王星

（貴州建工監(jiān)理咨詢有限公司 貴州貴陽 550081）

0 引言

2018年12月24日，我國住建部開展了關于全國住房與城鄉(xiāng)建設工作會議，會議上指出要“大力發(fā)展鋼結構等裝配式建筑，進一步完善裝配式建筑技術與行業(yè)標準體系。”由此可見，以鋼結構為主的裝配式建筑已經成為行業(yè)發(fā)展的主要方向，作為施工人員應當緊抓技術，為建筑的安全性、穩(wěn)定性提供保障。

1 高層使用裝配式鋼結構的優(yōu)勢

高層與超高層建筑往往具有成本投入大，建設周期長等特點，而且在施工時會消耗大量資源，產生垃圾污染、粉塵污染及噪音污染。近幾年我國建筑行業(yè)勞動產能開始出現(xiàn)過剩趨勢，高層與超高層建筑數(shù)量暴漲，伴隨著智慧家居及新型技術的出現(xiàn)，建筑項目施工成本也在不斷增加，采取傳統(tǒng)的施工模式已經無法滿足社會發(fā)展需求。因此，應用綠色環(huán)保的施工技術已經成為行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。裝配式住宅在節(jié)能減排方面有良好表現(xiàn)，工廠按照建筑特征提前預制結構配件，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行組裝，施工現(xiàn)場如圖1所示。從而實現(xiàn)預制與施工同時進行的生產模式，提高施工效率，縮短高層項目的建設周期。另外，裝配式施工模式，主要是將鋼結構構件提前在工廠完成生產，減少現(xiàn)場工序，勞動成本也相應降低。目前，我國裝配式住宅按照材料，可分為：混凝土結構；木結構；鋼結構三種。由于鋼結構的用料特點及加工模式符合工業(yè)化生產要求，生產質量與效率都更加有保障，所以已經成為我國最適宜產業(yè)化發(fā)展的施工模式。預制件在工廠流水線上生產，采取標準化的節(jié)點連接方式，避免了傳統(tǒng)現(xiàn)場施工可能出現(xiàn)的誤差，提高了施工的精度，同時也可以減少后期維修費用，延長項目使用年限。而且裝配式鋼結構因為鋼材的特點，可以使用大開間的平面布置，住宅設計的靈活性大大增強，例如：設計者可以創(chuàng)造出內部結構更加合理的開放式住宅。而傳統(tǒng)的混凝土結構一旦采取大開間設計，就會導致剪力墻過厚，梁柱也對應增大，空間使用率被嚴重限制[1]。

圖1 裝配式鋼結構施工現(xiàn)場

2 高層建筑鋼結構施工的關鍵技術

2.1 BIM建模

BIM技術往往應用在裝配式建筑的設計階段，其可以按照項目需求建立標準化模型，工廠按照模型生產預制件，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場進行施工與安裝，組裝成建筑整體。BIM系統(tǒng)可以根據(jù)設計圖紙進行三維建模，使用“構件參數(shù)庫”與“節(jié)點數(shù)據(jù)庫”來判斷三維模型參數(shù)，使用BIM技術可以實現(xiàn)對預制件節(jié)點的進一步優(yōu)化，深入的設計結構。如今，高層建筑層數(shù)不斷上漲，施工難度也在增加，BIM技術能夠對圖紙進行直觀化、可視化的建模，能夠一定程度上減少鋼結構裝配施工難度，實現(xiàn)一體化設計。BIM系統(tǒng)配合使用AUTOCAD及TEKLA軟件，可以真實模擬出現(xiàn)場施工情況，CAD可直接轉化工程材料圖，TEKLA可以對建筑材料、加工工藝進行排版，為現(xiàn)場操作提供很多便利，管理人員也能根據(jù)模擬情況規(guī)避一些錯誤，提高鋼構件安裝的效率。例如：減少現(xiàn)場對接時間，加快安裝修改速度，縮短施工梁與施工柱的加工過程，采取“一鉤多吊”的方法來節(jié)約現(xiàn)場施工時間，控制現(xiàn)場工作量，從而為企業(yè)創(chuàng)收更多效益。

2.2 配件分段吊裝

裝配式建筑在現(xiàn)場施工時，應當按照圖紙對起重工作進行設計，確保吊裝起重極限維持在最佳范圍內，全面分析運輸條件。通常來說，配件分段長度應大于12m，寬度大于2.8m，高度大于4.5m，采用分段技術對鋼預制件進行處理。分段吊裝在整個鋼結構裝配建筑施工過程中占據(jù)重要位置，所以需要做好吊裝方案設計，提高結構安全性，科學選用塔式起重機的型號，根據(jù)現(xiàn)場情況分布設備。起重機的吊裝范圍應當覆蓋整個施工現(xiàn)場，并確保起重機性能與型號符合方案中的吊裝需求，防止后期施工受阻。

2.3 外圍墻施工

高層鋼結構裝配建筑施工時所使用的外墻板和節(jié)點連接件主要產自預制廠的流水生產線，施工人員在連接外墻板時，主要采取的操作方式為上限位點與下托點全面連接，整個連接過程都是以全熔透焊為主線。具體施工操作為：首先工作人員需要根據(jù)實際圖紙所標注的參數(shù)，對鋼結構安裝的垂直度和平整度進行調整。然后在預制板墻起吊前，仔細檢查構件型號及安裝位置，確認無誤后方可開展后續(xù)吊裝操作。從以往工程建設中可以看出，預制外墻板的最大單塊重量已達到了400kg，在實際單軌吊車操作架打造上，可以根據(jù)實際要求對其進行移動操作。在安裝過程中，將支架移動到樓層邊緣中，當板材起吊后，需將其安置到平穩(wěn)位置處，借助于撬棍對墻板位置進行有序調整，當垂直度和平整度均達到要求后，就可以判斷其達到了最佳的施工標準。最后，當構件調整好后，工作人員應繼續(xù)開展埋件的焊接和固定操作，并將預制構件埋件和柱上埋件連接到一起，從而讓構件系統(tǒng)更加穩(wěn)定[2]。

2.4 鋼梁柱安裝

在使用BIM技術將梁、柱和建筑整體模型制作完成后，就可以開始安裝施工現(xiàn)場的鋼立柱。安裝時，應當嚴格按照三維模擬圖與碰撞檢查依據(jù)來調整現(xiàn)場施工順序，從而確保鋼立柱安裝尺寸與位置的精準度。注意安裝建筑節(jié)點位置，對于臨時安裝鋼立柱應當使用縱橫梁平面試拼法，從而保證安裝過程中不會出現(xiàn)差錯。梁與柱在建筑中均能起到承重作用，尤其是當自然災害發(fā)生時，建筑整體在災害中表現(xiàn)出來的可靠性與穩(wěn)定性直接取決于梁、柱的安裝質量。所以，施工人員應當在現(xiàn)場安裝之前，對已經出廠的梁的質量及型號進行仔細核查，判斷其與施工要求是否相符，在完成檢查后注意將安全扶手繩和扶手套上。在前期準備工作全部結束后，就可以開始現(xiàn)場安裝梁柱，為了避免安裝錯位、移位等問題的出現(xiàn)，施工人員應當在吊裝之前，將主梁兩側扎綁起來，然后按照順序吊裝其余梁柱。為了縮短施工時間，提高安裝速度，施工人員可以結合現(xiàn)場實際情況使用“一鉤多吊”技術，需要注意的是，在進行“一鉤多吊”時，單次梁柱的起吊重量應當小于5t。

2.5 消能減震技術

地震災害對高層建筑使用的安全性有著致命的威脅，做好消能減震工作，能夠提高鋼結構裝配式建筑的穩(wěn)定性，降低下沉風險。近幾年，消能減震技術不斷發(fā)展，已經成為避免建筑結構災害的主要方法。消能減震技術主要是通過在建筑結構內部空間安裝消能器來達到增加結構阻尼的效果。安裝位置比較多樣，例如：剪力墻、結構節(jié)點、連接縫、相鄰建筑之間、樓層空間等等。在安裝消能器后，建筑結構對強風、地震的反應會大大減弱。另外，為了進一步增強高層建筑的消能減震效果，施工人員還可以使用無屈曲波紋鋼板的剪力墻，這種剪力墻可以在彈性階段提供較大剛度，在單側力的作用下，只會屈服不會出現(xiàn)屈曲變形的問題，能夠最大程度上發(fā)揮出鋼板剪力墻的承載效果，出現(xiàn)地震后，有效減少建筑耗能。而且為了滿足高層建筑的消防要求，施工人員可以在無屈曲波紋鋼板的兩側使用不燃材料的約束板，這樣一來，施工人員不用再額外涂抹防火涂料或采取其他防火措施，大大節(jié)省了施工成本，加快施工進度[3]。

3 結論

綜上所述，近幾年我國城市化建設不斷深入導致大量人口涌入城市，城市土地資源也越發(fā)緊張，為緩解資源問題，高層與超高層建筑項目拔地而起。裝配式鋼結構是高層建筑施工的核心部分，作為施工人員應采取科學的施工技術，確保結構的穩(wěn)定性與安全性，為后期建筑投入使用奠定可靠的基礎。