高层钢结构建筑装配式快速安装技术

陶叶林（万润房地产开发有限公司，江苏 连云港 222000）

随着我国近年来建筑行业的发展，高层建筑作为一种当地经济发展的重要体现，建筑规模越来越大。在这种情况下，对高层建筑的施工也提出了更高的要求，装配式快速安装技术能够充分满足这种建筑需求，在高层钢结构建筑施工中有着极为重要的作用，对高层钢结构建筑施工而言，也有着十足的促进作用。因此，在高层钢结构建筑施工过程中使用装配式快速安装技术就显得极为必要，对于建筑行业未来的发展来说也是极具现实意义的。

1 高层钢结构建筑装配式快速安装技术的发展背景

随着我国社会经济的不断发展，国家提出了绿色环保的发展战略规划，在建筑领域积极利用装配式技术，钢结构高层建筑由于绿色环保且节能的优势，充分占领了我国的高层建筑市场，这也是今后建筑行业发展的主要选择，高层钢结构建筑与传统类型的建筑结构有较大的共同点，在居住功能以及经济价值方面与其他建筑类型的高层建筑相比有着较大的优势。钢结构相比混凝土结构的建筑来说，具有较大的可塑性，高层钢结构设计的种类也比传统建筑更具有多样性，有着较多的节点，钢结构高层建筑的构件在整体结构中也能够得到充分的利用。在此基础上，对负责施工的建筑企业的要求也有所提升，需要满足当前钢结构高层建筑的施工要求与施工标准。因此需要施工公司基于以往的施工技术经验，通过BIM技术来对钢结构高层建筑建立模型，并对其进行工况模拟以及碰撞检查，充分保障运用快速安装技术施工的钢结构高层技术能够顺利投入使用，并为其他的工程项目奠定坚实的基础。

2 高层钢结构建筑装配式快速安装技术的内涵

高层钢结构建筑装配式快速安装技术能够在施工过程中模拟真实的建筑条件，并保障钢结构部件的质量能够完全胜任安装工作。在加工生产的过程中还能准确的确定部件存在的问题，通过这种方式来充分降低生产企业的生产成本，保障企业的经济收益性。在施工过程中，对钢柱与钢梁来说，它们的加工复杂程度校对较低，安装过程也更加方便，能够充分降低影响因素，在合理的成本内将质量达到最优[1]。

3 高层钢结构建筑装配式快速安装技术的优点

3.1 装配式快速安装技术能够模拟现实施工场景

在施工安装过程中使用BIM技术，并通过相应的技术软件对施工现场进行高效模拟，能够保障钢结构部件的质量，通过这种仿真模拟，就能够快速找到钢结构部件在生产制造过程中所出现的问题，充分降低企业成本。此外，利用BIM技术所模拟出的场景是较为严谨的，能够模拟出在实际施工中可能出现的各类状况，同时还能充分提升施工效率，加快施工进度，保障利用装配式快速安装技术能够在工期内顺利完工。

3.2 装配式快速安装技术能够简化操作工序

在当前施工过程中，对钢结构建筑所需要的钢柱与钢梁进行生产时，还能充分降低加工过程中的复杂程度，通过这种方式充分提升钢柱与钢梁的加工效率，利用这种高效的加工方式能够充分降低加工过程中可能出现的影响因素，更好地把握施工工期的进度[2]。

3.3 装配式快速安装技术能够提升施工作业进度

在高层钢结构建筑中，使用装配式快速安装技术能够将施工操作方法变得更具有多样性，在完成主梁的吊装施工后，就能够立即开展次梁结构部位的吊装作业，通过这种方式来加快整体施工作业的效率与速度。

4 高层钢结构建筑装配式快速安装技术的应用

某项目占地约60000m2，建筑面积约为90000m2。其中，主体建筑的面积约为20000m2，所采用的高层钢结构建筑方式，所采用的装配式快速安装技术进行施工，整体楼高十四层，高度约为54m，以下便将主体建筑港城钢结构装配式快速安装技术施工进行分析研究

4.1 主体建筑钢结构优化施工方案

首先，在施工过程中存在相应的问题，在设计钢立柱变截面的方位以及主梁连接方位的箱体每部需要提升隔板的质量，在方案中隔板两侧的焊接所采用电渣焊，但是电渣焊的时间成本较大，并不能很好地满足建筑工期的标准，因此问题在于如何能够在保障隔板强度的同时降低时间成本。在初始的设计图的中钢立柱截面次数较多，而且钢立柱分段的长度基本上将近10m，钢柱需要先进行短接，然后进行固定，最后进行焊接。在保障固定性的同时进行打磨，探索钢柱的质量问题，最后进行喷涂。在这个过程中，如何针对钢柱进行分段，以及保障施工安装的质量是需要我们进行注意的问题之一[3]。

在制作安装的过程中，连接面积所需要的焊接程度较大，因此所能够支撑焊接的空间较小，导致实际操作的难度上升，在这个基础上该采用哪些焊接工艺，并在此基础上实现高质量的焊接是需要进行充分考虑的。由于钢立柱的变截面次数较多，而且变化的差较高，同时变截面与钢梁的距离较为相近，因此内部隔板的强度是较高的，倘若能够对上述内容进行拼装，而且能够达成坡度变化，但是在此基础上焊接会造成重叠，因此怎样下料截面壁板是保障建筑设计要求的重要基础。在主建筑结构设计的过程中，楼板所利用的脚手架需要铺设模板再进行施工，但是工期设置的期限较为紧张，而且以往的保护体系所需要的施工要求是较多的，对地面、脚手架、木板以及防护装置的要求都是较为全面的，因此如何能够在保障施工效率的同时满足工期标准，是设计施工方案的重要基础。在主体建筑中，所采用的钢柱需要承载不同的变截面柱，并需要将钢柱分成若干段，充分保障安装质量以及安装效率。

4.2 主体建筑钢结构优化设计方案

在满足隔板受力的同时还需要切实降低加工钢结构部件的时间，在箱型柱三边组立安装隔板，并将隔板的开坡口进行焊接，所采用的焊接方式应是电渣焊。在安装方案制定的过程中，还应该对钢立柱的安装步骤进行分析，将各个安装工序按照相应的步骤进行开展，例如焊接、拴接等等，通过这种方式来保障施工的安全性，结合吊机的起重质量，同时根据吊装来对工况进行掌握分析，确定钢立柱变截面位置的楼层梁上分段，过程中施工人员可以直接进行检测，对吊机工况进行分析，满足吊装安装要求。同时，梁上的连接板也需要利用单面焊双面成型的技术来对衬垫进行焊接，充分精简工序，并改变焊接方式，从施工人员的仰身焊接变为与身体平行焊接，在降低焊接难度的同时也增加了焊接精度，充分提升焊接效率[4]。

针对安装技术进行分析，可以将梁上5m~13m处的壁板取料，并利用压型设备进行压制成型，防止因为钢板出现分缝导致重叠问题，在根本上保障焊接质量。而针对楼板进行施工时，需要在脚手架支护方式上铺设木板进行施工，在变更构建节点的同时还应该在梁上加上支撑次梁，通过这种方式来保障安全性，同时还需要将组合板进行焊接，将钢筋与模板进行充分结合，并在施工阶段作为侧向支撑来进行使用。在这个过程中，钢筋桁架与混凝土需要进行结合，共同承担符合，通过这种方式来降低脚手架的施工成本，充分提升楼板施工的效率。最后，需要保障变截面钢立柱的安装效率，可以在钢立柱的对接口处对限位板进行工装，并在其中打孔上螺栓，这样一来就能利用螺栓位置，以及限位板及时找到钢立柱的位置。

4.3 主体建筑钢结构主要研究内容

针对主体建筑钢结构的主要研究内容，为单元焊接反变形胎架，以及空间立体可调节式箱型立柱定位胎架，通过对这两方面进行研究能够充分保障节点的准确性，同时还能针对构件的组装、焊接等工序的步骤进行合理分析，在保障加工工艺的同时还需要保障几何尺寸，通过这种加工方式解决精度加工制作的问题。同时，还可以通过多种三维空间构建孔的钻制方法来保障制孔精准度，能够切实保障安装质量。此外，在箱型立柱高空快速安装过程中利用定位测量技术也能加快安装速度。此外，在研究箱型纵横梁的安装步骤时，还可以根据实际施工工况来确定相应的安装进度。最后，在研究钢构件安装与二次结构以及装饰装修工的同步实施，通过这种施工方式能够避免交叉作业问题，保障工期的要求。最后，还需要制定一个能够进行快速施工的方法，通过降低结构材料使用成本来节省整体的施工成本，并切实提升建筑工程的施工效率，降低施工的时间成本[5]。

4.4 主体建筑钢结构主体研究方法

可以通过技术软件来对箱型柱三维多项整体式解题进行建模分析，例如TEKLA或sino CAM等软件都能做到精确定位并出图，通过这种方式能够准确分析出钢结构部件的组装顺序以及焊接方式，通过这种方式来制作出空间节点板定位胎具，并通过加工标准来保障构建的加工效率。此外，还可以利用上述软件创建钢结构模型，在排版后直接进行加工。其次，安装钢柱时，在异形变截面钢立柱加工时需要保障平台的设定准确度，保障钢立柱的加工质量，并能够对其中所存在的问题进行修复。此外，在钢梁的制作过程中，还需要由以下结构部分组成，包括了平台基础、刚性平台、匹配模板以及定位弯板所构成，利用数控机床对匹配模板进行加工，顽板所起到的作用是为了提升钢梁组装过程中的稳定性，同时还需要利用顶丝进行固定，实现高质量装配。最后，在制作钢立柱时，还需要对将气体保护焊以及埋弧自动焊设备进行优化升级，改变焊接过程中的参数，通过这种方式来降低焊接轨道对焊接效率的限制，切实提升焊接质量[6,7]。

5 结语

高层钢结构建筑装配式快速安装技术能够充分提升建筑质量，保障建筑效率，同时还能降低传统施工过程中所造成的污染性，更加环保节能，节省了人力物力的同时还降低了成本的损耗，与当前国家绿色环保的发展战略保持了充分一致。在这个基础上，装配式快速安装技术在建筑工程施工过程中有着充分的优势作用，而随着高层钢结构装配式快速安装技术的不断应用，相关施工技术人员也应该在施工过程中充分探索更优质的施工方式，保障高层钢结构建筑的装配式快速安装技术拥有更加高效的施工效率，这对于我国未来的高层建筑施工来说是极为有利的，还能带动我国整体的建筑行业的快速发展。