高层建筑钢结构施工技术的特点是技术上有相当大的难度,施工的工艺上也略显复杂。我国虽然高层建筑钢结构领域起点较低,施工技术方面并不成熟,但还要脚踏实地,认真看待,钢结构设计原理课程设计累积经验。为此不但要将高层建筑的施工管理做好,还要将高层建筑施工的监督工作有效的完成,只有这样才算是真正地建造好高层建筑,使社会经济进步和发展得到促进。
二.建筑钢结构施工技术操作
在建筑钢结构施工过程中,钢结构的安装施工工序繁多,施工复杂,笔者将从一些具体的施工环节做出探讨,对相关环节的施工步骤和施工质量控制措施作出分析。
1.要做好施工前的各种准备。
(一)要经过实地勘察测量得到准确的各种数据,结合双方的建设协议,综合考虑各种影响因素,做出科学合理的工程设计,制定施工标准和施工规范,严格实行权责制度,做到目标明确,权责分明。
(二)在施工前要做好各种物料,装吊设备的准备和检测,保证施工要用到的各种机械设备够足够齐全,且都能够保持正常运行状态,同时,要做好对施工人员的培训,加强对相关技术的掌握,提高对各种机械的操控熟练程度,加强心理素质的测验和锻炼。
(三)要对即将施工的场地做出清理,对周边的人员和物品进行分离,同时,将各种即将用到的机械设备运输到现场布置合理。
2. 结构选型及平面的布置
钢结构适用的建筑平面要求有较少的凹凸变化、平面布置基本匀称、正规,不适合容易扭转的住宅平面,或是有较多错开的轴线和距离较远的形心和质心。
钢结构住宅设计很重要的一点就是要对抗侧力结构的考虑,这就需要控制好地震荷载和对风荷载作用下的水平位移。我们常把住宅结构设计中的抗侧力结构用在楼梯间和电梯间墙体上。假如不能把位移控制在一定的范围内也可以把厨房、单元之间的分户墙或卫生间墙体(不动墙)部分做为抗侧力结构。
3.确定层数和层高
不同的结构形式有它独有的最佳建造高度和适用范围。而钢结构以独特的优势占据在高层建筑中。为了地震设防,在外因相同的条件下,钢结构住宅的梁、柱断面跟钢筋混凝土梁、柱比较要小很多。普通百姓的居室中存在梁柱仍是尴尬的。比较来看,钢结构在“小”和多层中的运用还是有其优势的。
大空间自由分割历来是住宅的希望,在墙体结构中大空间的获得,只有以大开间大进深来实现,其结果是楼板厚度增加造成用钢量和结构自重加大,结构重量加大又造成地震力加大,反过来影响剪力墙的厚度、强度和配筋。
4.确定柱网和选择柱断面的型式
通常会根据平面的分割情况来确定柱网,按照截面的高度和隐蔽钢梁的方法,以及结合梁的位置来决定。处理好外墙钢梁与外墙窗上皮高度的关系就确定了柱网,外墙处的柱距则是关键。
5.钢结构节点的构造
钢材的用量受到节点构造的直接影响,在试点住宅中集中力量解决了两个部位的节点做法。
(一)柱脚的生根部位
试点工程地下层结构按钢筋混凝土框架一剪力墙结构考虑,柱脚位于地下室顶板标高处,柱脚与顶板预埋钢板用高强螺栓连接。首层超市用钢筋混凝土包柱按钢骨混凝土剪力墙结构考虑,二层以上钢框架一钢筋混凝土剪力墙结构。
(二)钢框架的钢梁和钢筋混凝土的剪力墙 (核心筒)的连接
为了保证试点工程额安全性,在核心筒拐角和剪力墙端部处自柱脚标高起,对上下贯通的Ⅰ型芯柱进行设置,并且,用钢桁架作为钢梁高度处的芯柱之间的横向连接,保证此处节点的计算假定和工作状态相吻合,而并非在设计中采用单纯的剪力墙中预埋钢板的连接方法。
6.结构体系的选择
(一)运用框架或框架体系—支撑体系一般是不超过5~6层,而超过6层的可采用框架或框架支撑体系—混凝土的剪力墙(核心筒)体系。双重体系一般用于多层房屋。
(二)框架柱有H型钢柱和两种组合柱,为钢骨砼柱和钢管砼柱。在较小的住宅中,H型钢柱不如组合柱省钢。
(三)剪力墙的延性没有钢支撑的高,地震的延性越低力量越大,延性越好的其地震力越小,在抵抗大地震的角度来讲,钢支撑的确比砼剪力墙要好。
(四)属混合结构的钢框架—砼剪力墙的体系,对其抗震性能的研究不够充分,并没有列入抗震的规范中,尽管现在应用方面比较广泛,但还是要慎重选用。为了核心筒安装便利,宜用小钢柱加强。