超高層建筑設計的新要求。
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近些年,隨著經濟建設的迅猛發展,高層結構和大空間建筑在我國越來越多地涌現出來,這些建筑與以往的建筑相比蔓追求視覺上的通透性,具有技術現代化、規模大型化、建筑造型復雜化等特點.個別城市和地區盲目地建設地標性建筑物,追求大、高、新,伴隨而來的火災危害和火災撲救難度日益突出。
在我國,高層建筑指10層以及10層以上的住宅和建筑高度超過24米的其他民用建筑,以及高度超過24米的兩層或兩層以上的廠房、庫房。由于高層建筑的樓層高、體積大、人員多、功能繁雜,高層建筑火災危險性比普通建筑大得多,因此高層建筑火災必須引起各方面的重視。本文就防范火災發生,控制火災發展,人員安全疏散以及消防員個人防護等問題提出了一些淺薄的意見。
2、大型建筑的特性
大型建筑結構根據不同標準可劃分很多類型。根據建造材料可分為鋼結構、鋼筋混凝土結構和混合結構。根據建筑式樣分為單層、多層和(超)高層結構。大型建筑物外形宏偉,技術先進。但功能分區復雜,建筑材料呈多樣性,有些建筑采用玻璃幕墻,火災發生時極容易產生煙囪效應。
根據建筑功能分類,大致可分為四類:
(1)展覽館、禮堂、劇場、體育館、機場類建筑。
(2)大型購物中心、商場類建筑。
(3)高層住宅、公寓樓類建筑。
(4)超高層建筑。
3、大型建筑的火災特性
3.1在建高層建筑火災的特點
3.1.1煙、火蔓延迅速,極易形成立體式火災。
3.1.2在建高層建筑內部情況復雜,人員疏散困難。在建高層內樓梯無扶手,樓面孔洞多,電梯井道口無護欄,樓面穿管預排的凸出物多,物品堆放雜亂無章,易造成墜落跌倒傷害;腳手架和防護物多為可燃物,在火災中易失去承重能力易造成垮塌。
3.1.3滅火救援難度大。在建高層建筑施工現場通道狹窄,建筑材料垛與垛之間缺乏必要的防火間距;缺少消防電梯及其他輔助登高設備,消防人員不能及時到達著火層展開撲救,消防器材也不能得到及時補充,且內部情況復雜,戰斗展開困難。
3.2高層建筑的火災特點
3.2.1火災蔓延快
1、煙囪效應2、可燃的室內裝修材料3、縱橫交錯的各種管道4、火勢卷疊沿外墻向上發展擴大
3.2.2疏散困難(1)疏散距離長(2)疏散手段有限
3.2.3火災撲救難度大
(1)撲救進攻難
高層建筑高達幾十米,甚至超過二三百米,發生火災時外部進攻受限。現在的消防云梯車高度有限,高層建筑的主題建筑周圍往往設有裙房,妨礙登高車壘方位靠近主體建筑進行滅火救援行動。
(2)登高困難
(3)供水困難
(4)排煙困難
3.2.4功能復雜,火險隱患多
3.3鋼結構建筑的火災特點
3.3.1火勢發展快,蔓延迅速。
3.3.2易變形倒塌,造成群死群傷。
3.3.3滅火救援難度大。
3.4大跨度建筑的火災特點
3.4.1不易進行防火分隔
3.4.3人員的安全疏散相當困難
4、大型建筑火災撲救戰術、應用技巧及個人防護
4.1在建高層建筑火災撲救的對策
在建高層建筑一旦發生火災,應注重將火勢控制在起始階段,并堅持。內攻為主,內外夾攻,上下合擊,堵截火勢”的撲救措施,從以上幾方面做好滅火救援工作。
(1)選擇正確的進攻路線。在建高層建筑火勢蔓延迅速,所以正確的進攻路線是成功撲救火災的關鍵。進攻主要的路線根據現場情況決定,如果要登高內部樓梯是主要的登高途徑,但樓梯沒有扶手的情況下,官兵要要注意安全。盡量避免使用施工升降機、攀爬腳首架等方式登高,安壘性不高。有條件的可以利用舉高車登高。
(2)對于初期火災要充分利用內部可利用的水源實施撲救。
(3)加強高層建筑的滅火救援演練。消防部隊熟悉轄區內的高層建筑的建筑特點以及其周邊的情況。日常的演練過程中,要把建筑消防設施應用、進攻途徑選擇、高空救助、破拆、排煙、高層水帶鋪設和固定作為主要訓練內容。
(4)在建高層建筑滅火救援行動中官兵要加強個人防護。夜間火災要注意搞好火場照明,特別是內攻照明,確保在建高層建筑滅火救援行動中官兵的人身安全。
4.2大型鋼結構建筑火災撲救的對策
針對鋼結構建筑的建筑特性和火災特點,在撲救鋼結構建筑火災時,除了牢牢把握救人第一、減少水漬損失等要點外,要以防止鋼結構建筑在火災中坍塌為重點,靈活運用戰術技巧。
(1)要加強第一出動的力量調度。一次性調度到位,爭取滅火工作的主動。
(2)要謹記鋼結構耐火性能不高的特性,壘力冷卻鋼承重構件,防止建筑倒塌。
(3)要加強火情偵察,及時掌握鋼結構建筑在火災中的動態信息。要通過各種方式展開火情偵察,獲取以下信息:大致起火時間、起火部位、被困人員情況、有無易燃易爆品、火勢蔓延及人員疏散路線上方有無架設管道線路等當確定無法制止建筑倒塌時,應及時轉移陣地、命令人員迅速撤離。
(4)要合理選擇滅火器具,安排調度滅火力量。鋼結構火災與磚木結構火災撲救不同,應盡量使用射程遠的大口徑水槍、移動炮、車載炮等,從遠距離向房頂、窗水冷卻和滅火,對建筑進行多方位冷卻,以防建筑倒塌傷人。特別是需要破拆建筑布置水槍陣地或疏散人員物資時,應靈活運用破拆工具,對廠房的鐵絲網、卷閘門、窗戶等實施破拆,為滅火救人提供通道。
(5)已倒塌建筑的火災救援技巧。在已倒塌現場救人滅火時,水槍射流不能準確地打擊火點,一般情況下,鋼結構建筑倒塌有二種可能:一種是“一面倒”,由于鋼結構的耐火性能差,整體連接性強,先被燒的部位先失去強度,變形塌落形成的“一面倒”即“斜面形”倒塌;另一種是“凹”倒塌,應及時利用破拆器材進行局部的破拆,將壓在燃燒物上的倒塌鋼構件移走,并可視情調派地方市政部門的挖掘機到場,對倒塌的屋頂進行破拆,以便準確打擊火點,但如果坍塌建筑內部還有人員被困,則應盡量避免使用挖掘機等進行大規模的破拆,以免傷害倒塌物下面被壓人員。
(6)要加強個人防護。在組織疏散人員和強攻滅火時,消防人員必須佩戴空氣呼吸器、攜帶好安全繩、穿著隔熱服,同時要合理安排組織力量,盡量減少登高和進入室內的滅火人員。在清除火場時,消防人員也要注重個人防護,特別是部分建筑已經倒塌的情況下,除了要著消防手套、戴空氣呼吸器以外,還要水槍隨時掩護,防止鋼結構的導熱引燃其他部位和清理過程中破拆坍塌物,使得內部空氣流通,造成轟燃傷人。
關鍵詞:高層鋼結構;鋼結構安裝;監理工作重點
中圖分類號: TU391 文獻標識碼: A 文章編號:
當前我國高層建筑鋼結構安裝現狀分析
高層鋼結構建筑已有百年歷史,它是伴隨鋼鐵產業發展而演變成形的。我國近年來經濟在不斷的發展,鋼材產量也不斷增長,這就為我國高層鋼結構建筑的發展奠定了基礎。而鋼結構建筑也以其自身的特點,在建筑的應用范圍中不斷的擴大。
鋼結構建筑的特點歸納如下:
鋼結構相對于混凝土結構來說,具有重量輕的特點。
相對于混凝土結構來說,鋼結構的強度較高。
鋼結構具有良好的力學性能,韌性和塑性性對較好。
鋼結構具有良好的抗震能力。
鋼結構和其他結構施工效率相比較,具有效率高的特點。
鋼結構建筑拆除后,制材可以回收利用。
但事物總是具有兩面性,鋼結構建筑同時也有著很大的缺點,鋼結構化學性質不太穩定,很容易受到腐蝕,鋼結構建筑建造的成本也很高。
二、高層建筑鋼結構安裝監理工作要點
鋼結構安裝前的準備工作監理工作要點
鋼結構在進行安裝前的準備工作,是監理中一個重要的環節,因為如果這一步不能做好,整個鋼結構建筑的質量就不能得到應有的保障。鋼結構在安裝前的準備工作,在監理工作上主要有兩個方面的任務,一是檢查鋼結構構件以及配件,再就是核對建筑物控制軸線,各個位置標高和地腳螺栓偏差。
、鋼結構構件和配件的檢查
一個建筑物要想合格的話,首先必須要保證的就是它的建筑材料的質量合格,然后才能是其他方面的因素。對于鋼結構構件和配件的現場監理,要求現場監理人員對安裝單位索要鋼結構構件和配件合格證,以及出廠時質監記錄表和安裝單位的檢驗記錄表格,這三種證明材料是缺一不可的,然后監理人員要對鋼結構構件和配件進行抽檢,如果發現不合格的鋼結構構件及配件,要求安裝單位不能進行使用。在確定鋼結構構件及配件合格以后,就要根據相應圖紙對鋼結構構件及配件進行其他方面的質量檢查。
(2)、核對建筑物控制軸線,各個位置標高和地腳螺栓偏差
在鋼結構構件安裝之前,監理人員要對建筑物控制軸線,各個位置標高和地腳螺栓偏差進行核對,只有把偏差控制在允許的范圍之內,才能進行鋼結構構件的安裝。否則就有可能出現建筑物質量上的問題。
對鋼結構構件安裝與校正監理工作重點
、對鋼柱的安裝與校正
對于鋼柱在安裝之前,我們必須要預先確定鋼柱吊裝的方法,是采用一點吊裝的方法,還是兩點吊裝的方法。不論是采用一點還是兩點吊裝的方法,都應當注意不讓鋼柱損傷。當鋼柱安裝定位好之后,我們應當對鋼柱進行位置上的調整,必須要把軸線偏差控制在規定的范圍之內。
、鋼梁的安裝
在鋼梁進行安裝之前,我們要對鋼柱之間的協調、軸線偏差進行檢查,因為假如兩根鋼柱之間存在著不協調,那么鋼梁要么無法安裝,要么與規定誤差相差較大。如果梁柱之間需要焊接,還要預留一定焊縫變形量。
永久性鋼模板的安裝監理工作要點
永久性鋼模板也就是我們常常說到的壓型鋼板,這種鋼板是有一毫米以下厚度的,是經過防銹處理之后的薄鋼板進行壓制而成形的,永久性鋼模板在鋼結構建筑中,通常是用于樓板的永久模板。在鋼結構建筑施工中,在壓型鋼板槽內放入鋼筋之后,再在壓型鋼板槽上面鋪設鋼筋網,然后就是澆注混凝土了,這個時候壓型鋼板可以用來做模板進行使用,在混凝土樓板形成以后,混凝土樓板與這種壓型鋼板不僅永久性的形成了一個整體,而且還增強了混凝土樓板自身抗拉性。
對鋼結構構件連接的監理工作重點
在高層鋼結構建筑中鋼柱的連接我們主要通過坡口焊接,鋼柱和鋼梁之間和鋼梁與鋼梁之間的連接,我們大多是通過高強度螺栓進行連接,又或者是兩種連接方法共同使用。
、焊接連接中監理人員監理工作的要點
在鋼結構建筑進行焊接連接的時候,現場監理人員要時刻關注著天氣情況,當遇到大風天氣又或者是雨雪天氣的時候,現場監理人員應要求施工單位停止施工。對于焊接時使用的焊條,應當采用說明中規定的種類,而且現場監理人員也要做好對于焊條質量的檢查,對于焊口處的雜質、鐵銹等物質進行處理以后再焊接。在焊接完成以后,現場監理人員要對焊接處進行質量檢查,確保焊接的合格性,保證鋼結構建筑的質量。
、高強度螺栓連接中監理人員監理工作的要點
在高層鋼結構建筑安裝現場,在高強度螺栓連接中,監理人員應當只能看到摩擦性的高強度連接螺栓,而看不到承壓型的高強度螺栓,只有這樣才能夠說明高強度螺栓的連接工作沒有質量問題。在高強度螺栓連接過程當中,螺栓應當是自然的插入到連接孔之內,而不能進行強行打孔插入,對高強度螺栓連接時使用的專業扳手,現場監理人員應在對高強度螺栓擰時的過程進行重點監理,應當用一而再,再而三的方法來擰高強度螺栓,且要同一工作日內完成。
總結:
隨著科技的不斷發展與進步,近幾年來鋼結構建筑的發展與建造也越來越多。2008年北京奧運會時的鳥巢,那就是我們熟知的鋼結構建筑。如今鋼結構建筑的不斷發展,給我們帶了新的機遇和挑戰。作為一名監理行業的監理人員,在面對著今后鋼結構建筑大量的建設,我們應當與時俱進,加強有關鋼結構建設的學習,以及專業知識的強化。特別是鋼結構建筑工程設計的方面,施工過程等各個方面的問題,都要引起我們的高度重視,只有這樣才能成名一名好的監理師,才能使我國的鋼架構建筑的質量得到更有效的保障。
參考文獻:
[1]金衛東.淺談高層鋼結構安裝施工技術[J].科技資訊2009(06)
關鍵詞:高層建筑;鋼結構;施工設計;施工技術;建議
中圖分類號: TU97文獻標識碼: A
引言
鋼結構建筑具有抗震性能好、施工周期短、工業化程度高、環保效果好等特點,符合我國國民經濟可持續發展的要求。因此近年來鋼結構在高層建筑工程中的應用越來越廣泛。下面本人結合多年從事建筑設計的經驗,就高層建筑鋼結構施工設計淺談幾點看法,僅供同行參考研究。
1 什么是高層建筑鋼結構的結構體系
高層建筑鋼結構的結構體系是用于高層建筑鋼結構設計的各種結構體系。根據其抵抗側向荷載的相對效能概括地分為下列類型: 一是鋼框架結構體系。沿房屋的縱向和橫向均采用框架作為承重和抵抗側力的主要構件所構成的結構體系。二是鋼框架――抗剪結構體系。靠梁柱的抗彎剛度來抵抗水平力的結構是純框架結構,當純框架結構在地震載或風荷作用下的側移不符合要求或者是建筑物超過30層,則一般純框架結構中都需要加上抗側移構件,這樣就成了鋼框架――抗剪結構體系。
2高層建筑鋼結構的特點
2.1鋼結構的優點
用于建造高層建筑的鋼結構有著許多的特點,其中優點有:結構自重輕.抗震性能好.施工速度快.施工周期短以及工業化程度高,用于施工的鋼結構構件可以采用在工廠生產,運至現場進行安裝,因而可以大大縮短施工周期。另外還有一個特點是鋼結構無粉塵的干施工工藝及可回收并重復利用,這個特點符合可持續發展及環保的時代主題。
2.2鋼結構的缺點
主要缺點有:耐火性差,鋼材的導熱系數遠比鋼筋混凝土的導熱系數大的多,而且耐火性能比混凝土結構差很多,當溫度達到600℃時,鋼結構就基本上喪失了其所有的強度和剛度;耐腐蝕性差,鋼材表面的鐵原子在空氣中發生反應生成氧化鐵銹,銹蝕會使應力集中,使鋼結構的使用受到安全危害,提前破壞了鋼結構,所以防腐措施是必不可少的。
3 高層建筑鋼結構施工的材料要求
在不同的結構中對材料的要求也會不同,在廣州市天河區珠江新城商業.辦公樓1幢B2-10地塊(財富中心)地下部分鋼結構安裝方案中,則需要保證材料的抗拉強度.伸長率.屈服點.冷彎試驗.沖擊韌性合格,并保證硫.碳.磷含量符合要求。當鋼板厚度≥36mm時,要求采用Q345GJC鋼材。鋼材應滿足《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的要求,鋼材的抗拉強度與屈服強度的比值不應小于1.2。鋼材應具有明顯的屈服臺階,且伸長率δ應大于20%。鋼材應具有良好的可焊性,同時應具有冷彎試驗的合格保證。除標明外,鋼板厚度≤35mm時,采用Q345B鋼材;當鋼板厚度36~100mm時,采用Q345GJC鋼材,斷面收縮率≥Z15。其中當鋼板厚度≥50mm時,要求斷面收縮率≥Z25。當鋼板厚度≥36mm時,要求斷面收縮率≥Z15。
4 高層建筑鋼結構施工設計
高層建筑鋼結構施工設計主要包括以下內容:①選擇、布置及裝拆塔吊;②構件進場、堆放與驗收;③吊裝;④測量控制;⑤焊接;⑥質量及工期控制;⑦施工的安全,下面結合多年工作經驗,主要介紹六個方面:
4.1施工前準備工作
高層鋼框架結構安裝前的準備工作,除了一般性的準備工作,還包括:鋼結構構件預檢和配套、鋼柱基礎檢查、安裝流水段的劃分、安裝機械的選擇等。鋼構件在加工廠的制作程序為:首先進行編制構件制作指示書和原材料的矯正;然后進行放樣、下料、切割等施工;制孔并進行邊緣加工;經過組裝和焊接,仔細對端部加工和磨擦面處理,并嚴格執行除銹和涂裝步驟,最后驗收和發運即可。
4.2測量定位
測量定位是施工中不可以忽視的事情。這個過程不僅是對鋼結構變形控制需要有精確的定位,更重要的是在整體鋼結構安裝的質量和進度過程中,與測量工作的好壞密切相關,所以在鋼結構施工工程中應積極采用先進的測量儀器,主要針對高層鋼結構工程施工的難點和重點,充分應用工程施工的經驗,并密切結合高層鋼結構施工的特點,對鋼結構的吊裝和焊接質量進行正確的引導和實時監控。
4.2.1測量控制內容
鋼框架結構安裝測量工作的主要內容:驗收土建平面控制基線或紅線界樁點及標高基準點的位置正確,并作好書面記錄;基礎埋件的放線就位及標高等;設置并控制好墊板組、構件安裝的標高和軸線;主軸線網的合理建立;平面控制網的測放;標高的引測;H型鋼拄和箱形柱的校正等。
4.2.2測量控制基本方法
鋼柱測控:采取全站儀復核軸線偏差、經緯儀校正垂直度兩種方法相結合的控制方法;高程傳遞:可用大盤尺直接進行高程傳遞的常規測量方法;平面控制網的測放:根據施工現場通視條件,首先測設主控制軸線,然后加密各建筑軸線;平面控制網的垂直引測:使用激光鉛直儀垂直引測已經測設好的軸線控制點。
4.3構件進場
高層鋼結構建筑項目如果位于城市的繁華中心地帶,在白天的時候構件運輸車輛不能進場,只能在晚上進場,這就給構件的卸車提出了較高的要求,必須在六個小時內卸完一天內要安裝的構件,這需要加強和制作廠的協調工作。如果構建需要兩層疊放在一起,則中間要墊枕木,以防止運輸中破壞構件上的栓釘和構件外表等。構件進場前,要認真仔細的熟悉圖紙,選好要進場構件的吊點.避免因吊點選擇的錯誤出現安全事故,避免因選擇吊點而耽誤構件卸車的時間。現場拼裝成整體的構件,需通過驗收后方可進入吊裝工序。按圖紙和鋼結構驗收規范對構件的尺寸、構件的配套情況、損傷情況進行驗收,驗收檢查合格后,確認簽字,作好檢查記錄。
4.4鋼結構安裝
(1)安裝工藝。鋼結構安裝在垂直方向上的目標狀態是:鋼結構一節安裝完成后,土建單位立即將此節每一樓層的壓型鋼板吊運到位,并把最上面一層的壓型鋼板鋪好,從而使上部的鋼結構吊裝和下部的壓型鋼板鋪設和土建施工過程有效隔離。豎向安裝順序(以一節三層為例):鋼柱安裝下層框架梁中層框架梁上層框架粱測量校正螺栓初擰、測量校正、終擰高強螺栓鋪上層壓型鋼板鋪下、中層壓型鋼板下、中、上層鋼梯、平臺安裝。
(2)鋼柱的安裝。1)鋼柱安裝順序:先內筒的安裝,后外筒的安裝,先中部后四周,按照吊裝分區進行施工,先下后上的安裝順序進行安裝。2)吊點的選擇:鋼柱吊點設置在鋼柱的頂部,直接用臨時連接板(連接板至少4塊)。在臨時連接的耳板上設置吊裝孔。3)吊裝與解鉤:利用選好的吊點穿好卡環,綁好鋼絲繩,檢查一切完畢后開始起吊。把鋼柱初步就位后拉好纜風繩,然后解鉤。4)鋼柱就位。
(3)鋼粱的安裝。1)吊裝順序:總體隨鋼柱的安裝順序進行,相鄰鋼柱安裝完畢后,及時連接之間的鋼梁使安裝的構件及時形成穩定的框架,并且每天安裝完的鋼柱必須用鋼粱連接起來,不能及時連接的應拉設纜風繩進行臨時穩固。先主梁后次梁,先下層后上層的安裝順序進行安裝。2)吊點的選擇:鋼梁的吊點一般在離鋼梁兩端1/3處設置吊耳。3)鋼梁吊裝、就位。
4.5連接工藝
隨著高強螺栓、焊接連接方式的大量采用,工程中對被連接件的要求越來越嚴格。如構件位移、垂直度、水平度、磨平頂緊的密貼程度、連接間隙、孔的同心度、板疊摩擦面的處理等,都必須經過質量監督部門檢查認可,方能進行下一步的緊固和焊接,以免留下難以處理的隱患。
高強度螺栓的擰緊分為初擰和終擰兩步進行,可減小先擰與后擰的高強度螺栓預拉力的差別。對大型節點應分為初擰、復擰和終擰三步進行,增加復擰是為了減少初擰后過大的螺栓預拉力損失,為了使被連接板疊密貼,在施工過程中應從螺栓群中央依次順序向外擰,為了防止高強度螺栓連接的表面處理涂層發生變化,并影響預拉力的現象產生,要求應在當天終擰完畢。高強度大六角頭螺拴施擰用的扭矩扳手,一般采用電動定扭矩扳手或手動扭矩扳手,在檢查中使用的扭矩扳手一般為手動指針式扣矩扳手或帶百分標的扭矩扳手。該工具在班前和班后都需要嚴格進行扭矩校正,施擰用扳手的扭矩為±5%,撿查用扳手的扭矩為±3%。扭剪型高強度螺拴可采用目測的方法檢查螺栓尾部梅花頭是否被擰掉;高強度大六角頭螺栓可采用小錘敲擊的方法進行檢查,即用手指緊按住螺母的一個邊,用0.3~0.5kg重的小錘敲擊螺母的另一邊,如果過程中手指感到輕微顫動即為合格,顫動較大的則是因為欠擰或漏擰,完全不顫動即為超擰。
4.6安全施工
安全施工是鋼結構施工中的重要環節,高層建筑鋼結構施工的特點是懸空.高空.作業點多。在施工過程中,僅高強螺栓就很多,這些零件雖小,但如果從l00m以上的高空掉下去砸到人頭頂,后果就不堪設想了。針對這些高層建筑鋼結構施工的特點,必須采取事前與過程控制相結合的方法,首先加強對施工人員的安全教育,堅持日安全巡視制度。然后采取防護措施比如帶安全帽.走安全梯.纜風繩.防墜板.防墜器等。
5對高層鋼結構施工的幾點建議
在施工的過程中,要對節點圖充分理解,制定合理施工工藝;根據實際的工程特點來選用合理機械設備,特別是選用塔式起重機,需要考慮其裝拆的可行性;根據結構不同的特點.氣候條件和焊接形式,合理選用焊接參數和工藝,不能盲目照搬,一概而論;鋼結構構件的進場數量和加工順序要根據實際情況考慮到吊裝設備的吊運能力和現場堆放條件;嚴格規定制作工藝,使現場處理數量減少;控制測量要做到分階段.分層次.分區段進行閉合,減少并校正累計產生的誤差;及時跟進安全防護,嚴密措施,到位檢查。