施工技術(shù)工作述評
施工技術(shù)工作述評1我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況
我國現(xiàn)代高層建筑起源于20世紀(jì)的上海。1934年建成的上海國際飯店， 地下2層、地上22層， 高3215m ， 為鋼結(jié)構(gòu)， 是我國第1幢高樓。此后， 高層建筑方興未艾， 但由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因， 建國后到80 年代前再沒有修建過高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。進(jìn)入90 年代以后， 一批高層、超高層建筑如雨后春筍般建起。由于外資工程的興建， 建筑用鋼材的發(fā)展， 高層鋼結(jié)構(gòu)建筑開始逐漸增多。浦東開發(fā)區(qū)的建設(shè)，使上海的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展尤其迅速， 如上海金茂大廈(88層、高420m)及擬建的上海環(huán)球金融中心(96 層、高460m ) 等， 使我國的高層建筑進(jìn)入世界前列。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國大陸已建和在建的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑， 總建筑面積為305.09 萬m2，總用鋼量約為29.442萬t， 其功能大多為綜合、辦公、賓館，分布地區(qū)主要在上海、北京、深圳。
鋼結(jié)構(gòu)之所以在土木工程中得到廣泛應(yīng)用， 是由于它具有以下優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高， 塑性、韌性好; 重量輕; 材質(zhì)均勻和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合實(shí)際; 制作簡單， 施工工期短。當(dāng)然， 它也有耐火、耐腐蝕性差， 造價稍高等不足之處， 但綜合評定，鋼結(jié)構(gòu)仍是結(jié)構(gòu)體系中重要的組成部分。
在高層建筑中， 目前有3 種結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和由兩大基本體系組成的混合結(jié)構(gòu)。在高層建筑混合結(jié)構(gòu)中， 鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用形式為： ①作為鋼框架與混凝土核心筒組成受力結(jié)構(gòu)體系， 是高層混合結(jié)構(gòu)中常用的形式，如上海金茂大廈、廈門遠(yuǎn)華大廈、深圳地王大廈等; ②作為勁性骨架與混凝土一起組成受力構(gòu)件， 包括鋼管混凝土等; ③組成網(wǎng)架、桁架等大跨屋蓋結(jié)構(gòu)體系。混合結(jié)構(gòu)兼有鋼與混凝土兩者的優(yōu)點(diǎn)，整體強(qiáng)度大、剛性好、抗震性能良好， 當(dāng)采用外包混凝土構(gòu)造形式時， 更具有良好的耐火和耐腐蝕性能�；旌辖Y(jié)構(gòu)構(gòu)件一般可降低用鋼量15%～ 20%。混合樓蓋及鋼管混凝土構(gòu)件， 還具有少支模或不支模， 施工方便快速的優(yōu)點(diǎn)。因此混合結(jié)構(gòu)在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中所占比重較多。
我國目前鋼產(chǎn)量已超過1 億t， 成為世界上的鋼產(chǎn)量大國， 同時，鋼材的品牌、規(guī)格與質(zhì)量也日益提高， 為我國高層建筑用鋼提供了物質(zhì)基矗我國建筑技術(shù)政策[1 ]中專門提到“發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)(含預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu))。對于超高層建筑結(jié)構(gòu)， 大跨空間結(jié)構(gòu)或大跨重載工業(yè)廠房等， 可采用鋼結(jié)構(gòu);對大跨空間屋蓋系統(tǒng)， 可選用鋼網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、殼體、膜結(jié)構(gòu)等。加速推廣輕鋼結(jié)構(gòu)”，“研究推廣組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)， 為了充分發(fā)揮不同結(jié)構(gòu)材料的性能， 根據(jù)建筑物特點(diǎn)，可采用兩種及以上結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成的組合結(jié)構(gòu)， 如由型鋼、鋼筋、混凝土構(gòu)成的勁性鋼筋混凝土; 由鋼管和混凝土構(gòu)成的鋼管混凝土。
在一個建筑物上可采用兩種及以上結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)， 如采用鋼筋混凝土作為高層建筑的核心筒，高層建筑外柱采用鋼框架結(jié)構(gòu)與其相連”�？梢婁摻Y(jié)構(gòu)(包括混合結(jié)構(gòu))在今后高層建筑中將越來越多。截止1998 年，我國已建成的全國最高的十大建筑物中， 鋼結(jié)構(gòu)(包括混合結(jié)構(gòu)) 建筑占50% 。
2高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)的施工大體上可分為兩大部分， 一是鋼構(gòu)配件的制作， 二是現(xiàn)場的拼接安裝，除此之外， 還有防腐、防火處理等。從技術(shù)上看， 鋼結(jié)構(gòu)施工有以下特殊要求：
(1) 對測量、定位、放線要求嚴(yán)格這在制作和安裝階段都是較為重要的問題。鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型比較清楚，對尺寸變化比較明顯。下料不精確， 會造成構(gòu)件的變形， 安裝時不能就位， 影響承荷效果。同時在高層建筑中， 房屋高、體型大，誤差積累非常顯著， 柱子或其它構(gòu)件微小的偏移會造成上部很大的變位，極大地改變結(jié)構(gòu)的受力， 影響設(shè)計(jì)效果， 甚至產(chǎn)生工程事故。
(2) 安裝過程中對天氣、溫度等條件敏感鋼材熱脹冷縮，尺寸變化較大， 溫度過高或過低都會對安裝精度產(chǎn)生影響。同時， 在鋼材連接中， 焊接和栓接的質(zhì)量與天氣、溫度息息相關(guān)， 刮風(fēng)、下雨、下雪都不適宜進(jìn)行工作。鋼結(jié)構(gòu)焊接有其專門的技術(shù)規(guī)程要求，實(shí)際工作中， 自然條件不能滿足工作要求時， 往往要采取人工措施給施工創(chuàng)造條件， 比如焊條的預(yù)熱、鋼板的預(yù)熱加溫等。
(3) 鋼結(jié)構(gòu)安裝對機(jī)械設(shè)備要求高鋼結(jié)構(gòu)施工是一種預(yù)制化、裝配式的施工，對起重、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械的性能要求高。
由于鋼構(gòu)件重量大、體型大， 高層建筑施工中高空作業(yè)多， 對吊裝過程中的技術(shù)要求高，吊裝的施工荷載必須同其自身設(shè)計(jì)承載力相吻合， 鋼構(gòu)件在運(yùn)輸、堆放、起吊、就位及安裝過程中， 要按事先模擬設(shè)計(jì)的條件進(jìn)行。另外， 在一些特殊的施工方法中， 如同步頂升法、高空滑移法等施工時，對機(jī)械設(shè)備性能有更高的要求。
(4) 防腐、防火要求嚴(yán)分施工過程中的防腐、防火和安裝完成后的防腐、防火。
(5) 鋼結(jié)構(gòu)工程量大，構(gòu)件多， 現(xiàn)場必須設(shè)置臨時堆放場地及相應(yīng)的中轉(zhuǎn)堆常
3鋼結(jié)構(gòu)主承建承包方式的概念
我國建筑施工企業(yè)組織結(jié)構(gòu)可以簡單歸結(jié)為以下3個層次： ①工程總承包企業(yè); ②獨(dú)立承包的施工企業(yè); ③非獨(dú)立承包的專業(yè)勞務(wù)施工企業(yè)。
在土建行業(yè)中， 鋼結(jié)構(gòu)是一個技術(shù)相對密集的.領(lǐng)域， 從理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到制作安裝，都有其特點(diǎn)， 特別是近年來CAD、CAM、C IM S 技術(shù)已滲入鋼結(jié)構(gòu)， 房屋的生產(chǎn)周期越來越短， 因而對鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的素質(zhì)要求越來越高。根據(jù)這些情況， 為了提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)一般都通過專業(yè)化、集約化的道路。顯而易見， 鋼結(jié)構(gòu)公司處于第2層次。
從我國目前的實(shí)際情況看， 已建和在建的高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和總承包幾乎全部由國外承擔(dān)，鋼材幾乎全部從國外進(jìn)口， 而鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝則主要由國內(nèi)單位承擔(dān)。鑒于目前我國的大部分鋼結(jié)構(gòu)安裝公司不具備在大型工程中擔(dān)負(fù)工程施工總承包的能力(也有業(yè)主自身的偏見原因)， 且沒有自己的構(gòu)件加工企業(yè)， 同時， 因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)工程技術(shù)難度大， 質(zhì)量要求高， 業(yè)主在發(fā)包工程時， 要求總承包商將工程分包給專業(yè)承包商�；阡摻Y(jié)構(gòu)工程是主體工程的重要組成部分，為體現(xiàn)其重要性， 稱其分包關(guān)系為鋼結(jié)構(gòu)主承建關(guān)系。
鋼結(jié)構(gòu)工程主承建的承包類型， 其實(shí)質(zhì)仍是一種分包關(guān)系， 是一種分包形式，但從內(nèi)容上看， 作為分包單位又有其自身的相對獨(dú)立性， 區(qū)別于合伙或聯(lián)合承包的方式， 卻又帶有一些相似性。因此鋼結(jié)構(gòu)主承建方式施工中的項(xiàng)目管理除了具有鋼結(jié)構(gòu)工程施工的一般特點(diǎn)外，又有其自身的特殊性：①要求從管理上接受總包的領(lǐng)導(dǎo)， 協(xié)助總包工作; ②在分包施工的范圍內(nèi)， 要按項(xiàng)目管理的要求， 用一整套現(xiàn)代管理方法指導(dǎo)施工; ③在一個大型公共建筑施工中，分包單位不只1個， 必須做好分包單位之間的協(xié)調(diào)管理工作; ④在混合結(jié)構(gòu)施工中， 鋼結(jié)構(gòu)工程與混凝土工程的技術(shù)配合與協(xié)調(diào)也是工程管理的重要方面; ⑤鋼結(jié)構(gòu)主承建因其所處的特殊合同地位，加強(qiáng)項(xiàng)目的合同管理對項(xiàng)目施工具有重要意義。
4我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中存在的問題及對策我國鋼結(jié)構(gòu)的施工水平發(fā)展很快， 在不長的時間內(nèi)， 已能獨(dú)立承建一些超高層和大跨度結(jié)構(gòu)。除超高層建筑外， 大空間鋼結(jié)構(gòu)中以鋼管為桿件的球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架，多層變截面網(wǎng)架及網(wǎng)殼等是我國空間鋼結(jié)構(gòu)用量最大的結(jié)構(gòu)形式， 在設(shè)計(jì)、施工方面均達(dá)到國際先進(jìn)水平。輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)具有重量輕、強(qiáng)度高、安裝速度快等優(yōu)點(diǎn)也已大量應(yīng)用。此外，鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、連接和防護(hù)技術(shù)也已達(dá)到了很高的水平。在現(xiàn)代化項(xiàng)目管理和計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面， 一些企業(yè)已運(yùn)用系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、目標(biāo)管理和現(xiàn)代管理技術(shù)編制施工組織設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌安排施工技術(shù)方案和計(jì)劃進(jìn)度。
我國鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)水平總體并不比國外差， 我們的不足主要表現(xiàn)在管理方面： ①缺乏總承包的能力， 這與企業(yè)的管理、資金、技術(shù)息息相關(guān); ②項(xiàng)目管理粗獷， 在質(zhì)量、成本、進(jìn)度、安全控制， 合同、信息、現(xiàn)嘗要素管理方面與國外相比還有差距; ③計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平低， 人員缺乏， 從業(yè)人員水平低， 資源缺乏， 忽視軟件開發(fā)等; ④鋼結(jié)構(gòu)施工中傳統(tǒng)的手工業(yè)還大量存在， 信息化、智能化施工還沒全面開始形成; ⑤開拓國際化水平低， 企業(yè)缺乏綜合性人才和及時的信息， 不能走出國門。此外， 還有很多企業(yè)沒意識到鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展， 仍然把鋼結(jié)構(gòu)施工看作是混凝土施工的附屬， 沒能把鋼結(jié)構(gòu)施工有效分離，建立一批專業(yè)化的公司， 并形成獨(dú)立的施工體系。
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