王小兵

【摘要】近年來，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加快，建筑行業(yè)發(fā)展越來越迅速。特別是目前進(jìn)入了高科技與信息化發(fā)展時(shí)代，新技術(shù)在建筑行業(yè)中得到應(yīng)用。裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)則為現(xiàn)階段房建施工較為常用的先進(jìn)施工技術(shù)，但在發(fā)展過程中也存在一些不足。本文將先介紹鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑特點(diǎn)，再說明其技術(shù)，指出其在高層建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;鋼結(jié)構(gòu);裝配式施工;應(yīng)用

1、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)概念

現(xiàn)階段，隨著城市化的發(fā)展，高層建筑數(shù)量越來越多。在保證數(shù)量的同時(shí)也不可忽視其質(zhì)量。高層建筑中較為常見的結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要包括幾個(gè)部分：吊裝施工技術(shù)、零部件施工技術(shù)和綠色施工技術(shù)。綠色施工技術(shù)由于和環(huán)境保護(hù)問題息息相關(guān)，當(dāng)前逐漸受到重視，在建筑工程中得到應(yīng)用和推廣。在綠色施工技術(shù)中，包含科學(xué)施工技術(shù)和工程施工技術(shù)。在此過程中，需要不斷更新綠色施工理論，工程技術(shù)以及施工設(shè)備也要不斷得到更新和升級(jí)。

2、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)特點(diǎn)

首先是高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)建筑施工技術(shù)的要求也越來越高。因此，技術(shù)應(yīng)用越來越完善和先進(jìn)。在設(shè)計(jì)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的過程中，需要首先注意鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理分析，保證結(jié)構(gòu)施工與設(shè)計(jì)內(nèi)容保持一致，保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠滿足社會(huì)發(fā)展中的實(shí)際需求。其次是高層建筑裝配式施工的特點(diǎn)，在施工過程中，需要將裝配式建筑看作是一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，但工程單位不能將所有的鋼結(jié)構(gòu)建筑都看成是裝配式建筑結(jié)構(gòu)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)有所不同，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部需要裝配完整的系統(tǒng)設(shè)施，完備的管道設(shè)施等系統(tǒng)，保證多種系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)行。也就是說鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑具有較多優(yōu)勢(shì)：第一，零部件結(jié)構(gòu)較靈活，能夠適應(yīng)社會(huì)中各種變化的情況，它與普通的框架結(jié)構(gòu)存在不同，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的靈活性更大，自由性更高。用于施工的零部件在用于施工過程中會(huì)更加靈活，而且不影響建筑工程的施工。裝配式鋼結(jié)構(gòu)的施工時(shí)間更少，鋼結(jié)構(gòu)裝配施工，較為強(qiáng)調(diào)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)，保障人員的生命安全，更為重視施工與設(shè)計(jì)方案的一致性和貼合性，所以人們?cè)谑┕r(shí)需要注重施工效率，不僅僅注重施工工期，還需要強(qiáng)調(diào)工程施工效率;第二，鋼結(jié)構(gòu)裝配施工的性能比較高，因?yàn)樵谘b配式結(jié)構(gòu)的零部件中有更多的質(zhì)量較輕的零部件，這些零部件雖然質(zhì)量較輕，但是性能優(yōu)良，因此受到廣泛使用。比如鋼柱、熱軋鋼等零部件。這些零部件用于裝配式施工前，得到大量的生產(chǎn)，這為裝配式施工提供了材料保障，而且，使用鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工的物體表面積更小，這樣就可以節(jié)省一定物料資源，也是在環(huán)境保護(hù)的主題下進(jìn)行施工;第三，從零部件的生產(chǎn)工作來看，裝配式建筑零部件的生產(chǎn)主要是通過流水線來生產(chǎn)，這樣就可以節(jié)約一定的人力資源和時(shí)間資源，施工過程中對(duì)環(huán)境污染問題較少，更多的采用了綠色施工的生產(chǎn)方式，符合環(huán)保的主題?？傊?，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工與傳統(tǒng)的混凝土建筑施工相比，具有更大的環(huán)境效益，而且?guī)椭こ虇挝蝗〉靡欢ń?jīng)濟(jì)收益，施工效果更好。

3、裝配式高層建筑結(jié)構(gòu)施工重難點(diǎn)

3.1吊裝步驟具有難度

高層建筑結(jié)構(gòu)的施工重難點(diǎn)為吊裝施工技術(shù)，在高層建筑的裝配式施工中，需要注意吊裝問題。在設(shè)計(jì)時(shí)，就需要合理設(shè)計(jì)好吊裝作業(yè)的操作步驟，對(duì)吊裝作業(yè)進(jìn)行合理分析，施工過程中如果遇到吊裝問題，要及時(shí)解決，保證施工過程中的吊裝作業(yè)質(zhì)量。

3.2建筑滲漏工作要做好

對(duì)于建筑工程的防滲漏工作，要求人員引起重視。做好建筑工程每個(gè)部分的防滲漏工作，比如說對(duì)于建筑工程的外墻，要選擇合適的防水材料，在保證材料防水功能的基礎(chǔ)上還要保證其保溫的效果，因?yàn)楦邔咏ㄖ哂幸欢ǖ母叨?，所以施工技術(shù)處理起來較難，要保證建筑施工技術(shù)的質(zhì)量，還要妥善處理好建筑防水問題。

4、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)

4.1加工高層建筑鋼結(jié)構(gòu)零部件

在高層建筑的裝配式施工過程中，需要注意零部件的生產(chǎn)與施工環(huán)節(jié)，在加工過程中最為常用的加工方式為三維模式，包括三維模擬軟件和BIM加工技術(shù)。BIM加工技術(shù)主要是通過技術(shù)人員先構(gòu)建起一種三維模型，在模型中將工程結(jié)構(gòu)都結(jié)合起來，將其運(yùn)用于建筑生產(chǎn)中，在外部環(huán)境中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以發(fā)揮出虛擬建筑結(jié)構(gòu)的零部件生產(chǎn)作用，有利于人們從整體上把握裝配式建筑結(jié)構(gòu)。同時(shí)，采用BIM技術(shù)還可以幫助人員從時(shí)間上把握建筑結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)立體的圖像，減少在實(shí)際操作中，建筑結(jié)構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作，提高裝配式建筑的施工效率。由于采用三維模擬技術(shù)，會(huì)運(yùn)用一些三維模擬軟件，比如AUTOCAD軟件，利用該軟件可以將建筑結(jié)構(gòu)通過立體的畫面呈現(xiàn)出來，包括呈現(xiàn)出一些具體的細(xì)節(jié)和材料等，對(duì)建筑材料進(jìn)行排序，使施工工藝更加精確。對(duì)高層建筑的施工工藝進(jìn)行控制主要包括：對(duì)其梁柱進(jìn)行加工，加工梁柱可以從根本上防止一些梁柱偏移情況，幫助建筑工程更好地定位和解決錯(cuò)誤位置問題，對(duì)于一些錯(cuò)誤面及時(shí)改善，保證建筑結(jié)構(gòu)中的梁柱施工質(zhì)量，保證建筑工程中的梁柱不發(fā)生變形、彎曲等現(xiàn)象，在一定程度上節(jié)省工程成本花費(fèi)。

4.2安裝鋼柱和梁

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的裝配式建筑施工中，有一個(gè)重要的步驟就是安裝鋼柱和鋼梁。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的模型被建立起來后，需要進(jìn)行鋼柱和梁的安裝。為了保證建筑鋼結(jié)構(gòu)鋼柱和梁的位置，要先在施工現(xiàn)場(chǎng)通過三維模型建立起立體結(jié)構(gòu)，對(duì)工程結(jié)構(gòu)以及施工操作進(jìn)行模擬。需要施工人員注意的是如果是鋼梁結(jié)構(gòu)的臨時(shí)安裝，需要采用鋼梁結(jié)構(gòu)的平面安裝方法，從而保證鋼梁結(jié)構(gòu)在安裝過程中不會(huì)出現(xiàn)操作錯(cuò)誤。在安裝梁和柱的過程中，需要考慮其承受壓力的因素，因?yàn)榱汉椭l(fā)揮著承重的作用，尤其是當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，建筑能否承受得起自然災(zāi)害的侵害，關(guān)鍵在于梁和柱的質(zhì)量。因此，施工單位要重視建筑結(jié)構(gòu)中梁和柱的作用，在安裝鋼柱和梁之前，應(yīng)該按照具體的施工操作規(guī)范進(jìn)行操作，保證梁和柱的尺寸和大小符合施工規(guī)范，對(duì)梁和柱進(jìn)行認(rèn)真檢查，安裝完成后，需要對(duì)一些細(xì)節(jié)位置進(jìn)行檢查，為后續(xù)的操作奠定好基礎(chǔ)，在施工過程中，為了防止梁和柱出現(xiàn)偏移的現(xiàn)象，需要對(duì)安裝周圍的側(cè)梁進(jìn)行檢查，比如在安裝過程中可以采用一車多吊的方法，這樣不僅可以保證吊裝的速度，還能保證工程施工的效率，節(jié)約工程時(shí)間，但是多吊技術(shù)只能承受一定物體的重量，不能過重。

4.3吊裝技術(shù)的正確使用

在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的裝配式施工中，需要正確采用吊裝技術(shù)。要制定科學(xué)合理的吊裝施工方案，然后根據(jù)施工方案進(jìn)行吊裝，保證吊裝施工的安全性和穩(wěn)定性。進(jìn)行吊裝施工設(shè)計(jì)時(shí)，需要施工人員深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，尤其是考慮吊裝設(shè)備的型號(hào)和尺寸，合理選擇塔吊，塔吊的選擇應(yīng)該確保能夠滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的要求，要能覆蓋至施工現(xiàn)場(chǎng)的方方面面;人員要做好塔吊的裝配與構(gòu)建工作，使塔吊的數(shù)量滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求;根據(jù)塔吊的規(guī)范進(jìn)行操作，這些操作都需要在完善施工設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成，只有做好吊裝的設(shè)計(jì)工作，才能保證順利完成吊裝操作。

4.4應(yīng)用外圍集成技術(shù)

高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工時(shí)需要從建筑實(shí)際情況出發(fā)，注意建筑的高度、形態(tài)等，充分發(fā)揮出裝配式施工的價(jià)值，施工人員在此過程中可以采取應(yīng)用外圍集成技術(shù)，連接外墻，提高施工效率，確保施工質(zhì)量。

4.5應(yīng)用綠色施工技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)自然環(huán)境造成越來越大的破壞，因此環(huán)境保護(hù)問題也日益突出。隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注綠色施工技術(shù)，注重綠色、環(huán)保施工，這也是為了更好地滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求，為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。所以，施工人員需要認(rèn)識(shí)到綠色施工的重要性，從各個(gè)角度進(jìn)行綜合考慮，使建筑工程施工滿足環(huán)保的要求，以生態(tài)效益為基礎(chǔ)，進(jìn)而再保證工程單位的經(jīng)濟(jì)效益。

5、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)的應(yīng)用

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配施工技術(shù)的應(yīng)用以我國(guó)山東省某一期工程為例，該工程是由投資公司興建，由其他設(shè)計(jì)公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)完成，建筑面積約為90960.2平方米，包含地下設(shè)備房、地下車庫(kù)和塔樓等設(shè)施，地下車庫(kù)和設(shè)備房分別占據(jù)一層，裙房有三層，塔樓有25層。對(duì)于該建筑的鋼結(jié)構(gòu)，要求用底漆進(jìn)行涂抹，對(duì)于樓層下方的承板和鋼梁等設(shè)施，需要用無機(jī)底漆進(jìn)行涂抹，要做好鋼結(jié)構(gòu)的防火措施，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的防火刷，鋼柱和鋼梁要用防火材料涂抹，這些涂料質(zhì)地輕薄，具有一定的耐火性，樓板采用樓蓋進(jìn)行覆蓋，而塔樓主要采用剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房主要采用鋼結(jié)構(gòu)，塔樓的核心部分采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，采用L型的結(jié)構(gòu)布局，箱體呈一字型，周圍的鋼柱和梁采用圓形的鋼管柱結(jié)構(gòu)，鋼梁用H型鋼梁等。

5.1建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)相一致

對(duì)于建筑工程來說，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，這是為了提高建筑工程的質(zhì)量，滿足現(xiàn)階段建筑工程的施工要求。具體體現(xiàn)為：首先是建筑結(jié)構(gòu)的外部應(yīng)該保持通風(fēng)和通透性，外部墻體應(yīng)用支持公共交通區(qū)域，保證墻體具有立體性和通透性;其次是建筑工程的房間設(shè)施要靈活多樣，在每一個(gè)戶型中，框架和梁柱結(jié)構(gòu)較少，戶型分割較靈活;最后是梁柱的問題，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量設(shè)計(jì)為扁長(zhǎng)的鋼梁結(jié)構(gòu)，減少墻體厚度和寬度，依靠建筑的裝修技術(shù)，保證房屋內(nèi)的梁柱外觀問題不至于那么突出。

5.2建筑工程樓板體系

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，建筑采用的樓板往往包含以下幾類：第一類是鋼筋桁架承板，第二類是預(yù)制鋼筋混凝土樓承板。第一種鋼筋桁架樓承板在施工操作時(shí)具有操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，而且材料質(zhì)量較輕，但是具有一定的抗壓效果，在進(jìn)行鋼筋承板施工操作時(shí)需要注意按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，保證其具有一定的尺寸、大小等參數(shù)，當(dāng)建筑施工完成后，要在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼材結(jié)構(gòu)的鋪裝，將鋼材結(jié)構(gòu)和螺栓連接起來。鋼材鋪好以后，需要對(duì)鋼筋進(jìn)行捆扎，對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑，如果澆筑時(shí)沒有腳手架等設(shè)備，可以依靠三腳架的支持。這樣可以保證施工步驟有所簡(jiǎn)化，工程時(shí)間縮短，一定程度上也節(jié)約了人力、物力等資源，節(jié)省了工程時(shí)間。而第二種方式預(yù)制混凝土施工方式需要結(jié)合使用，在疊合樓板的過程中利用BIM技術(shù)進(jìn)行三維模擬，保證所有操作都在工廠中操作，材料的尺寸和大小按照設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在施工現(xiàn)場(chǎng)即可完成吊裝工作。

5.3樓層的墻板體系

在高層建筑的裝配式建筑施工過程中，為了能夠滿足住戶的使用需求，滿足住戶居住的舒適度，往往需要進(jìn)行樓板體系的維護(hù)，通過對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，將調(diào)查數(shù)據(jù)和實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)建筑工程的樓板和墻體技術(shù)需要認(rèn)真選型，首先是樓板的選擇，在裝配式建筑中，樓板的采用通常是壓型鋼板和鋼筋桁架等組合而成的樓板。經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這些組合樓板的受力性、施工速度和管線等具有不同的效果，而壓型鋼板在樓層施工中主要起支撐的作用，而且樓板需要吊頂處理。當(dāng)前，裝配式建筑中較為常用的樓板設(shè)施為疊合樓板，根據(jù)工程需要，樓板采用的主要材料為鋼筋和混凝土，能夠滿足建筑工程的受力性能。其次是外墻設(shè)計(jì)，外墻體系包含的有ALC板材和金屬板材、內(nèi)嵌式板材等，據(jù)調(diào)查分析，不同的板材結(jié)構(gòu)具有不同的施工標(biāo)準(zhǔn)和難度，墻體的性能和造型等方面有所不同。因?yàn)樵摴こ虨楦邫n型高層建筑，所以采用的板材為ALC板材，該板材的特點(diǎn)是材料單一，外觀性較差，如果采用PC板材，那么就會(huì)產(chǎn)生不同的受力能力。在建筑工程中，有一類建筑為內(nèi)嵌式窗體系建筑，這類建筑主要是用于辦公，這類建筑最好是采用金屬板材結(jié)構(gòu)。最后，是內(nèi)部墻體體系，內(nèi)墻體系包括ALC板材和輕鋼龍骨隔墻，這幾種板材具有不同的優(yōu)勢(shì)和不足。因?yàn)槭歉邔咏ㄖ摻Y(jié)構(gòu)，所以在水平壓力的作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形較大，容易使墻體產(chǎn)生裂縫，而采用輕鋼龍骨隔墻材料與人們的居住體驗(yàn)不符，ALC板材則與傳統(tǒng)的墻體結(jié)構(gòu)類似，兼有較好的變形能力，在高層建筑中使用廣泛。因此，對(duì)于該工程項(xiàng)目，最終決定選擇ALC板材。

5.4工程設(shè)備體系

在高層建筑工程施工項(xiàng)目中，需要對(duì)工程設(shè)備加以設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意設(shè)備的安裝步驟，建筑的結(jié)構(gòu)安裝和建筑的裝修步驟等，同樣依靠BIM技術(shù)對(duì)建筑工程進(jìn)行立體構(gòu)圖，對(duì)建筑裝修、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行全方位、一體化設(shè)計(jì)。在設(shè)施安裝之前，需要專業(yè)設(shè)計(jì)裝配施工，在施工過程中避免錯(cuò)誤操作產(chǎn)生的問題和隱患，保證建筑工程在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，防止因?yàn)榻ㄖこ痰膯栴}而出現(xiàn)返工現(xiàn)象，出現(xiàn)工程時(shí)間延誤、危險(xiǎn)事故的發(fā)生等問題。

結(jié)語(yǔ)：

總之，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工技術(shù)會(huì)受到多種因素的影響，要避免一些問題的發(fā)生，需要各部門共同配合，施工人員也要提高自身的操作技能，根據(jù)操作規(guī)范進(jìn)行操作，提高質(zhì)量監(jiān)管水平，從而保障高層建筑鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工的順利實(shí)施。

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