高层装配式建筑的优缺点范文

导语：如何才能写好一篇高层装配式建筑的优缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：BIM技术；钢结构；装配式建筑；具体应用

1引言

随着城市化发展，建筑工程逐渐向高层和超高层方向转变，然而由于其高度问题，在工程开展过程中，存在较大安全隐患。因此，主要结构会采用钢筋装配，使建筑具有较强的稳定性，该结构采用专业厂家制造的一种重型钢筋管支撑建筑，从而提高其稳固性和质量。高层建筑实施难度较大，加强BIM技术的应用，可以保证工程顺利开展，提高工作效率。

2装配式钢筋结构概述

2.1装配式钢筋结构的优缺点

装配式钢筋结构的优点：（1）装配式钢筋结构的轻便性极大减少了人工劳动力的输出。（2）由于其组件大多是由厂家直接安装好后运输到施工现场，因而比较其他结构的实施，其技术难度较低，施工速度快。（3）这种材料可以在工程结束拆除后循环利用，因而节能环保效果较好。装配式钢筋结构的缺点：（1）材料用量多，造价成本高，对企业经济效益和工程开展有较大限制。（2）装配式钢筋结构的使用性能低于混凝土结构，比如耐热性差、隔音效果差等。

2.2装配式结构的建筑特点

该结构中使用的材料，大多是厂家根据工程需要生产和制造对应规格和型号的材料，主要有内外墙板、预制梁体结构、阳台和模板等。在实际工程开展中，相关安装和配置的技术要求较为繁琐复杂，因而可以结合BIM技术来提高其工作质量和效率。

3BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用价值

3.1结构的信息化处理

主要是运用BIM技术建立三维模型，实现可视化，并且结合相关的信息化技术，将相关施工数据和影响因素等信息输入系统中，运用数据分析，明确准确数值，为工程开展提供可靠的数据支撑。运用该技术不仅能有效控制和合理利用资源，还能起到节约成本的目的，是企业获得更多经济利益的重要保证。与传统建筑工程相比，其可以将实际的工程、结构和各方面专业知识结合起来，然后引入对应的理论和数据，转化为具体模型。由于涉及内容多、范围广，如果用人工方式处理，需要大量的时间和精力，而BIM信息化处理技术，可以针对实际数据进行筛选和分析，并将工程相关建造信息存储下来，同时实现信息共享。

3.2提高施工效率和安全性

钢结构装配建筑稳定性对于施工质量影响较大，对各类技术要求较高，在工程具体实施过程中，由于信息的不完整性，安装和配置存在较大差异，可以运用BIM技术来解决这一问题，保障正确操作，提高施工效率。

4BIM技术的运用特点

4.1可视化效果好

BIM技术对工程的相关信息和数据进行分析和处理，用有价值的正确参数建立对应的可视化模型，工作人员可以结合具体施工阶段，了解该阶段的详细情况，明确工作中的重点和难点，针对存在的问题采取措施，做好预防和控制，并调整相关的施工方案。BIM技术还能实现三维绘图技术，相比传统的平面设计来说，其科学性和准确性更高。

4.2灵活性强

在开展钢筋结构施工过程中，运用BIM技术，可实现全方位检测和试验，从而确定具体施工方案，及时调整不合理的地方，以满足施工要求和标准，保证工程质量和安全。

4.3协调性好

参与的各个建设企业和部门，由于各自的施工内容和权限不同，大多仅针对自身的相关部门进行管理和施工，缺少有效的沟通和交流，当出现问题时，会存在较大的解决障碍，互相推脱责任。而通过运用BIM技术，以最直观的三维模型和数据展示，明确问题产生的原因和部位，减少不必要的争执，为工程的顺利开展提供可靠的技术支持。

5钢结构装配式建筑在施工中存在的问题和解决措施

5.1结构设计存在的问题与应对方法

5.1.1存在的问题

①在相关设计方案确定时，对应的预制件厂家并没有参与到具体设计工作中，而要求其设计的建筑造型难度过高、成本较大。②现在大多数建筑还是以混凝土结构为主，而在钢结构装配式建筑中，相关的设计人才较少且专业性不强，在施工中，设计内容与实际工程情况差距较大，因而无法适用于工程建造中。③在其结构创新设计时，过于追求新颖，建筑结构过于复杂，加大施工难度。④在建筑内部结构设计时，为了有效防止结构外漏，采用一些特殊材料，降低了原有的结构强度，抗震效果差。

5.1.2应对方法

①采用一体化集中设计方法，以现有结构建筑形式为基础，从全局出发，对各个结构进行合理设计，然后运用大数据处理技术将、设备和相关的管道、管线、结构内部等方面设计规范化和科学化，结合BIM信息技术，提高其设计的准确度和可行性。②在相关的装修工作中，可以将建筑内部结构和相结合的方式进行，运用统一的材料和设备，简化施工程序。③为避免结构设计过于复杂或单一、结构衔接效果不好、稳定性差等问题，可以采用协同设计的方法，相关工程的各个部门共同参与，防止出现只重视结构设计，忽视相关施工活动和水电设计，造成交叉设计或不合理问题的出现。

5.2有关结构部件的生产和制造

5.2.1具体问题

①在具体装配化施工中，实行效果差，并且依然采用现场浇筑的方法来进行，不但增加成本，而且影响施工周期，对环境造成一定的破坏和污染。②有关部件的制造成本费用较大，相关的投资企业对其产生排斥，施工难以进行。

5.2.2解决措施

①全方位的管理和监督整体钢结构装配施工对应的作业过程，包括结构设计、生产和制造、安装和装配、完工验收等方面，安排专业人员实施动态监控，然后，针对各个过程实行协同开展作业模式。②在具体施工中，要依据对应的材料规格、型号、数量、设计标准，运用合理的方法展开优化组合。制造过程中，要开展模块化、专业化的生产和加工方式，不断提高材料的质量和性能，使其具备良好的节能环保效果。

5.3装配施工的主要问题和解决方法

5.3.1主要问题

①相关技术人员的专业水平和技能不高，在具体施工中，存在一定的质量和安全问题。②实际操作中，相关技术人员对技术和工艺的了解不透彻，因而操作不准确，出现大量返工和重建问题，影响施工进度，增加成本开支。

5.3.2解决方法

①将主要结构的施工和管道施工分开进行，以保证结构稳定和质量为目标，减少后续维修和返工问题。②在技术的选用和确定阶段，要根据实际工程需求和对应的工艺操作等，制定合理的技术实施计划，运用BIM技术，对施工活动实行信息化动态管理。③相关水电工程的设计和开展，要与主结构建造和装修活动相统一、协调，保证合理性。④要不断提高技术人员的专业知识和技能水平，掌握对应的装配技术，依据规范来进行，从而提高其工作质量。相关管理工作的落实是保证整体施工活动顺利开展的重要基础，因而要严格监督各个过程，对相关的工艺、人员、材料和设备等制定对应的管理规范，结合BIM技术，加强管理力度。

6BIM技术在钢结构装配建筑中的具体运用

6.1三维模型的建立、运用和深化设计

运用相关软件建立三维平台模型，由相关设计人员提供对应的建筑、结构和信息化的平面模型。传统设计工作中，大多以人工的方式收集和检测各项数据，然后结合对应的CAD绘图技巧来完成设计。而BIM技术的运用，可以大大提高工作效率和准确性，根据模型对有关钢筋和孔洞等展开碰撞检测，以确定其稳定性和合理性。设计人员根据信息模型提供的信息，分析并设计出合理的方案。

6.2钢筋结构连接部位节点模型建立

各个结构间的连接处理效果是保证其结构稳定的重要条件，由于施工技术和工艺方法的改变，处理较为复杂，可以通过建立模型的方式，将具体节点设计和施工方案，运用可视化特性展示出来，并安排专业人员对具体员工进行技术指导和交底，明确工作流程和质量要求，遵守操作标准和规范，保证其质量。

6.3校对和施工调整

传统钢筋结构施工中，检测方法大多凭肉眼观察和分析，存在较大误差，导致一些隐蔽工程难以及时发现问题。通过运用BIM技术，建立三维模型，各个部门可以明确对应的施工内容和技术要求，结合设计方案进行对比和调整，针对存在的问题，采取科学的措施进行处理，从而提高施工质量和效率、降低资源浪费、保护环境。

6.4检验钢结构稳定性

以模型为施工基础，实行自动化碰撞检测，确定各个结构间的连接稳定性、合理性。当发生碰撞时，确定其具置，并对问题产生的原因进行详细分析，然后根据实际数据，采用正确的措施来调整和控制，保证其稳定性。

6.5精细化管理

运用BIM技术，可以通过模拟施工的方法，对各个作业阶段实行全方位的监督和管理，并结合模型的具体建立情况，合理安排施工活动。运用信息化动态监测，展现安装和配置过程，明确操作的准确性和规范性，将所有的过程细致划分，实现整体和局部的统一管理，从而提高施工效率和质量。

7结语

综上所述，在钢结构装配建筑施工过程中，其中主要是相关结构的安装和连接处理，但在现代高层建筑中，由于施工难度较大，包含节点施工较多，容易产生质量问题。通过分析该结构的主要特点和建造优势，结合BIM技术提高作业的效率和质量，研究其在具体施工中的应用，明确其重要价值和作用，可以为钢结构装配建筑的建造提供科学依据。

参考文献：

[1]赵丽丽.BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2019(7):55-56.

[2]兰波.BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用[J].建筑与装饰,2019(1):164,169.

[3]黄嘉骏.BIM技术在钢结构装配式建筑中的运用[J].居舍,2019(06):55.

[4]于浩泉,孙玮玮,李楠.BIM技术在钢结构装配式建筑中的应用研究[J].装饰装修天地,2019(22):93.

[5]张迎春,潘捷.BIM技术在装配式建筑全寿命周期中的应用研究[J].中国住宅设施,2017(03):48-50.

[6]唐章颖.BIM技术在装配式钢结构建筑中的应用[J].工程技术研究,2020,5(14):68-69,169.

[7]张雄.浅析BIM技术在装配式建筑中的应用[J].建筑与装饰,2018(8):184,189.

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【关键词】建筑结构；工程技术

一、建筑工程框架结构类型

（1）半现浇式框架

这种结构框架只有梁、柱需要现浇，楼板需要通过预制来完成。虽然减少了模板的需要量和混凝土的浇筑量，降低了成本，但没有很好的抗震性和整体性所以很少被应用。

（2）全现浇式框架

全现浇式框架的特点是：对构成其框架结构的梁、柱、板等承重构件的绑扎、支模、浇筑、养护等工作都是在施工现场完成的，具有很好的抗震性和整体性。由于其现场工程规模量大，需要消耗很多的模板，所以需要很长的工期。

（3）装配整体式框架

这类框架结合了装配式框架和现浇式框架的优点，在建筑中被广泛的运用，但施工工作较为复杂。

（4）装配式框架

装配式框架结构跟全现浇式框架结构正好相反，它的构件都是通过预制场预制的，然后在现场焊接装配而成，这种框架结构的优缺点也跟全现浇式框架相反，具有模板耗量少，工期短等优点，但其房屋的的整体结构不强，抗震功能差。

二、建筑工程框架施工的特点

当前建筑工程结构的一个重要特点就是朝着高层以及超高层的方向发展，而这个趋势给建筑工程的框架结构特点带来了新的特点。高层建筑在竖向构件以及构成方面带来了逐层累积的重力以及载荷，这就需要较大尺寸的柱体以及墙体来支撑，给工程框架结构施工带来了新的技术要求。与此同时，建筑的构件还需要承受地震载荷以及风载荷等荷载，而且这些载荷都属于非线性的竖向分布载荷，而且对建筑高度的敏感程度较高。以地震载荷为例，就层数较低的建筑而言，考虑这些建筑的荷载时一般只需要考虑恒定载荷以及部分动载荷，而对于建筑物的墙体、柱体以及楼梯等结构，一般不会予以严格控制，其他构件满足设计要求之后，对应的这些构件也都达到了设计要求。同时，对于现代化的钢架支撑系统，在设计的过程中在没有提出特殊承载要求的时候，不需要对柱体以及梁的尺寸加大，只需要增加板就能达到对应的要求。

三、钢筋工程施工技术问题

1.钢笳工程施工中存在的主要问题

在实际的钢筋工程施工过程中，存在的质量问题较多，主要包括：选择的焊条规格、型号不对；钢筋焊接接头存在偏心弯折问题；箍筋具体尺寸不能满足要求等。在框架施工的过程中，这些问题都需要予以妥善解决，否则将对框架整体质量造成影响。而在钢筋加工完成之后，在钢筋的板扎以及成品的保护过程中存在对应的质量问题，诸如钢筋的类型和数量等没有达到要求、钢筋垫块不充分或者是没有提前稳固，一旦在对钢筋验收通过之后将造成后续施工的质量问题，诸如混凝土浇筑移位等，将造成实际施工材料的尺寸与设计尺寸存在偏差的问题，对建筑框架的整体结构安全性造成影响。同时，在对钢筋结构进行再焊接的过程中，对框架结构的整体形状等都会造成改变，给框架整体施工质量造成影响。

2.钢筋工程施工技术

（1）充分的材料准备。对那些散乱的材料而言，要在绑扎固定之后，将之转移到那些安全稳固的地方；或者是将其保存在安装好的梁上，并将之固定在钢架之上；对于在地面堆放的材料，应该做好对应的安全管理工作，防止其滑落造成伤害；在上面覆盖油布时还应该在油布上层压上重物，并在端部加以固定。

（2）做好焊接施工准备。在正式的焊接施工之前，应该根据对应的操作规范走好焊接试验工作；对进场的每一批钢筋都应该进行逐批次的自检。同时做好取样力学试验工作，在自检的基础之上还要对焊接的质量进行适当的抽查，尤其要对那些由疑问的钢筋做重点抽查，且需要对于各个试验和检查人员都应该进行专业技术的培养。

（3）放样与下料施工。在进行实际施工过程中年的放样以及下料过程中，都应该留有一定的余量，这主要是考虑到焊接完成之后，在焊缝处将出现线性的收缩，且框架结构中的桁架、梁等在受到弯矩作用之后还将拱起。虽然其收缩和变形量将与其他各种因素相关，但是结合施工实践以及具体的实验来讲，通常需要考虑的收缩量一般是：当受弯构件的总长不超过24m时，放样余量在5mm左右，当总长在24m以上时，放样余量则取8mm。

四、模板工程施工技术

1.多层模板支架体系施工中存在的主要问题

对于现浇混凝土结构，新浇筑的楼层重力载荷以及施工载荷都是由多层模板支架体系来承担的，然后再由模板支架体系将载荷传递给楼层的楼板。但是，在施工的过程中，由于施工时间爱你较短，这些楼层的楼板依然处于养护期，其承受载荷的能力有限。这就导致施工载荷存在更多的不确定性，部分甚至将超过混凝土结构正常使用状态所承受的设计载荷。

2.模板工程施工技术

（1）基础模板安装。在完成垫层施工之后，应该每天定时的对水平基础依照轴线进行测量，利用基础平面尺量好各个需要的边线，并在各个暗柱角用油漆做好对应的标记，确保安装模板的过程中，完全按照各个控制边线将材料支柱固定，这样可以有效的保证模板的硬度以及稳固性，可以提高模板承受在浇筑过程中产生的施工负载以及施工载荷。而在基础侧模的安装过程中，还应该对垂直角度予以把握，尽量将安装偏差控制在3mm的范围之内。同时，在垫层与模板的底部结合处应该用较细的水泥砂浆将缝隙嵌填严实，保证不漏浆。最后，应该在模板的上口拉通线进行校直，保证边线顺直。

（2）主体结构模板施工技术。立杆是整个结构的支撑体系，施工过程中应该保证其立于坚实的平面之上，保证在安装好上层模板与支架之后能够承受对应的载荷，保证其不会被压垮。否则，不仅下层楼板结构的支撑体系不能逐层拿掉，而且一旦上下支柱在同一个垂线上时，整个结构体系将不能正常施工。加之整个支模工序都是按照对应的程序进行的，在没有对之进行完全固定之前，下一道工序是不能进行的。同时，在脚手架使用的时候，不能够将主节点的横、纵向水平杆；横、纵向扫地杆以及连墙件拆除。

（3）模板的拆除。模板在拆除的过程中要保证按照一定的顺序进行，一般是在后续支立的先拆，而最先支立的则最后拆；不承重、少承重的先拆，承重、承重大的最后拆掉；支撑部分先拆，方木模板最后拆。同时还应该将拆下的东西及时的运到安全场所，防止造成不必要的伤害和损失。

五、混凝土工程技术

（1）混凝土原材料的选择。对于所有进场的材料都应该有材料的质量保证书，混凝土尤其重要。同时，混凝土还需要包括各个不同类型的具体强度级别、包装以及出厂日期等，这些项目都需要进行严格的检查。

（2）配合比和合理控制。通过合理的控制配合比可以达到提高提高水泥强度以及提高混凝土的和易性目的。所以，还应该对掺入的水泥量进行控制，水泥用量应该控制在允许范围之内。

（3）混凝土浇筑过程。通常而言，混凝土的浇筑施工方案是需要通过审批的，对于可能出现的问题都要有对应的解决方案及策略才能保证最佳的计算结果。同时，在浇筑之前还应该对模板的位置、截面尺寸以及标高等来进行控制，保证与设计相吻合，且支撑足够牢固。

参考文献：

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关键词：选煤厂主厂房结构设计钢结构结构布置程序设计

1 选煤厂多层钢结构主厂房的特点

1)荷载类型多。主要包括结构自重、集中荷载、楼屋面活荷载和风荷载。抗震地区还需考虑地震作用荷载。集中荷载主要包括设备自重，对振动设备还需要考虑其振动的影响。在有充分依据时，可将设备的自重乘以动力系数后，按静力计算设计。动力系数一般按工艺设备提供。对大部分设备应该考虑设备周围布置检修荷载。等等。

2)荷载大。选煤厂多层钢结构主厂房上的设备较多且荷载大，一般都在几吨至数十吨以上，例如：跳汰机设备自重加水重达70吨，压滤机设备自重30吨等等。楼面均布活荷载也较一般工程大。《选煤厂建筑结构设计规范》（GB50583-2010）规定，楼面活荷载5.0KN/，设备检修荷载按10.0KN/。

3)抗侧移刚度不均匀。结构布置受工艺布置限制，柱距布置不均匀，跨度相差较大，层高高。选煤厂多层钢结构主厂房为了满足工艺要求，层高一般为4～7m，柱距6～12m，特殊工艺要求的柱距在18m以上。

4)楼面刚度不均匀。设备的安装，检修，设备穿楼板等，造成楼面开孔大，质量刚度分布不均匀。选煤厂多层钢结构主厂房很多大型设备从基础开始上下贯通达十几米甚至几十米，由于生产工艺的需要，往往造成楼面大面积开洞，形成结构上的错层现象，也造成厂房质量和刚度沿高度分布不均匀，在地震作用下，往往可能发生扭转的现象。

5)施工周期短。与传统的钢筋混凝土厂房相比，选煤厂多层钢结构主厂房的设计、生产、施工趋于一体化，加之现场无焊接，无湿作业，这些都有利于缩短周期，加快资金流通。

6)采用轻型围护结构。彩色涂层的压型钢板和夹芯金属板，以其自重轻，保温隔热效果好，安装速度快，外表美观的优点，已经取代传统多层厂房的砌体围护墙体，成为多层轻钢厂房不可缺少的围护材料。轻型围护结构有利于大幅度减轻结构自重和降低对基础的要求。

2 选煤厂多层钢结构主厂房的结构布置

2.1 常用的结构体系

1)框架-支撑体系。即横向设计成刚接框架，纵向设计成柱-支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。这种体系经济节约，但柱问支撑可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。

2)纯框架体系。把厂房纵横两个方向都设计成刚接框架，不设置柱间支撑。其优点是使用空间不受影响，缺点是柱不宜采用工字型柱，而要采用两个方向惯性矩差别不大的截面形式(如箱形柱)，使用钢量增加。

3)钢架加支撑的混合体系。这种形式与第一种形式不同之处在把纵向设计成钢架和支撑混合的型式，靠两者共同抵抗水平力。这种形式可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。

2.2 柱网布置

选煤厂多层钢结构主厂房内大型设备的布置对确定柱网起着决定性的作用，一般柱距在6m左右，但根据实际需要可以采用4～12m的柱网。在重型设备的周围最好均匀地单独布置一群柱，并使柱与设备中心重合，以减少大型设备在振动荷载或地震力作用下产生的巨大倾覆力矩对支承梁的不利影响。

2.3 楼盖布置

楼盖主要有压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板，装配整体式预制钢筋混凝土楼板，装配式预制钢筋混凝土楼板，普通现浇混凝土楼板或其它楼板。这几类楼板各有优缺点：压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板和普通现浇混凝土楼板平面整体刚度更好；压型钢板现浇楼板、装配整体式预制钢筋混凝土楼板和装配式预制楼板施工较快；压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板造价相对较高。综合而言，选煤厂多层钢结构主厂房宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板。

2.4 支撑体系

在不影响生产操作的前提下，应沿厂房四周设置水平及垂直支撑。支撑的布置遵循抗侧力中心与水平地震作用力接近重合的原则。其中最为重要的柱间支撑分为中心支撑和偏心支撑。一般的选煤厂多层钢结构主厂房宜采用中心支撑。中心支撑宜为交叉支撑、人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K型支撑。但中心支撑适用于地震力小，构造简单的结构：当厂房为高层钢结构或在强震区时，宜采用延性和耗能能力更好的偏心支撑。

2.5 节点构造

钢结构的节点设计主要有以下几类：柱与柱连接的接头、梁与梁的连接节点、梁柱的连接节点、支撑构件的连接节点以及柱脚节点等。其中梁柱的刚性连接节点受力情况相对复杂，在美国和日本的地震中破坏也最为严重。近年来，针对以前典型的栓焊连结型梁柱刚接节点的不足，又出现了以下几种新的梁柱刚接形式：盖板式节点、托座式节点、狗骨式节点和切缝式节点。对于一般的多层钢结构工业厂房仍可采用典型的栓焊连结型梁柱刚接节点。但在强震区宜使用设计思想先进，能将塑性铰自梁端外移的狗骨式节点。

3 选煤厂多层钢结构主厂房的程序设计特点

目前选煤厂多层钢结构主厂房结构设计使用的程序，有PKPM系列STS，3D3S，SAP2000等等。常用的程序就是PKPM，它处理起来相对简单容易。在程序结构设计中做到以下几点。

1) 结构模型与实际受力尽量相近。由于选煤厂多层钢结构主厂房的网格布置复杂，柱网不均衡，次梁布置较多，越层现象严重等。在应用软件时，完全按实际情况建模会产生大量的近节点，对分析结果不利。需要利用一些简化手段，如网格节点小于100可以简化到一点上；次梁连通尽量做到两侧刚度不要相差太大，尽量减少扭矩作用等等。但是，同时应注意与实际出入不能太大。

2) 模型中参数与规范对应，严格控制参数的合理性。这是程序计算很关键的一步，参数设置是否合理直接导致计算结果的合理性。如选煤厂多层钢结构主厂房楼板开洞较大、较多，且与钢梁间的约束较弱，在建模时可将选煤厂多层钢结构主厂房的楼板设定为弹性楼板。柱问支撑不能简单地被看为构造措施，必须把它作为一种受力杆件输入到模型中，支撑的刚度直接影响到厂房纵向的周期与水平位移。如果有柱间支撑仍按纯框架模型计算，其结果会偏“柔”，低估了地震力，而且由于纯框架模型侧移大，柱的用钢量反而比有支撑的模型大。支撑斜杆的两端连接节点虽然按刚接设计，但由于其承担的弯矩小，在模型中支撑构件可按两端铰接模拟。

3) 局部梁柱强度、刚度控制留有相对富余量大些。选煤厂多层钢结构主厂房内振动设备较多且动力系数大，设备在运行过程中，可能存在各种各样的作用力，受力较复杂。于是，在震动设备局部范围内，梁、柱的应力比、稳定性、挠度控制要留有相对富余量大。保证设备运行正常和人工作的适应度。

4) 结构设计模型中主次梁节点设置正确。钢框架结构设计中主次梁节点应设定为铰接点。由于钢梁整体失稳模型为平面外的弯扭失稳，而且钢梁的抗扭模量很小。若次梁的端部存在弯矩，该弯矩会对主梁形成扭矩。为了防止主梁平面外的弯扭失稳，应将主次梁节点设计为铰接。

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【关键词】高层建筑；钢结构施工；技术；安全措施

前言

钢结构在我国虽然起步较晚，但发展迅猛，钢结构的使用尤其是在高层建筑中的使用为推动我国建筑行业的向前发展起到了强有力的推动作用。

一、高层建筑的钢结构安装问题分析

1、流水段划分（ 立面施工流水）由于高层钢结构制作和吊装的需要，对整个建筑从高度方向须划分若干个节，一般以钢柱的分段作为节的划分依据。它既具有总体设计的各项结构上的要求，又有其固有的单体特征。在吊装时，除须保证单节框架本身的刚度外，还须保证自升式塔式起重机（特别是内爬式塔式起重机）在爬升过程中的框架稳定，因此立面施工流水划分必须注意下列条件：（1）塔式起重机的起重性能（起重量、起重半径、起吊高度）应满足流水段内的最重物件的吊装要求。（2）塔式起重机爬升高度能满足下一节流水段的构件起吊高度。（3）每一节流水段内柱的长度应能满足构件制造厂的制作条件和运输堆放条件。

2、每节流水段（ 每节框架） 内标准节框架和特殊节框架的施工。一是标准节框架的施工。超高层钢结构框架，在总体上可划分为节框架（一般以3～4层为一节），在这些节框架中，存在着多数节框架具有结构类型大致相同的情况，把这类节框架归纳为标准节框架。只要抓住标准节框架的施工，也就基本上取得了超高层钢结构框架施工的主动权。二是特殊节框架的施工。特殊节框架，是指不同于标准节的框架。如底层大厅（裙房网架）、结构的水平加强桁架层、屋顶花园层等。由于其建筑和结构上的要求特殊，施工有其不同的要求，为此应制定特殊构件吊装的施工技术方案，方能全面完成超高层钢结构框架的安装。底层大厅（裙房网架），此类网架结构跨度较大，同时位于高层建筑的内部或旁边，施工条件较差，一般采用“地面拼装，整体提升”、“搭设平台，高空散装”等施工方法。结构的水平加强桁架层，桁架结构重量重，一般情况下塔吊无法整体吊装，常采取“分段吊”、“整体提升”、“散装法”等。还有如屋顶花园层等，此类结构较轻，一般就直接采用塔吊进行散装法。

3、钢柱的安装方法。（1）钢柱安装前应对下一节柱的标高与轴线进行复验，发现误差超出规范的，应立即修正。（2）安装前，应在地面把钢爬梯等装在钢柱上，供登高作业用。（3）钢柱工厂加工时应按要求在柱两端设置临时固定用的连接耳板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓与连接板做临时固定。待钢柱对接（指电焊）完成，且验收合格后，再将耳板割除。（4）钢柱一般采用两点就位，一点起吊。

4、钢梁与钢桁架的安装方法。（1）安装前必须对钢柱上的连接件或混凝土核芯筒壁上的埋件进行预检。预检内容：对连接件检查平整度、磨擦面、螺栓孔，对埋件检查位置、平整度、清洁度。（2）起吊前，在梁面装好扶手杆和扶手绳或扶手管，特别是主梁与主桁架一定要装，对次梁或小梁可以根据需要安装，扶手高1m，沿梁长通长设置，供高空作业人员做通道用。（3）钢梁、钢桁架安装一般采用两点吊。（4）钢梁、钢桁架吊装方法一般有捆扎法、工具式吊具法、在梁上设钢吊耳法。

5、特殊钢结构的安装。（1）它们往往以组合体的形式出现，体积大、重量重。（2）组合体的连接形式复杂、多样， 连接要求高。（3）在整个建筑中，它往往起到关键点和特定性作用。不同的建筑殊钢结构一般不会相同或相似，因此其安装不可能有一个统一的或相对固定的安装模式与工艺。这就体现了它在超高层钢结构安装施工中的难度。在很大程度上，它左右了吊装主机的选择与布局，以及施工的总体流程。它的安装工艺必须根据结构的特点、吊装设备的能力等，因地制宜地加以分析、研究。一是转换柱、转换桁架类安装方法。此类结构非常重，同时又大多处于建筑的中部，一般多采用散装法、提升法、吊装法等。二是外伸桁架、天桥类的安装工艺。在超高层建筑间常设置钢天桥类结构，此类结构重量重，大型吊机也无法靠近吊装，一般此类结构常采用“地面拼装，整体提升”的施工工艺。提升设备常选用钢索式液压提升装置，对长距离、大吨位结构的提升，采用这套设备与工艺是非常理想的，具有安全性、可操作性以及精度高的特点。

二、测量与校正问题分析

1、超高层钢结构校正、验收的基本顺序超高层钢结构建筑的校正是按流水段进行的，而流水段又是按柱子的分段划分的。一般一个流水段（或称一节柱）为3层，高12m左右。校正是在一个流水段安装完成后进行的。而下一个流水段的开吊，又必须以前一个流水段校正结束为前提。这里指的校正结束，必须包括资料完整，现场监理复测认可。待几个流水段施工完成（具体几个应在开工前由设计、监理、施工单位讨论决定），可安排阶段性验收，最后进行施工总验收。

2、校正方法。一是底层钢柱的标高调整。第一节钢柱是安装在混凝土基础上的，钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母，螺母的面标高应为钢柱底板的底标高，然后将钢柱或钢柱底板安装就位，再复测底板或钢柱的平整度与垂直度，如有误差，可用扳手微调底板下的螺母，直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母，钢柱临时固定完成。另一种方法是设置标高垫块调整的方法。二是柱顶的标高调整。（1）柱顶的标高误差主要产生原因有以下几方面：①钢柱制作误差，长度方向每节柱规范允许±3mm；②吊装后垂直度偏差造成；③钢柱电焊对接造成焊接收缩；④钢柱与混凝土结构的压缩变形；⑤基础的沉降；每安装一节钢柱后，应对柱顶做一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值小于等于5mm，只记录不调整，超过5mm需进行调整。（2）调整的方法：如果标高高了，必须在后节柱上截去相应的误差长度；如果标高低了，须采用填塞相应厚度的钢板，钢板必须与原钢柱同种材质。（3）垂直度校正采用以下两种方法：用激光经纬仪校正；用高精度的经纬仪校正。

三、施工安全控制措施分析

1、垂直登高措施。临时性人货两用电梯、永久（临时）性扶梯满足施工人员正常登高；对于钢柱安装到柱顶拆除吊索等施工方面，常采取安装前在地面采用捆扎固定方法将工具式爬梯临时固定在钢柱侧面，使用完毕再行拆除的方法。

2、水平通道设施。常采用工具式脚手通道、钢管脚手通道、装配式通道板、扶手绳等形式。扶手绳是在无安全通道的情况下，采用在距钢梁一定高度的钢柱表面焊接连接件，使用钢丝绳或尼纶绳穿过，形成扶手绳。施工人员在钢梁上行走时可用于安全带固定与扶绳缓行，确保安全。

3、接柱操作平台。钢柱之间连接基本采用焊接紧固的方法。必须设置操作平台供焊工使用。一般采用工具式平台或用钢管脚手搭设平台。在吊装前固定柱上，随柱一起吊装。

参考文献：

[1]齐明，杨海光.北京电视中心综合业务楼超高层钢结构施工安全防护技术[J].建筑技术，2005

[2]张海升，王康强.高层办公楼钢结构安装的施工方法[J].建筑技术，2004

[3]姜立辉，贾力.钢结构优缺点分析[J].科技信息，2007

篇5

关键词：型钢混凝土；组合结构；计算；要求

中图分类号：TU37文献标识码： A

引言

近年来，随着我国建筑业的快速发展，型钢混凝土组合结构在各种工程结构中得到了更为广泛的应用。在大跨度建筑、高层以及超高层建筑工程中，型钢混凝土组合结构体现出了比钢结构和钢筋混凝土结构更加优越的特性。

一、型钢混凝土结构的概述

由混凝上包裹型钢做成的结构被称为型钢混凝土结构。它的特征是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳。型钢混凝土中的型钢除采用轧制型钢外，还广泛使用焊接型钢。此外还配合使用钢筋和钢箍。我国过去也采用劲性钢筋混凝土这个名称。

型钢混凝土梁和柱是最基本的构件。型钢可以分为实腹式和空腹式两大类。实腹式型钢可由型钢或钢板焊成，常用的截面型式有I、H、工、T、槽形等和矩形及圆形钢管。空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成。型钢混凝土框架是由型钢混凝土柱以及梁构成的，框架的组合形式多样，有钢筋混凝土梁、组合梁以及钢梁。通常钢筋混凝土剪力墙在高层建筑型钢混凝土框架设置比较常见，此外型钢支撑或者型钢桁架也比较多见，由此型钢混凝土剪力墙的组合形式就比价多样，其抗剪性能也比一般的钢筋混凝土要好很多，其使用作用在建筑工程结构中会更好地发挥。

二、型钢混凝土结构的优点分析

1、型钢混凝土的型钢可不受含钢率的限制，其承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力一倍以上；可以减小构件的截面，对于高层建筑，可以增加使用面积和楼层净高。

2、型钢混凝土结构的施工工期比钢筋混凝土结构的工期大为缩短。型钢混凝土中的型钢在混凝土浇灌前已形成钢结构，具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工时的活荷载，并可将模板悬挂在型钢上，而不必为模板设置支柱，因而减少了支模板的劳动力和材料。型钢混凝土多层和高层建筑不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层。施工中不需架立临时支柱，可留出设备安装的工作面，让土建和安装设备的工序实行平行流水作业。

3、型钢混凝土结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式的构件。因此在大地震中此种结构呈现出优良的抗震性能。日本抗震规范规定高度超过45m的建筑物不得使用钢筋混凝土结构。而型钢混凝土结构则不受此限制。

4、型钢混凝土框架较钢框架在耐久性、耐火度等方面均胜一筹。我国在八十年代中期开始兴起对型钢混凝土结构研究的热潮。在上海、重庆等城市也建成了这种类型的建筑物，但型钢混凝土结构在我国的应用才刚刚开始，其建筑面积还不到建筑总面积的千分之一。其外包钢混凝土结构的概况及优缺点外包钢混凝土结构（以下简称外包钢结构）是外部配型钢的混凝土结构。是在克服装配式钢筋混凝土结构某些缺点的基础上发展起来的，仿效钢结构的构造方式，是钢与混凝土组合结构的一种新型式。外包钢结构由外包型钢的杆件拼装而成。杆件中受力主筋由角钢代替并设置在杆件四角，角钢的外表面与混凝土表面取平，或稍突出混凝土表面0.5―1.5mm.横向箍筋与角钢焊接成骨架，为了满足箍筋的保护层厚度的要求，可将箍筋两端墩成球状再与角钢内侧焊接。

三、型钢混凝土结构的计算

型钢混凝土构件中，型钢与混凝土的粘结力较小，滑移较大，对强度、变形及裂缝均有影响，不可忽略，尤其是再配置实腹钢的型钢混凝土结构计算时，应当考虑粘结滑移的影响。由于粘结滑移的影响，对配置实腹钢的型钢混凝土构件而言，平截面假定已经不再成立，但是进行梁柱正截面承载力能力计算时，可以采用修正的平截面假定与减小了的混凝土极限压应变来考虑粘结滑移的影响，这样使计算大为简化。

1、来说明梁的两种类型的计算理论。配置实腹钢的型钢混凝土梁正截面受弯计算时根据中和轴位置不同，分为三种情况，因此计算时应先由x值判断属于何种情况，然后按照相应的应力图形进行计算。配置角钢骨架的空腹式型钢混凝土梁，本身具有较大的强度与刚度，并对核心混凝土约束较好，相比于钢筋混凝土结构，强度、刚度及延性有显著的改善；在强度计算时，可以通过试验用一强度提高系数来考虑正截面承载能力的提高，这样计算比较简单实用。

2、型钢混凝土梁柱剪切性能受诸多因素影响，其中剪跨比与轴压比的影响明显。剪切破坏主要有三种破坏形态，由于粘结滑移的影响，容易发生剪切粘结破坏。通过试验，去三种破坏形态中剪切强度较低的破坏形态作为梁柱剪切强度的计算依据而得出型钢混凝土梁柱斜截面剪切承载能力计算公式。

3、由于偏心距是影响型钢混凝土柱的强度的主要因素，有大偏心和小偏心受压，按照这两种破坏形态各自的应力图得出型钢混凝土柱正截面承载能力的计算公式。节点时连接框架梁柱的关键部位，受力复杂，应当十分重视节点的计算和构造，尤其是地震区的建筑物。

四、型钢混凝土组合结构设计的要求

1、型钢。型钢混凝土构件的型钢材料宜采用牌号Q235的碳素结构钢以及Q345的低合金高强度结构钢，其质量标准应符合现行国家标准，钢材性能要求应满足抗拉强度、伸长率、屈服点、硫磷含量、冷弯实验、冲击韧性合格的要求。若用于地震区，应具有良好的延性，钢材的极限抗拉强度和屈服强度不能太接近，其强屈比不小于1.2。

型钢混凝土组合结构构件中的型钢板厚不宜过薄，以利于焊接和满足局部稳定要求，厚度不宜小于6mm。由于型钢受混凝土和箍筋的约束，不易发生局部压屈，因此，钢板的宽厚比可大致比纯钢结构放松1.5-1.7倍，其宽厚比应满足表1的要求：满足宽厚比限值时，可不进行局部稳定验算。在型钢混凝土组合结构构件中，采用作为抗剪连接件的栓钉，不得采用短钢筋代替。

2、混凝土与钢筋。热轧钢筋的延性比较好，因而型钢混凝土组合结构中的箍筋和纵向钢筋较多采用，同时对于它的纵向受力直径有一定的规定，通常是不小于16毫米，净间距也是在30毫米以内的范围，《混凝土结构设计规范》中对于其他构造都有相关的要求。总之，施工中针对这些一定要熟练掌握规范的规定。再者，混凝土强度不能小于C30，这主要是为了能够充分发挥钢混凝土中型钢的作用，同时浇筑起来也比较方便。

3、混凝土保护层厚度。与普通钢筋混凝土结构一样，型钢混凝土的保护层厚度都是有一定要求的，对保护层的要求主要是为了防止发生形变导致的钢筋混凝土粘结，对型钢混凝土耐久性与耐火性都是一种有效提高。

结束语

型钢混凝土组合结构仅是钢-混凝土组合结构中的一种类型，即在型钢的四周浇灌混凝土，使混凝土与钢材形成整体共同受力的结构。若在型钢上或内部浇灌混凝土则形成另两种钢-混凝土组合结构，钢板-混凝土组合梁（板）及钢管混凝土结构。钢-混凝土组合结构具有节约钢材，充分利用材料性能，抗震性能好，施工较方便，降低造价等优点。随着我国经济的快速发展，冶金行业的不断进步，钢材产量和品质都在逐步提高，钢-混凝土组合结构必将得到迅速发展，应用前景广阔。

参考文献

[1]赵鸿铁.组合结构设计原理.高等教育出版社,2007.

篇6

关键词：建筑；地下连续墙；施工

近年来，地下连续墙因具有适用于各种土质、墙体刚度大、整体性好、基坑开挖过程安全性高、支护结构变形较小、可贴近施工、施工振动小、噪声低、对环境影响小、墙身具有良好的抗渗能力、坑内降水时对坑外的影响较小等优点，被广泛用于深基坑开挖和地下建筑的临时性和永久性的挡土维护结构。

一、建筑地下连续墙施工技术原理

（一）工艺原理

①开挖前必须先筑导墙；②利用专门的挖槽设备开挖单元槽段到预定深度，开挖时用配置好的泥浆护壁(单元槽段的一般长度为4―8m)；③清槽；④钢筋笼制作与吊放；⑤水下浇筑混凝土；⑥槽段接头施工；⑦重复上述第②步～⑥步进行下一槽段施工，直至施工完成整个地下连续墙。

（二）适用范围及其优缺点

地下连续止水墙适用于密集建筑群中建造深基础，由于地下连续止水墙止水性好剧度大，能承受土压力、水压力引起的水平荷载，并且其本身对相邻建筑物、构筑物影响甚小，是深基坑支护的多功能结构。地下连续墙的优点有很多，主要有：

①施工时振动频率与幅度较小，噪声低，适于在城市施工；②墙体的刚度大，厚度一般为0.6～1.3m，已经成为深基坑支护工程中重要的挡土支护结构；③防渗性能好；④可以贴近施工，可紧贴原有建筑物施工；⑤可用于逆做法施工；⑥适用于多种地基条件，如软弱的冲积地层、中硬的地层、密实的沙砾层，各种软岩和硬岩等所有地基均可以；⑦可用做刚性基础；⑧功效高、工期短，质量可靠，经济效益高。

地下连续墙的缺点主要有：

①在一些特殊的地质条件下，如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等，施工难度很大；②如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题；③地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其他方法的费用要高些；④在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。

二、建筑地下连续墙施工技术要点

（一）施工准备

为了确保施工的顺利进行，在进行地下连续墙设计和施工之前，必须认真调查现场情况和地质、水文等情况。

(1)现场情况调查的目的是为了解决下述问题：施工机械进入现场和进行组装的可能性，挖槽时弃土的处理和外运，给排水和供电条件，地下障碍物和相邻建(构)筑物情况，噪声、振动和污染等公害引起的有关问题等。

(2)地下连续墙的设计、施工和完工后的使用性能，在很大程度上取决于事先是否对水文、地质情况有全面、正确的了解。因此，必须认真进行地质勘探，要根据工程情况、挖槽长度、地形起伏等正确确定钻孔位置，钻孔深度应超过地下连续墙的设计深度。地质勘探中应注意收集有关地下水的资料，如地下水位及水位变化情况、地下水流动速度、承压水层的分布与压力大小，必要时还需对地下水的水质进行分析。

（二）修筑导墙

导墙一般为现浇的钢筋混凝结构。但亦有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，可多次重复使用。在确定导墙形式时，应考虑下列因素：①表层土体是密实的还是松散的，是否回填土，土体的物理力学性能如何，有无地下埋设物等；②挖槽机的重量与组装方法，钢筋笼的重量，挖槽与浇筑混凝土时附近存在的静载与动载情况；③地下连续端施工时对邻近建(构)筑物可能产生的影响；④地下水位的高低及其水位变化情况；⑤当施工作业面在地面以下时(如在路面以下施工)，对先施工的临时支护结构的影响。

现浇钢筋混凝土导墒的施工顺序为：平整场地测量定位挖槽及处理弃土绑扎钢筋支模板浇筑混凝土拆模并设置横撑导墙外侧网填土(如无外侧模板，可不进行此项工作)。

当表土较好，在导墙施工期间能保持外侧土壁垂直自立时，则以土壁代替模板，避免回填土，以防槽外地表水渗入槽内。如表土开挖后外侧土壁不能垂直自立，则外侧亦需设立模板。导墙外侧的回境土应用粘土回填密实，防止地面水从导墙背后渗入槽内，引起槽段坍方。导墙的厚度一般为0．15～0．20m，墙趾不宜小于0．20m，深度一般为1．0～2．0m。导墙的配筋多为φ12@20。，水平钢筋必须连接起来，使导墙成为整体。导墙施工接头位置应与地下连续墙施工接头位置错开。导墙面应高于地面约10cm，可防止地面水流入槽内污染泥浆。导墙的内墙面应平行于地下连续墙轴线，对轴线距离的最大允许偏差为±10mm；内外导端面的净距，应为地下连续墙名义墙厚加40mm，净距的允许误差为±5mm，墙面应垂直，导墙顶面应水平，全长范围内的高差应小于±10mm局部高差应小于5mm。导墙的基底应和土面密贴，以防槽内泥浆渗入导墙后面。

现浇钢筋混凝土导墙拆模以后，应沿其纵向每隔1m左右加设上、下两道木支撑，将两片导墙支撑起来，在导墙的混凝土达到设计强度之前禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。

（三）挖槽、清底

挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。地下连续墙挖槽的主要工作包括：单元槽段划分；挖槽机械的选择与正确使用；制定防止槽壁坍塌的措施与工程事故和特殊情况的处理等。

挖槽结束后，悬浮在泥浆中的土颗粒将逐渐沉淀到槽底，此外，在挖槽过程中未被排出而残留在槽内的土渣，以及吊放钢筋笼时从槽壁上利落的泥皮等都堆积在槽底。在挖槽结束后清除槽底沉淀物的工作称为清底。清底是地下连续墙施工中的一项重要工作，必须做好。

清底的方法，一般有沉淀法和置换法两种。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后再进行清底；置换法是在挖槽结束之后；对槽底进行认真清理，然后在土渣还没有再沉淀之前就用新泥浆把槽内的泥浆置换出来，使槽内泥浆的相对密度在1．15以下，目前多用置换法进行清底。

（四）钢筋笼制作

钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节，在施工过程中，钢筋笼的制作与进度的快慢有直接影响。进度问题进度是由许多因素影响的，一般碰到的主要有：施工时场地条件不允许设置两个钢筋制作平台。钢筋笼制作速度决定了施工进度，要保证一天一幅的施工进度，一定要两个施工平台交替作业。焊接质量问题是钢筋笼制作过程里一个比较突出的问题。

（五）钢筋笼吊放

钢筋笼的起吊、运输和吊放应周密地制定施工方案，不允许在此过程中产生不能恢复的变形。钢筋笼起吊应用横吊梁或吊架，吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段的中心，垂直插入槽内。

（六）混凝土浇注

地下连续墙的混凝土是靠导管内混凝土面与导管外泥浆面之间的压力差和混凝土本身的良好流动性，不断填满原来被泥浆占据的空间而形成连续墙体的。由此可见，要得到质量优良的地下连续墙，必须具备以下几个条件：①要生产出品质优良的混凝土拌和物，具有良好的流动性和缓凝的特性，要连续不断地供应足够数量的混凝土；②槽孔泥浆性能要好，即密度要小，稳定性好（沉渣少)，抗污染能力强。混凝土应按照比结构设计规定的强度等级提高5MPa进行配合比设计。④对于混凝土的原材料，为避免分层离析，要求采用级配良好的河砂，粗骨料宜用粒径5～25mm的河卵石，水泥采用42．5或52．5级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

（七）槽段间墙的接头

地下连续墙的槽段间的接头一般分为柔性接头、刚性接头和止水接头。

结束语

总之，要做好高层基础施工工程，就必须抓好连续墙的施工工艺与质量，严格按照工序与安全管理规定进行，才能打好扎实的基础，为建造高水平的建筑楼房奠定基础。

参考文献：