高层建筑钢结构施工范文

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高层建筑钢结构施工

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关键词:高层;建筑;钢结构;施工技术

Abstract: along with our country city to speed up the process, an influx of immigrants into the city, land shortage. With the large number of high-rise buildings.Steel structure with its special characteristics andmechanical properties, so its application in the construction industry more and more widely. This paperintroduces the composition of high-rise steel structures,analysis of high-rise steel structure construction technology, for reference only.

Keywords: high; construction; steel structure; construction technology

中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

一、钢结构的特点

钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构,因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点,通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大,有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构。进而取代了传统的砖混结构、混凝土框架结构建筑。

二、钢结构主要构件

(一)梁、柱

钢结构住宅结构一般设计为强柱弱梁形式,梁柱均取等截面形式。梁主要选用高频焊接和热轧H钢,它是工字钢的升级换代产品,具有抗弯性能好,翼缘宽,侧向刚度大,翼缘表面相互平行,构造方便等优点。我国目前采用的H钢梁大多为Q235和Q345钢,翼缘宽度为60~180mm,截面高度为100~800mm。

钢结构住宅一般为大开间,框架柱在两个方向都承受较大的弯矩,同时应该考虑强柱弱梁的要求,目前广泛使用焊接H型钢或I字热轧钢截面。对于轴压比较大、双向弯矩接近、梁截面较高的框架柱,采用双轴等强的钢管柱或方钢管混凝土柱。方钢管混凝土柱不仅截面受力合理,同时可以提高框架的侧向刚度,防火性能好,而且结构破坏时柱体不会迅速屈曲破坏。

(二)楼板

楼板结构的选择至关重要,它除了将竖向荷载直接分配给墙柱外,更主要的作用是保证与抗侧力结构的空间协调作用。所以,楼板必须有足够的承载力、刚度,并且与钢框架实现可靠连接,确保结构体系的整体刚度和稳定性。另外从抗震角度来看,还应采用相应的技术和构造措施减轻楼板自重。同时楼板还要应该满足住宅功能的要求,如防颤动、隔音、隔热等。我国钢结构住宅的楼板,一般采用钢筋混凝土结构和钢结构体系的传统做法。常用的楼盖结构有:压型钢板-现浇混凝上组合楼板,现浇钢筋混凝土板以及钢-混凝土叠合板,而以第一种最为常用。

(三)支撑体系

支撑分轴交支撑和近年发展起来的偏交支撑两种,前者耐震能力较差,后者在强震作用下具有良好的吸能耗能性能,而且为门窗洞的布置提供了有利条件,目前国内用得还很少,建议在高烈度区首选偏交支撑。

三、高层建筑钢结构施工技术

(一)塔吊

塔吊的选择一定要符合施工要求以及布置的位置是否方便施工以及以后的拆卸等问题。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。若使用附着式塔吊时,如果工程设计师180m,那么就要采用210m的塔吊比较合适,这样,即从经济上考虑,又在施工成本上节约。

(二)吊装

吊装在钢结构施工中是一个关键重要的工序,吊装的速度与质量对整个工程起着举足轻重的作用。

吊装的总原则:

a.在一个平面内,要从中心位置,核心筒逐步向四周去展开吊装,从中间位置的单元,要先构件成一个稳定的单元刚度柱,要先吊装柱,再吊装梁,在一个柱网单元固定后,在依次在周围吊装两个单位,三个单元,直到最后全部吊装完成后进行全面的校对。

b.竖向吊装顺序(以一柱三层为例):先安4根钢柱下层框架梁测量校正螺栓初拧中层框架粱上层框架粱测量校正螺栓初拧测量校正终拧高强螺栓焊接焊缝检测散铺上层压型钢板与栓钉焊接下、中层压型钢板散铺与栓钉焊接下、中、上层钢梯、平台吊装楼盖钢筋混凝土楼板施工。

(三)焊接

焊接高层钢结构具有工期紧、结构复杂、工程量大、质量要求高的特点,而焊接作为钢结构施工的重要工序,其焊接顺序与工艺参数的选择与施焊水平对工程的“安全、优质、高速”的完成影响重大。焊前进行清理,使用电动钢丝砂轮对坡口内及两侧的浮锈打磨清理,并进行必要烘干处理。焊接顺序和焊接方向的合理性。先焊收缩量大的焊缝,以保证焊缝能够自由收缩;从部件相互之间相对固定的位置朝向彼此间有更多的相对运动自由的位置。拼板时,先焊错开的短焊缝,后焊通直的长焊缝。在焊接的过程中,注意保护气体对焊接点的保护,限制空气侵入。对于重要的焊接结构,若焊接接头的组织和性能不能满足要求时,可采取焊后热处理(退火、回火、淬火)以改善焊接接头的组织和性能,同时也可以消除或减少焊接应力。

四、高层建筑钢结构施工特点

钢结构的施工大体上可分为三大部分:钢构配件的制作、现场的拼接安装、防腐防火处理。

(1)钢结构施工对施工测量要求严格。钢结构在进行结构计算时,力学模型非常清晰,尺寸变化对模型影响明显。因此,在制作和安装阶段,施工测量是较为重要的问题。例如,下料不精确,会造成构件的变形;安装时不能就位,影响承荷效果钢结构施工现场焊接的环境特点。

(2)钢材具有热胀冷缩的特性,其在安装过程中对天气、温度等条件敏感。钢结构焊接有其专门的技术规程要求,实际工作中,自然条件不能满足工作要求时,往往要采取人工措施给施工创造条件,比如焊条的预热、钢板的预热加温等。如果钢结构在施工过程中尺寸变化较大,温度过高或过低都会对安装精度产生影响。

(3)钢结构易锈蚀,防火性能较差,需对其进行涂装保护。把钢结构防火涂料涂在钢结构件表面,以起到防火隔热保护作用,防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度,避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌。

五、安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节,超高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。在施工过程中,仅螺栓就有40万颗,这些零件虽小,但如果从l00m以上的高空掉下去,后果可想而知。针对超高层钢结构施工的特点,采取事前与过程控制相结合的方法,即事先采取防护措施(如防坠板、防坠器、安全梯、缆风绳等),并加强对施工人员的安全教育,坚持安全巡视制度。

工程在吊柱子时外墙设置网,吊框架梁时架设临时活动式走道,并随框架吊装逐层升高;拧螺栓时在梁端挂设吊篮,焊接时搭设操作平台,另外做到及时铺设楼层压型板以确保施工安全。

尽管钢结构体系在我国还处在刚刚起步阶段,但该体系集众多优点于一身,一旦相关的配套技术及市场问题进一步解决之后,钢结构的发展将有着非常光明、广阔的前景。

参考文献

[1] 王培成. 高层建筑钢结构施工技术与管理[J]. 科技资讯, 2011,(09)

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关键词:高层建筑钢结构制作安装

前言:传统的钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重较大,柱子所占的建筑面积比率又高。因此,在目前高层建筑施工中,钢筋混凝土的使用受到越来越多的局限和质疑。而高强度钢材的出现,恰恰解决了钢筋混凝土在超高层建筑使用中的尴尬局面。钢结构与普通的钢筋混凝土相比,具有高强、均质、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性。目前早已广泛应用于高处建筑、办公大楼、工业厂房等等建筑行业中。以下笔者从高层建筑钢结构施工设计的多个方面进行粗浅的分析,以供参考。

1.高层建筑钢结构材料的选用

钢结构与普通的钢筋混凝土相比,具有高强、均质、施工速度快等优点。特别是近些年来,随着我国冶金技术的提高,钢结构逐渐克服了导热系数大、耐火性差得先关问题,耐火钢广泛投入研究和生产,为我国钢结构的发展创造了更加有力的客观条件。目前我国主要投入生产的耐火刚有B400RNQ和B490RNQ两种型号。同时,为了保证钢结构在600C时仍然具有150到220MPa强度,一般在高层建筑中主要采用的钢结构施工设计为框一剪、框一筒结构体系。而在建筑造价上,钢结构造价大约占钢材费用的40%,制作安装费用的30%,防火涂料费用的30%,分析各种造价费用可以看出防火涂料费用占钢结构造价费用的比重加大。因此,耐火刚的有效研发、生产、投入使用,虽然成本造价上比一般的钢材价格会有所提升,但是在防火方面极大的降低了钢结构建筑使用防火涂料的价格,抵消一部分钢结构在防火涂料上的成本费用,平衡了高层建筑钢结构的成本费用的同时,提高了高层建筑钢结构的可靠性和安全性。

2.高层建筑钢结构的制作与安装

2.1选取统一的测量仪器和钢材量具

一般情况下建造一栋高层建筑,需要涉及到许多相关建筑方面,如土建、玻璃幕墙、钢结构以及其他设备的安装。然而由于建筑一栋高层往往建造周期较长、工期反复,因此在建造中保证统一的标准尤为重要。在施工建筑中,高层建筑物应该更具我国计量部门的统一规定,使用统一的测量仪器和钢尺,以此确保对高层建筑物在进行定期校验时可以保障建筑物的各项指标符合国家规定,各项指标没有明显的偏差。

2.2 对高层建筑轴线、标高、地脚栓的定位

对高层建筑钢结构轴线的定位,可以根据建筑场地的宽窄,选择在建筑外部或者内部设置控制轴线100M高度的建筑需要设置一个控制桩,一共架设经纬仪或激光仪控制桩的位置,要求以能满足通视、可视为原则钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性,一般为2~3 层为一节,对每一节柱r安装小得使用下一节柱子的定位轴线,应从地面控制轴线引到高空,以保证每节柱r安装正确无误,避免产生累积误差。柱脚与钢筋混凝土基础的连接,一般采用埋入式钢性柱脚,地脚螺栓是在安装就位第节钢柱时,控制平面尺寸和标高的临时固定措施。 2.3 钢结构中钢柱的制作和安装

在高层建筑中钢柱是决定建筑物总高度的竖向构建,在建筑施工中有着极其重要的作用。一般钢柱在加工制度中必须满足建筑行业的实际验收标准100M高,同时在制作中分为8到12个构件,在翻样下料中首先应该充分考虑到在焊缝收缩变形和竖向荷载作用下所引起压缩变形。因此即使钢柱在翻样下料过程中即使与设计长度有几毫米的差距,也不能忽略不计。同时,在安装过程中上下两节钢柱截面及时完全相等,也不允许相互调换位置,对每一节的钢柱应该给予编号,从而正确的安装就位。

对钢柱标高的控制一般有两种力式:一方面,按照相对标高制作安装。在不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,高柱误差不应该超过3mm,各节柱制作也应该符合建筑行业的验收要求。而这种制作要求一般安装在12层以下,对层高控制不是很严格的建筑物;另一方面,按设计标高制作安装土建的标高安装第一节钢柱底面标高,且每一节的钢柱其累加在一起的尺寸总和应该符合建筑设计的总尺寸要求。同时,在钢柱的安装、加工过程中,无论采取哪种安装方式,距应该在翻样下料制作过程中将收缩变形和竖向复杂作用下,所引起的压缩变形,加大钢柱的安装、加工过程中表现出来,以此符合各种高度、各种形式的施工设计要求。

2.4 高层建筑框架梁的安装、制作

目前我国高层建筑在框架梁的选取上一般采用H型钢,钢架梁与钢柱之间由钢性连接,其中钢柱呈贯通型。同时对框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向的加劲肋框架梁按照已经编制好的序列号准确就位,保证钢柱与框架梁之间的接触节点域能够有很好的准确性和可靠性。在框架梁的制作中,应该在框架梁所在的位置设置相应的悬梁与上下翼缘采用熔透焊缝方法进行连接,在腹板上采用高强螺栓连接。由于在钢结构建筑施工中其对精准度得要求,远远大于对钢筋混凝土的施工要求。因此在框架梁和钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,其腹板在俩接中应该确保孔边距的基本要求,开椭圆孔。

结束语:

综上所述,高强度钢材的出现有效的解决了传统高层建筑钢筋混凝土使用的尴尬局面,进一步有效的提高了我国超高层建筑的施工技术。目前高强度钢材早已广泛应用于我国超高层建筑中,钢结构势必成为建筑施工的主流发展趋势。本文笔者从钢结构的多个方面入手,粗浅的阐述了钢结构制作、安装、选取等多个方面,以供参考。

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关键词:高层建筑;钢结构;优点;施工技术

中图分类号: TU74 文献标识码: A

Abstract:The construction of high-rise building, steel structure construction is a be just unfolding of new technologies. This paper describes the advantages of high-rise steel structures, technical key points in construction of high rise building.

Key Word: High-rise building; Steel structure; Advantage; Construction technique

中国目前飞速发展的支持经济不断提升的是建筑产业,高层建筑成为了城市的标志。高层建筑施工中,钢结构施工是一门方兴未艾的新技术课题。高层钢结构建筑的施工技术相当复杂,需要大量的专业施工技术人员,在高层建筑施工中抱以实事求是的精神、科学严谨的态度,才能促进这一行业更好的发展。

一、高层建筑钢结构的优点

一般来说,材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是

用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料

的结构相比,钢结构有如下一些优点。

1、材质比较均匀

从钢材的机械功能来分析,钢材的材质是与力学假定条件的计算

比较符合的;由于钢材的内部结构是接近于各向同性的,其材质情况

的波动范围也比较小,只要保持在一定应力的幅度内都能有较好的弹

性:其实际的受力状态与工程力学计算的结果是较为接近的,所以材质方面较好。

2、塑性和韧性好

在一般的压力的作用下,钢材是不会因为超载而引起各种断裂和

损害的。钢材可以分配建筑内部各局部的作用力,这样就能让建筑结

构整体的应力变得平衡,而这样的结果也只是增加了应变值而已。与

混凝土、砖石和木材相比,强度要高得多,钢材结构的塑性和韧性都较好,这让钢材适应荷载的能力比较强,特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构,别是在强震作用下,钢材结构都能保持较好的整体性,对于其他材质结构做建设的建筑物的抗震能力要强很多。

3、钢结构制造简便,施工周期短。

钢结构所用的材料单纯而且是成材,加工比较简便,并能使用机械操作,因此,大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件,精确度较高。构件在工地拼装,可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓,有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装,以缩短施工周期。此外,对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固,用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

二、高层建筑钢结构施工技术

1、螺栓预埋

在螺栓预埋过程中,柱脚螺栓的预埋点必须十分精确,如有一点

的偏差就会导致钢柱安装上出现困难,进而对安装质量有较大的影响。因此,螺栓的预埋位置必须给予十分严格的控制,特别是在施工过程中应该严格控制好基础轴线以及标高基准点,在埋设后应进行两次复测,第一次复测应该在埋设定位之后进行,第二次的复测应该在基础混凝土浇筑并待其坚固之后进行,当在复测的过程中出现位移超出了规定的范围就必须进行重新埋设。其标高位置的偏差应在±5mm之间,定位轴线的偏差范围应控制在±2mm之内。

2、钢柱吊装

钢柱竖直于地面,钢柱影响了建筑高度和层数。对其生产加工需

考虑目前行业标准。钢柱在用料制作时要注意焊接过程会导致材料收

缩,并且将其竖直放置后受力改变后也有可能受向下的压力扭曲,因

此翻样、下料时选择材料要比完成长度略长些,大概几毫米的差距。

且钢柱上相两截的尺寸即使一样也不能互换。每节钢柱用编号加以区

分。准确安装。高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域,吊装按划分的区域,平行顺序同时进行。为了避免钢柱安装的时候撞坏螺栓丝牙部位,要在地脚处安装保护保护装置。钢柱被吊起来等待安全前需做好前期设置工作,在预定位置按好应用于上下的梯子,挂蓝等。起重时用双机还是单机设备的选择根据高柱的轻重和起重机的载重能力来判定。

3、钢梁吊装

主梁起吊前期要调查好各项安全设施,梁上安装好辅助工具:扶

手干,绳。起吊安装到位后把扶手绳和柱子紧紧挤在一起,确定稳固。

这是施工安全的重要组成部分。通常情况下选择梁上边界处打孔使之

成为吊点。它的大小和方位反映的是钢梁跨度的大小。如果小梁数量

很多,也可以用一次多吊的方法节省时间。此外还有一种方法增加施

工安全和效率是将梁、柱在地面组合成一个大的整体一次性起吊,但

需要保证整体性不会因为高空重力而散架。

4、钢结构高强螺栓连接

A、节点处理

高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后,再对接合件进行矫

正,消除接合件的变形、错位和错孔、板束接合摩擦面要贴紧后进行

安装高强度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧,结合良好,先用临

时变通螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时

螺栓的数量应由计算决定,一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲打穿入螺全的数量不宜多于临时螺栓总数的3%。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓,以防止损伤螺纹,引起扭矩系数的变化。

B、螺栓安装

高强度螺栓安装在节点全部处理好后进行。螺栓要按照同一个方

向穿进。考虑到工程方便,所有都按照由内而外的方向进入螺栓,在

外面做好牢固措施。也有一些习惯从外向内穿进,以方便实际动手操

作。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时,根部的垫圈有倒角的一

侧应朝向螺栓头,安装尾部的螺母垫圈则应与扭剪型高强度螺栓的螺

母和垫圈安装相同。

C、螺栓紧固

高强度螺栓紧固时,应分初拧、终拧。对于大型节点可分为初拧、

复拧和终拧。初拧是考虑钢板扭曲和螺栓的切合程度不再紧实,做好

第一次加固措施,防止二者相互影响。高强度螺栓紧固时,至少分

二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧轴力一般宜达到标准轴力的

60%-80%,最低不应小于标准轴力的30%。复拧即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后,在初拧的基础上,再重复紧固一次,复拧扭矩值等于初拧扭矩值。终拧是对高强度螺栓作最后的紧固。终拧的轴力值以标准轴力为目标,并应符合设计要求。考虑高强度螺栓的蠕变,终拧时预拉力的损失、根据试验,一般为设计预拉力的5%-10%。

5、钢结构的焊接

钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设

计要求分为I、Ⅱ、Ⅲ级,I级焊缝要求最高,Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查,表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。I、Ⅱ级焊缝应进探伤检验,其检验方法按以下原则确定:①对工厂制作的焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm。②对现场安装焊缝,应按同一类型,同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,且应不少于1条焊缝。Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%,Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%。施工中钢柱之间的连接常采用坡口电焊连接。主梁与钢柱间的连接,一般上、下翼缘用坡口电焊连接,而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接,少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接,柱与梁的焊接顺序,先焊接顶部柱、梁节点,再焊接底部柱、梁节点,最后焊接中间部分的柱、梁节点。对坡口进行电焊粘贴的前期工作有检测坡口平实度、清理杂物废物使之符合焊接标准、先加温使其适应焊接、两个柱子结合时用两个焊接人员两边同时开工,柱子和梁也采用这种连接方式,这样可以缓解形状不对称或变形。对于厚板的坡口焊,打底层焊多用直径4mm焊条焊接,中间层可用5mm或6mm焊条,盖面层多用直径5mm焊条。三层应连续施焊,每一层焊完后及时清渣。焊缝余高不超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10,但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时,用石棉布保温使焊缝缓

慢冷却。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。

总结

高层建筑的钢结构的广泛应用是一种发展趋势,高层建筑中钢结构安装精度及质量问题是重点,严格控制高层建筑钢结构施工技术,才能确保钢结构工程的顺利进行。

参考文献:

[1]沈在海.钢结构施工技术在高层建筑施工中的应用[J].福建建材,

2011(13).

[2]郑茁.建筑工程中超高层钢结构旋工管理技术[J].中国新技术新

产品.2011(07)

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参考文献;高层建筑;钢结构;施工技术

中图分类号:TU208文献标识码: A

1、高层建筑钢结构施工的优势与缺点

1.1主要优势

1.1.1施工周期短。用于施工的钢结构构件可以工厂制作,在现场安装。在安装时,不需搭设大量的脚手架,同时采用压型钢板可作为混凝土楼板的永久性模板,无需另行支设模板,而且混凝土的施工可与钢结构安装交叉进行,可以大大缩短施工周期。

1.1.2空间大。由于钢材的抗压、抗侧弯强度均为混凝土的1.5倍,因此在相同强度的条件下可以缩小截面从而增大了有效空间。

1.1.3可循环利用。钢结构建筑物的施工材料可以实现钢材再生利用,同其它结构建筑物相比减少了大量的建筑垃圾。

1.2存在的主要缺点

1.2.1耐火性差。钢结构在火灾的情况下,钢材的导热系数远大于钢筋混凝土的导热系数,其耐火性能远差于混凝土结构,钢材的屈服强度和弹性模量随温度上升而急剧下降。当结构温度达到350℃及500℃时,其强度可分别下降30%~50%。当温度达到600℃时,钢结构基本丧失了其全部的刚度和强度,以致结构完全丧失承载能力,变形急剧增大,导致结构倒塌。因此,在钢结构建筑设计中结构抗火被视为重要一环。

1.2.2耐腐蚀性差。由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合生成氧化铁锈,锈蚀能够引起应力集中,危害钢结构的使用安全,使钢结构提前破坏,因此对钢结构进行有效的防腐才能确保其使用年限。

2、高层建筑钢结构施工技术分析

2.1螺栓预埋

柱脚与钢筋混凝土基础的连接,一般采用埋入式刚性柱脚螺栓。柱脚螺栓是在安装就位第一节钢柱时,控制平面尺寸和标高的临时固定措施。因此,在预埋柱脚螺栓时,应严格控制基础轴线和标高基准点,定位轴线的偏差控制在±2mm以内,其标高偏差控制在5mm以内。螺栓预埋应进行2次复测,第一次存埋设定位后,第二次在基础混凝土浇筑并待其坚固后。在复测过程中,如果发现位移超出范围,必须进行重新埋设。

2.2吊装

2.2.1钢柱吊装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件。而吊装是高层钢结构工程施工的关键工序,吊装速度的高低和质量的好坏对整个工程质量起着举足轻重的作用。

一是,钢排吊装工作一般需划分吊装作业区域,吊装时,先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,按先主梁后次梁顺序进行。

二是,在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套,以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。钢柱吊装前,应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

三是,钢柱的吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置,采用专用吊索吊装;钢柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔,并将临时高强螺栓等拴牢在柱底连接耳板处。

四是,钢柱垂直起吊至安装位置后,拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓,达到0.6kN.m扭矩。对正时,先调标高,当标高误差超过6mm时,需进行调整。如误差过大(大于20mm),不宜一次全部调整好,可先调整一部分,待下一次再调整,否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面标高;然后凋整上下柱接头错边(扭转),当上柱与下柱发生扭转错位时,可在连接上下的耳扳处加垫板进行调整;最后由2台激光经纬仪以基准点为依据,从2个不同方向校正柱子垂直度,最终将偏差控制在±2mm内。

五是,柱与柱临时接头用高强螺栓,在调整标高和垂直度后紧固。安装过程中,一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头支撑,不用缆风绳,不用支撑。

2.2.2钢梁吊装

在钢梁吊装前,应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前,应在梁上装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位后,将扶手绳与钢柱系牢,以保证施工人员的安全;吊点位置取决于钢梁的跨度,一般在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。为提高塔吊的垂直运输效率,对于重量较小的次梁和其他小梁,可利用多头吊索一次吊装数根。钢梁起吊就位后,在对其进行安装的过程中,应预留经试验确定的焊缝收缩量(2~3mm),并用经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度,然后调整构件的准确位置,确保螺栓孔全部对正.并放入高强螺栓临时固定,待主梁全部吊装完毕后,进行高强螺栓的初拧、复拧和终拧。

2.3钢结构高强螺栓连接

2.3.1采用高强螺栓连接方式时,应确保孔位的精确度。目前,制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔,但后者的精度高于前者,在施工时应优先考虑采用后者。

2.3.2每个螺栓一端不得垫2个以上垫片。高强螺栓应自由穿入,不得敲打和强行穿入螺栓。当螺孔出现局部偏差时,只允许使用绞刀进行修整。严禁用气割扩孔,若使用气割扩孔,则应按重大质量事故处理。

2.3.3绞孔修整前应保证其四周的螺栓会部拧紧,使板叠密贴后再进行。修整时应防止铁屑落人叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周的毛刺,同时扫清铁屑。

2.3.4高强度螺柃的安装在节点全部处理好后进行,应按同一方向插入螺栓孔内。对于箱形截面部件的接合部,全部从内向外插入螺栓,在外侧进行紧固。如操作不便,可将螺栓从反方向插入。

2.3.5钢梁安装过程中,板叠接触面应平整.接触面必须大于75%,边缘缝隙不得大于O.8mm。高强螺栓不得作为临时安装螺栓。

2.3.6螺栓拧紧应按一个方向施拧,拧紧顺序应由中心按辐射方向逐层向外扩展。当天安装的应终拧完毕,且终拧完毕后应逐个检查。对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距。

2.3.7对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧时,轴力一般宜达到标准轴力的60%~80%,最低不应小于标准轴力的30%;复拧时,在初拧的基础上,扭矩值等于初拧扭矩值;终拧时,顺序是先拧上层梁,再拧下层梁,最后拧中层梁,对每个节点处的高强螺栓须按由中央向四周的顺序进行终拧。

2.4钢结构焊接

2.4.1主梁与钢柱间的连接。一般上、下翼缘用坡口电焊连接,腹板用高强螺栓连接;次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接,少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。

2.4.2焊接钢结构前,应严格检查焊条的合格证,并按说明书要求使用焊条焊接时,应确保焊缝表面无裂纹、焊瘤,确保一、二级焊缝无气孔、夹渣、弧坑、裂纹,并按要求进行无损检测,确保一级焊缝不出现咬边。

2.4.3焊接原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理、检查,清除缺陷后再焊。

2.4.4焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝;多层梁柱焊接时,应根据安装情况,先焊顶层柱、梁节点,接着焊底部柱、梁节点,最后焊中间部分的柱、梁节点。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散;柱与柱的对接焊接,应采用2人同时对称焊接。

2.4.5焊缝焊完后,施焊焊工要打上操作者钢印。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。焊后24h进行超声波探伤检查,对不合格的焊缝要制定返修工艺,由焊接技术高的焊工按返修工艺返修合格。

结语

钢结构以钢材为材料做成受力构件的结构,与钢筋混凝土结构相比在“高、大、轻”三个方面具有独特的优势,炼钢技术和成型制造工艺的发展也推动了钢结构设计与施工技术的不断进步及完善。

参考文献

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【关键词】高层;钢结构;施工技术

1 钢结构的特点

一般来说,材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比,钢结构有如下一些特点

(1)材料的强度高,塑性和韧性好过钢材和其它建筑材料,诸如与混凝土、砖石和木材相比,强度要高得多。因此,特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然断裂,韧性好,结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延伸性能还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面,由于钢材的强度高,做成的构件截面小而壁薄,受压时需要满足稳定的要求,强度有时不能充分发挥。

(2)材质均匀,钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此,钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制,材质波动的范围小。

(3)钢结构制造简便,施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材,加工比较简便,并能使用机械操作,因此,大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件,精确度较高。构件在工地拼装,可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓,有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装,以缩短施工周期。此外,对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固,用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

(4)钢结构的重量轻。钢材的比重虽比混凝土等建筑材料大,但钢结构却比钢筋混凝土结构轻,原因是钢材的强度与比重之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载,钢屋架的重量最多不超过钢筋混凝土屋架的1/3 至1/4,冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10,为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构,重量轻也是一个重要的有利条件。

2 材料的选用

钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。

一般高层和超高层建筑采用框—剪、框—筒结构体系时的经济性统计为:钢结构造价=钢材费用(约占40%)+制作安装费用(约占30%)+防火涂料费用(约占30%),防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升,但防火涂料价格有较大幅度下降,可望部分抵消由此带来的成本上升,而且可靠度及安全性有了一定的保障。

3 制作安装施工技术

3.1 统一测量仪器和钢尺量具

建造一幢超高层大楼,涉及到土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装,使用的测量仪器和使用的钢尺必须由国家法定的同一计量部门由同一标准鉴定。

高层、超高层建筑施工周期较长,尚需定期对测量仪器和钢尺量具进行定期校验以保证建筑物各项指标符合规定的指标。

一般以土建部门的测量仪器和钢尺量具为准。

3.2 定位轴线、标高和地脚螺栓

钢柱的定位轴线可根据场地的宽窄,在建筑物外部或内部设置控制轴线。本工程高度在100m,设置二个控制桩,以供架设经纬仪或激光仪控制桩的位置,要求以能满足通视、可视为原则。

钢柱的长度以满足起重量的大小和运输的可能性,一般为2~3层为一节,对每一节柱子安装不得使用下一节柱子的定位轴线,应从地面控制轴线引到高空,以保证每节柱子安装正确无误,避免产生累积误差。

柱脚与钢筋混凝土基础的连接,一般采用埋入式刚性柱脚,地脚螺栓是在安装就位第一节钢柱时,控制平面尺寸和标高的临时固定措施。

3.3 钢柱的制作与安装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。

100m高的超高层钢柱一般分为8~12节构件,钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度,即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,要求对每节钢柱应编号予以区别,正确安装就位。

矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊,不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。

钢柱标高的控制一般有二种方式:

(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格,这种制作安装一般在12层以下,层高控制不十分严格的建筑物。

(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上,精度要求较高的层高,应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。

无论采用何种安装方式,都应在翻样下料制作过程中充分表达出来,并应符合设计要求的总高度。

3.4 框架梁的制作与安装

高层、超高层框架梁一般采用H型钢,框架梁与钢柱宜采用刚性连接,钢柱为贯通型,在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。

框架梁应按设计编号正确就位。

为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性,在工厂制造时,在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿),悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝,腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接。

由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(d0为螺栓孔径),并应保证孔边距的要求。

框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度,需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度。

框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接,目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘,先一端点焊定位,再焊另一端。

腹板则采用高强度螺栓连接,要充分理解设计时采用摩擦型还是承压型高强螺栓。采用摩擦型高强螺栓的摩擦系数应选用合理。

采用高强螺栓群连接时,孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔,前者精度低,后者精度高,应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时,应保证模板的精度,以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差,只

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关键词:高层建筑 钢结构 施工技术

中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(b)-0054-01

随着建筑各项事业的迅猛发展,各种先进的施工技术层出不穷,其中在高层建筑施工中,钢结构的使用越来越广泛,在技术上也有所提高,提高了高层建筑事业的发展效率,体现在建筑钢结构工程的被广泛运用上,以及施工质量的综合性、材料使用水平的提高。高层建筑钢结构的兴起,成为建筑事业新的起航点,要想稳定其持续发展,关键还得遵循施工过程的规范性以及施工技术的可靠性,严格按照施工图纸进行作业,保障施工的整体质量,确保取得长远的利益。

1 高层建筑钢结构的分析

高层建筑事业的不断发展,明显标志之一便是钢结构建筑的广泛使用,所谓的钢结构就是以钢材为主要建筑材料,通过钢板焊接、钢柱安装、螺栓连接而成的建筑结构,优势诸多,在施工过程中所需钢结构的配件可以直接通过工厂化生产,安装可以随时进行,使用空间范围较广,整个施工工程所需要的时间比较短,材料购买成本低,具备一定的施工安全可靠性,传统的钢筋混凝土在使用上一旦受到强烈的抗压,便会造成建筑质量的损坏,钢材的抗压强度比钢筋混凝土大,固定性强,利于导热,强烈的耐火性能维持建筑结构的抗火性,建筑结构所需材料较多,在一定程度上会有成本上的压力,但是钢材料有可循环再利用的效果,避免出现材料浪费的现象[1]。虽然钢结构有较多的优势,但是其也有局限性,钢结构必须有防火涂料维持其抗火性的稳定,但是所需要的防火涂料价格高,提高涂料购买成本,钢结构表面的铁离子容易与空气中氧气生成化学反应,导致钢材料不断出现生锈现象,进一步腐蚀钢结构的其他配件,缩短了钢结构的使用时间,降低建筑工程的整体质量。

2 高层建筑钢结构施工技术探析

2.1 准确预埋螺栓,完成钢柱的安装

高层建筑钢结构施工首先要做好螺栓的预埋,准确预埋螺栓能保障钢柱安装的稳定,方便钢柱的安装。施工中对于螺栓的定位点选择要依靠轴线的中心位置,其中找到标高基准点也是关键,找到这两个位置进行深度的预埋,轴线的选择偏差不可偏离2 mm以上,高基准点保持在5 mm左右,提前做好预埋预算,具体数据根据建筑施工面积而定,保障接下来钢柱的安装作业质量,预埋螺栓之后要进行一项重要的检测,检测需要分两个阶段进行,第一阶段是找到轴线定位点后,第二阶段是在预埋螺栓之后进行填土浇筑固定过程中,两个阶段的检测都要按规定执行复查;准确预埋螺栓之后便是钢柱的安装,安装方式采用吊装,吊装执行之前要将涉及到的部位分离出来,构成相对独立的区域,执行平行吊装,然后要做好预埋螺栓的保护,可以加上保护套,如果没有加上保护套,吊装钢柱的时候会对螺栓的丝牙造成损坏,吊装钢柱的装置以及施工起重机必不可少,钢柱通过吊篮在起重机的作用下不断上升,以达到吊装的目的,由于不同钢筋具有不同的重量,在选择起重机类型上要考虑到钢筋的重量,是选择单机吊装还是双机抬吊[2]。要想保持钢柱在整个吊装过程中不出现意外,就要调整钢柱的定点高度、位置以及垂直度,步骤不能更改,要按照顺序进行调整,确保钢柱垂直度为零,如果发现钢柱出现偏离时,就要及时调整,安装钢柱过程中避免出现太大的误差。

2.2 钢结构框架梁与钢柱的连接

高层建筑钢结构的施工少不了框架梁的搭建,框架梁的稳定能为钢柱的连接提供帮助,在材料的选择上一般采用H型钢,在进行钢柱连接过程中的材料常采用连接性较好的刚性材料,保障钢柱的贯通性,整个框架梁分为上下翼,分别在钢柱内部执行横加肋力,区分钢柱与框架梁的连接点,在连接时,注意框架梁的不同编号,这种编号是为了对每个钢柱进行连接部位的辨别,防止出现连接重复性[3]。框架梁的安装设计要在悬臂梁上执行,悬臂梁上会有框架梁所需要的连接点,但是同样会有上下翼缘,为了避免钢柱连接出现脱落,可以采用在腹板上执行贴角焊接,在钢柱的一头刨开一个剖口,利用高熔点溶解透析进行焊接,在腹板上进行连接的椭圆孔尺度要符合螺栓孔的直径大小,整个框架梁钢柱连接过程都要仔细,确保高层建筑施工的精确度,连接的质量。

2.3 钢结构高强螺栓的安装

钢结构高强螺栓的安装焊接是高层建筑钢结构施工的关键部分,螺栓预埋以及安装进行完毕之后,要进行螺栓的反复检查,确保螺栓的固定,还有其穿入方向是否在同一方向,螺栓穿入工作要遵循从内到外,不可强制进行穿入,可以进行正反方向进行穿入,在穿孔过程中遇到螺栓难以穿入情况时,原因可能是螺孔的大小不符合螺栓的体积,就得借助绞刀进行调整,扩大螺孔,穿孔后再进行螺孔的固定,螺栓周围的螺孔都要符合螺栓的大小标准,并且在调整固定之后要确保螺栓已经非常紧固,螺栓安装检查完毕后方可执行钢结构的焊接作业[4]。钢结构高强螺栓拧固过程需要根据建筑钢筋节点的大小分步骤执行,高层建筑钢材料的节点会有所区别,有大型小型分类,当螺栓在大型节点安装时,首先进行穿入,钢筋板在开始穿入过程中是不会发生变形,然后在钢板不变形的基础上,再次执行一次拧固,最终实现完全拧固。高强螺栓的安装拧固预应力要在预算的标准值内,整个安装过程均需按照建设图纸进行施工作业,确保高层建筑钢结构施工的质量与效益。

3 结语

高层建筑工程钢结构的施工均需要规范的施工技术,按照施工图纸的具体要求进行施工作业,只有这样才能保障工程的质量以及施工效率。钢结构因其诸多的优越性,在高层建筑工程中被广泛应用,随着高强度钢材的不断兴起,越来越多的高层钢结构建筑拔地而起,带动了建筑事业的迅猛发展。

参考文献

[1] 李秀玉.浅谈高层建筑钢结构施工与管理[J].科技致富向导,2011,6(30):45-34.

[2] 李进.高层建筑钢结构施工技术与管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,7(6):12-90.

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关键词:高层建筑;钢结构;施工技术

中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:

引言

高层建筑的钢结构施工技术是一项复杂的、多系统配合的工程,施工技术难度较高、复杂性较强。必须严格按照施工工艺,需要大量的专业施工技术人员,在高层建筑施工中抱以实事求是的精神、科学律已的态度,才能促进这一行业更好的发展。

一、钢结构的优点

一般来说,材料的特性是推出新型建筑形式的出发点。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比,钢结构有如下一些特点:

1、材料的强度高,塑性和韧性好过其它建筑材料。诸如与混凝土、砖石和木材相比,强度要高得多。因此,特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然断裂;韧性好,结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延伸性能还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面,由于钢材的强度高,做成的构件截面小而壁薄,受压时需要满足稳定的要求,强度有时不能充分发挥。

2、材质均匀,钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此,钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制,材质波动的范围小。

3、钢结构制造简便,施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材,加工比较简便,并能使用机械操作,因此,大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件,精确度较高。构件在工地拼装,可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓,有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装,以缩短施工周期。此外,对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固,用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

二、高层建筑钢结构施工技术分析

1、螺栓预埋

在螺栓预埋过程中,柱脚螺栓的预埋点必须十分精确,如稍有偏差就会导致钢柱安装上出现困难,进而对安装质量有较大的影响。因此,螺栓的预埋位置必须给予十分严格的控制,特别是在施工过程中应该严格控制好基础轴线以及标高基准点,在柱脚螺栓埋设后应进行两次复测,第一次复测应该在埋设定位之后进行,第二次的复测应该在基础混凝土浇筑并待其坚固之后进行,当在复测过程中出现位移超出了规定的范围就必须进行重新埋设。其标高位置的偏差应在±5mm之间,定位轴线的偏差范围应控制在±2mm之内。

2、钢柱吊装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件。而吊装是高层钢结构工程施工的关键工序,吊装速度的高低和质量的好坏对整个工程质量起着举足轻重的作用。

(l)钢拄吊装工作一般需划分吊装作业区域,吊装时先安装整体框架梁柱结构,后安装楼板结构,平面从中央向四周扩展,按先安装主梁后次梁的顺序进行。

(2)在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套,以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。钢柱吊装前,应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等设施固定在施工需要的柱子部位上。

(3)钢柱的吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置,采用专用吊索吊装;钢柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔,并将临时高强螺栓等拴牢在柱底连接耳板处。

(4)钢柱垂直起吊至安装位置后,拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓,达到0.6kN.m扭矩;对正时,先调标高,当标高误差超过6~时,需进行调整。如误差过大(大于20mm),不宜一次全部调整好,可先调整一部分,待下一次再进行调整,否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面标高;然后调整上下柱接头错边(扭转),当上柱与下柱发生扭转错位时,可在连接上下的耳板处加垫板进行调整;最后由2台激光经纬仪以基准点为依据,从2个不同方向校正柱子垂直度,最终将偏差控制在土2mm内。

(5)柱与柱临时接头用高强螺栓,在调整标高和垂直度后紧固。安装过程中,一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头支撑,不用缆风绳和支撑。

3、钢梁吊装

在钢梁吊装前,应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前,应在梁上装放好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位后,将扶手绳与钢柱系牢,以保证施工人员的安全;吊点位置取决于钢梁的跨度,一般在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。

为提高塔吊的垂直运输效率,对于重量较小的次梁和其他小梁,可利用多头吊索一次吊装数根,有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装,减少了高空作业时间,在保证质量的同时,加快了吊装速度。

钢梁起吊就位后,在对其进行安装的过程中,应预留经试验确定的焊缝收缩量(2~3mm),并用经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度,然后调整构件的准确位置,确保螺栓孔全部对正,并放入高强螺栓临时固定,待主梁全部吊装完毕后,进行高强螺栓的初拧、复拧和终拧。

4、钢结构高强螺栓连接

(1)节点处理

在结构架设调整完毕后,对接合件进行矫正,消除接合件的变形、错位和错孔,板束接合摩擦面要贴紧,然后进行安装高强度螺栓。为了使接合部板束间摩擦面贴紧,结合良好,可先用临时螺栓和手动扳手紧固,达到贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定,一般不得少于高强度螺栓总数的1/3,最少不得少于两颗临时螺栓。冲打穿入螺栓的数量不宜多于临时螺栓总数的3%。不允许用高强度螺栓兼临时螺栓,以防止损伤螺纹,引起扭矩系数的变化。

(2)螺栓安装

高强度螺栓的安装应在节点全部处理好以后进行。螺栓要按照同一个方向穿进。考虑到工程方便,所有螺栓都按照由内而外的方向穿进,在外面做好牢固措施。也有一些习惯于从外向内穿进,以方便实际动手操作。对于大六角高强度螺栓连接副在安装时,根部的垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头,安装尾部的螺母和垫圈有倒角的一侧应朝向外侧,与扭剪型高强度螺栓的螺母和垫圈安装相同。

(3)螺栓紧固

高强度螺栓紧固时,至少分二次紧固,分为初拧和终拧。对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧是考虑到钢板扭曲和螺栓的切合程度不太紧实,做好第一次加固措施,防止二者相互影响。初拧轴力一般宜达到标准轴力的60%-80%,最低不应小于标准轴力的30%。

5、钢结构焊接

钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设计要求分为I、Ⅱ、Ⅲ级,I级焊缝要求最高,Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查,表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。I、Ⅱ级焊缝应进探伤检验,其检验方法按以下原则确定:①对工厂制作的焊缝,应按每条焊缝计算百分比,且探伤长度应不小于200mm。②对现场安装焊缝,应按同一类型,同一施焊条件的焊缝条数计算百分比,探伤长度应不小于200mm,且应不少于1条焊缝。Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%,Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%。

施工中上下节钢柱之间的连接常采用坡口电焊连接。主梁与钢柱之间的连接,一般上、下翼缘用坡口电焊连接,而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接,少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。柱与梁的焊接顺序为先焊接顶部柱、梁节点,再焊接底部柱、梁节点,最后焊接中间部分的柱、梁节点。

对于厚板的坡口焊接,打底层焊接多用直径4mm焊条焊接,中间层可用直径5mm或6mm焊条焊接,盖面层多用直径5mm焊条焊接。这三层应连续施焊,每一层焊接完后应及时清渣。焊缝余高不应超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10,但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时,应采用石棉布保温使焊缝缓慢冷却。

结束语

随着钢结构的广泛应用,钢结构的技术难度会越来越大,随之而来安装精度要求也越来越高,质量问题也会愈来愈受关注。只有严格的控制高层建筑钢结构施工技术,才能确保钢结构工程的顺利进行。

参考文献:

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关键词:高层建筑;钢结构;预埋锚栓;施工技术

一、高层建筑钢结构预埋锚栓操作难点分析

在进行对锚栓、锚板以及支撑架安装过程的测量时,因其控制难度较大,支撑面标高误差范围小。施工时必须确保所有锚栓都能穿入锚板,要求每根锚栓的垂直度偏差精度极为准确,按照规范无倾斜安装锚栓,支撑架的精度以及稳定性是锚栓的施工质量的直接影响因素。要将柱脚螺栓预埋在底板混凝土,不但要求锚栓安装不能倾斜,而且还要求锚栓及锚栓支架的稳定性较强,确保在厚筏板浇筑混凝土过程中,锚栓及锚板的位置中心偏差小。

二、运用钢结构预埋锚栓施工技术前的准备工作

1、测量定位

在高层建筑建设过程中运用钢结构预埋锚栓施工技术之前,一项十分重要的准备工作就是要运用全站仪进行预埋锚栓的测量放线定位工作,使得要进行埋放的坑位数据能够有一个较为客观的直接呈现,并要将所收集到的实际资料落实到纸面数据之上。在收集好相关数据的实际情况之后就要开始进行相关锚栓的准备工作,因为高层建筑施工过程中所使用的锚栓往往具有长度超长和重量超重的特点,所以一定要提前准备,并要在运抵施工现场之后做好应有的防护工作。

2、辅助材料

要准备预埋锚栓施工过程中的材料准备工作。具体来说。相关的施工保障材料有以下几种如定位过程中所使用到的模版、加固过程中所使用到的钢材材料等。只有确保这些辅助材料能够充分的到位才能够让整个工程在施工的过程中不会有后顾之忧,并在很大程度上保证螺栓套件不会出现在水平方向上的偏移现象。另外,在锚栓预埋过程中所使用到的定位模版本身一定要具备足够的刚度和足够准确的锚栓定位孔来确保相关的锚栓预埋工作不会出现问题。

3、锚栓安放

一线施工人员所要注意的另外一个事情就是要确保在工程中所使用涉及到的锚栓能够按照预定的规格进行制作,不能够出现数据上的偏差,以免制作好的锚栓无法正确的使用,从而影响到整个工程的施工进度。其次在相关的锚栓制作好之后,一定要及时的运抵到施工现场进行相对应的调试工作,并在模版工程施工开始之后再进行相关的锚栓安放工作。

4、定位模版

定位模版的达标与否是关系到整个钢结构预埋锚栓施工流程能否顺利运行的一个十分重要的决定性因素,所以一线施工人员一定要重视定位模板的相关制作工作。而任何定位模板的制作过程都要考虑到能否符合本次工程的施工过程,只有充分的契合了本次施工过程的实际情况。除此之外,定位模板的制作还要考虑到在工程施工过程中所使用的锚栓的自重情况,只有充分考虑到所牵涉的各个方面,才能够让定位模板的制作符合规范。

四、钢结构预埋锚栓施工技术要点

钢结构预埋锚栓的整体施工流程如下:首先,需要与土建单位交接轴线,由土建单位清洗基础表面除去杂物;其次,需要对锚栓丝扣采取保护措施,用全站仪在基坑边侧做出控制线,定位预埋件,并且要绑扎底板下铁;其三,安放锚栓支架,并且调整支架一的槽钢四根标高、校验位置及方向,焊接槽钢肢脚与底板下铁,可用塔吊及汽车吊就位或者在地面组装锚栓和支架二吊装就位,但需要注意的是,不能一次就位的需搭设马道,用人工小推车就位支架二,调整后安装锚栓,调整支架位置及标高,合适后拉斜撑;其四,绑扎底板中层及上层钢筋,从两个方向复测锚栓的位置及标高并最后固定,然后进行底板混凝土浇筑,在混凝土初凝前二次复核锚栓位置及标高,待混凝土可上人后复测锚栓实际位置并整理,交加工厂根据实际尺寸加工锚板上的锚孔;其六,安装锚板,并且调整锚板位置及标高,然后固定,需要拧紧紧固螺母和止退螺母,并且在锚板四周支侧模;最后进行二次灌浆。

1、预埋锚栓施工方法

首先,需要进行预埋件定位。与土建单位交接轴线后,先清洗基础表面,除去杂物。由于先绑扎底板钢筋后放锚栓支架,因此所有预埋件控制中心线的控制点均在地面上做好,以便有基准点可供测设定位。其次,在地面上按土建的平面控制轴线,从两个方向进行控制网布设,再用经纬仪从两个方向控制锚栓安装支架中心线,锚栓固定支架顶板需在加工厂打出两个方向的样冲眼,供安装定位;同时在基坑内做出标高控制点,以控制支架的高度。

2、锚栓模板的确定

其次,高层建筑钢结构预埋锚栓工程的施工过程中还需要注意锚栓定位模版的相关安放工作。在进行锚栓定位模板的安放工作的时候一定要使用专业的测量仪器来进行相关数据的测量工作,包括全站仪、水平仪等设备。在充分的完成了相关数据的校对工作之后,要另外使用钢管和型钢将锚栓牢牢地固定在应有的位置,防止因为二次施工导致的锚栓活动现象。与此同时,在定位模板上做好投测纵横向轴线的标记工作也是十分重要的一个工作环节。只有充分的完成了锚栓定位模板的放置工作,才能够为高层建筑的钢结构锚栓预埋的整体施工打下一个坚实的基础。

3、穿锚栓及矫正锚栓

在进行高层建筑的钢结构预埋锚栓的施工过程中,还有一个十分值得重视的环节,就是依照施工图表对相关的锚栓进行规格检测和安放工作。在这一个施工环节当中,一定要充分的发挥施工图的作用,按照施工图上所标注的锚栓位置进行相关锚栓的对号入座。之后,再利用螺帽将锚栓上升或者是下降到准确的位置,最大可能上接近标准高度的地方,只有这样在进行后期校对的时候才能够省时省力提升效率。而在后期锚栓的校对工作中,主要的校对方向大致可以分为以下几个部分,包括锚栓的相关定位、锚栓的标准高度、锚栓的垂直度等部分,通过对于这几个部分的校对可以在最大程度上提高工程施工的质量,满足锚栓安装精度要求。

4、精度保证措施

底板钢筋绑扎完成、锚栓支架固定后再次复测锚栓位置及偏差,验收合格后方可浇筑混凝土。底板钢筋上铁绑扎完毕,浇筑混凝土前,在贴近底板处用脚手管将多锚栓分区固定成为整体,待混凝土凝固后再拆除脚手架。浇筑底板混凝土时,在锚栓支架处须从四周向中间浇筑,以免埋件受力不均匀而发生位移。浇筑过程中,应对锚栓位移进行监测,发现偏移应及时用倒链、钢丝绳和大锤等进行纠偏。混凝土凝固后,再测量锚栓位置数据,以保证锚板加工准确。

结束语

综上所述,预埋锚栓是高层建筑钢结构施工的重中之重,是高层建筑钢结构施工的基础,是它支持整个高层建筑,是不可或缺的。预埋锚栓的精确加工及安装对高层建筑的可靠性和安全性具有很重要的意义,因此,应该提高对预埋锚栓设计工作的重视程度,这样才能为中国高层建筑行业的快速稳定发展以尽绵薄之力。

参考文献

[1]王继彬,王雪峰.钢结构施工中容易出现的问题[J].黑龙江科技信息,2004,(05):17―20.

[2]戴立先,陆建新,刘家华.上海环球金融中心钢结构施工技术[J].施工技术,2006,(12):19-20.

[3]林科伦.广州信合大厦钢结构施工监控与体会[J].广东土木与建筑,2007,(04):22―30.

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【关键词】高层建筑;钢结构;施工技术

前言

随着工程计算和施工技术水平的不断提高和理论研究的不断进步,以及新型更高强度钢材的不断研制,相信高层民用建筑钢结构会凝聚更多的高科技,以更好地满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,从而得以更广泛应用。在此,本文主要谈谈高层建筑钢结构施工技术。

1 钢结构的优势分析

钢结构的优势有:自重轻,便于运输和安装,可跨越度大,用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1/2;抗展性好;钢材的塑性和韧性好,即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏,且对动力荷载的适应性较强;设计风格灵活、丰富,在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50 ;钢结构多采用螺栓连接,结构轻,施工简便,施工安装周期短;可以有效保护环境,即钢结构产生的噪音小、粉尘少,对土地资源破坏小,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高;综合造价低;钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证。

2 高层建筑钢结构施工技术分析

2.1 螺栓预埋

柱脚与钢筋混凝土基础的连接,一般采用埋人式刚性柱脚螺栓。柱脚螺栓是在安装就位第一节钢柱时,控制平面尺寸和标高的临时固定措施。因此,在预埋柱脚螺栓时,应严格控制基础轴线和标高基准点,定位轴线的偏差控制在±2mm以内,其标高偏差控制在土5 mm以内。螺栓预埋应进行2次复测,第一次在埋设定位后,第二次在基础混凝土浇筑并待其坚固后。在复测过程中,如果发现位移超出范围,必须进行重新埋设。

2.2 吊装

2.2.1 钢柱吊装

钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件。而吊装是高层钢结构工程施工的关键工序,吊装速度的高低和质量的好坏对整个工程质量起着举足轻重的作用。

一是,钢排吊装工作一般需划分吊装作业区域,吊装时,先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,按先主梁后次梁顺序进行。

二是,在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套,以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。钢柱吊装前,应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。

三是,钢柱的吊点设在柱连接耳板螺栓孔的位置,采用专用吊索吊装;钢柱吊装前准备好校正用的垫板和钢楔,并将临时高强螺栓等拴牢在柱底连接耳板处。

四是,钢柱垂直起吊至安装位置后,拧紧临时连接板的M22大六角头高强螺栓,达到0.6kN.m扭矩。对正时,先调标高,当标高误差超过6mm时,需进行调整。如误差过大(大于20mm),不宜一次全部调整好,可先调整一部分,待下一次再调整,否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面标高;然后调整上下柱接头错边(扭转),当上柱与下柱发生扭转错位时,可在连接上下的耳板处加垫板进行调整;最后由2台激光经纬仪以基准点为依据,从2个不同方向校正柱子垂直度,最终将偏差控制在土2 mm内。

五是,柱一柱临时接头用高强螺栓,在调整标高和垂直度后紧固。安装过程中,一节柱全部构件的重量和施工附加荷载均由柱的临时接头支撑,不用缆风绳,不用支撑。

2.2.2 钢梁吊装

在钢梁吊装前,应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前,应在梁上装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位后,将扶手绳与钢柱系牢,以保证施工人员的安全;吊点位置取决于钢梁的跨度,一般在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。为提高塔吊的垂直运输效率,对于重量较小的次梁和其他小梁,可利用多头吊索一次吊装数根,有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装,减少了高空作业时间,在保证质量的同时,加快了吊装速度。钢梁起吊就位后,在对其进行安装的过程中,应预留经试验确定的焊缝收缩量(2~3 mm),并用经纬仪跟踪检查柱垂直度和倾斜度,然后调整构件的准确位置,确保螺栓孔全部对正,并放人高强螺栓临时固定,待主梁全部吊装完毕后,进行高强螺栓的初拧、复拧和终拧。

2.3 钢结构高强螺栓连接

2.3.1 采用高强螺栓连接方式时,应确保孔位的精确度。目前,制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔,但后者的精度高于前者,在施工时应优先考虑采用后者。

2.3.2 每个螺栓一端不得垫2个以上垫片。高强螺栓应自由穿人,不得敲打和强行穿入螺栓。当螺孔出现局部偏差时,只允许使用绞刀进行修整。严禁用气割扩孔,若使用气割扩孔,则应按重大质量事故处理。

2.3.3 绞孔修整前应保证其四周的螺栓全部拧紧,使板叠密贴后再进行。修整时应防止铁屑落人叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周的毛刺,同时扫清铁屑。

2.3.4 高强度螺栓的安装在节点全部处理好后进行,应按同一方向插入螺栓孔内。对于箱形截面部件的接合部,全部从内向外插人螺栓,在外侧进行紧固。如操作不便,可将螺栓从反方向插人。

2.3.5 钢梁安装过程中,板叠接触面间应平整,接触面必须大于75%,边缘缝隙不得大于0.8 mm。高强螺栓不得作为临时安装螺栓。

2.3.6 螺栓拧紧应按一个方向施拧,拧紧顺序应由中心按辐射方向逐层向外扩展。当天安装的应终拧完毕,且终拧完毕后应逐个检查。对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距。

2.3.7 对于大型节点可分为初拧、复拧和终拧。初拧时,轴力一般宜达到标准轴力的60%~80 %,最低不应小于标准轴力的30 %;复拧时,在初拧的基础上,扭矩值等于初拧扭矩值;终拧时,顺序是先拧上层梁,再拧下层梁,最后拧中层梁,对每个节点处的高强螺栓须按由中央向四周的顺序进行终拧。

2.4 钢结构焊接

2.4.1 主梁与钢柱间的连接。一般上、下翼缘用坡口电焊连接,腹板用高强螺栓连接;次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接,少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。

2.4.2 焊接钢结构前,应严格检查焊条的合格证,并按说明书要求使用焊条焊接时,应确保焊缝表面无裂纹、焊瘤,确保一、二级焊缝无气孔、夹渣、弧坑、裂纹,并按要求进行无损检测,确保一级焊缝不出现咬边。

2.4.3 焊接原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理、检查,清除缺陷后再焊。

2.4.4 焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝;多层梁柱焊接时,应根据安装情况,先焊顶层柱、梁节点,接着焊底部柱、梁节点.最后焊中间部分的柱、梁节点。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散;柱与柱的对接焊接,应采用2人同时对称焊接。

2.4.5 对于厚板的坡口焊,打底层可用直径为4 mm焊条焊接,中间层可用直径为5 mm或6 mm焊条焊接,盖面层多用直径为5 mm焊条焊接;3层应连续施焊,每一层焊完后及时清渣,焊缝焊至厚度为15 mm(或母材厚度的1/2以上)可以停息。

2.4.6 焊缝焊完后,施焊焊工要打上操作者钢印。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。焊后24 h进行超声波探伤检查,对不合格的焊缝要制定返修工艺,由焊接技术高的焊工按返修工艺返修合格。

3 结语

钢结构是指以钢材为材料做成受力构件的结构,因其具有承载力强、自重轻、强度高、施工快、抗震强等优点,与钢筋混凝土结构相比,在“高、大、轻”3个方面具有独特的优势,在高层建筑中应用广泛,炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力,同时推动了钢结构设计与施工技术的不断进步及完善。

参考文献

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关键词:超高层建筑;钢结构;施工技术

中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:

1 工程概况

某超高层建筑的结构体系为框架-核心筒混合结构。 外框为钢管混凝土柱与钢框架梁组成。核心筒为型钢混凝土柱和混凝土钢板剪力墙组成。4~20 层剪力墙墙体厚度1200~1 500mm,墙体中间采用整体全熔透焊接钢板墙作为钢骨,东西方向钢板墙宽 15.1m,南北方向钢板墙宽 3~5m。核心筒暗柱、暗梁、钢板墙连接节点采用全熔透焊接,钢材采用 Q345GJC,钢板厚度为 35,50,80mm3种型号,焊缝形式为单面坡口全熔透一级焊缝,两侧绑扎钢筋,墙体混凝土为 C60 自密实混凝土。

2 钢结构施工技术

2.1 混凝土钢管框架柱吊装

为了减少现场钢结构的焊接量,方便运输及减少塔式起重机的工作量和保证框架柱的安装质量,根据构件质量和塔式起重机的起重能力,本工程框架钢柱按照3层1节的方法分段吊装,个别超重规格的钢柱按照2层1节,甚至1层1节来划分。

2.2 钢板墙施工

该工程中,结构核心筒为整体式钢板混凝土剪力墙结构,剪力墙的钢板安装、校正及焊接难度很大,在施工中需要对深化设计、构件加工和安装技术进行严格控制,主要方法如下。

2.2.1 钢板剪力墙深化设计

钢板剪力墙深化设计包括钢板墙单元划分和节点设计,深化设计要方便现场吊装施工,并有利于减少现场焊接量和焊接变形控制。

2)单元划分要考虑楼层层高、构件运输尺寸限制、塔式起重机起重能力和吊装效率等因素,每节钢板墙钢骨柱以跨越3个标准层为宜,高度12~15 m; 钢板剪力墙由于平面外刚度较小、吊装时易变形,按每层高度设置施工段,高度以 4~5 m为宜(见图 1)。

3)节点设计要保证钢板剪力墙吊装精度,钢板剪力墙中的型钢暗梁和墙体钢板及钢板剪力墙上钢骨柱的竖向焊缝应在同一条直线上,以利于构件垂直吊装。钢板墙和钢骨梁应在加工厂制作成整体,以减少现场焊接量从而减小焊接变形(见图 1)。

图 1 组合钢板剪力墙单元划分和节点设计

4)单元划分要根据施工经验,将组合钢板墙分为钢骨柱、钢板墙组合双肢柱和钢骨梁组合钢板墙3 种形式,单元划分要最大限度满足吊装需要和安装要求。当钢柱间距离较大时,可将组合钢板墙分为钢骨柱和钢骨梁组合钢板墙; 当钢柱间距离较小时,可在工厂将钢骨柱和钢板墙制作成一体,即钢板墙组合双肢柱。

5)钢板剪力墙深化设计要综合考虑其他专业施工的因素,为方便混凝土浇筑,钢板墙上要预留混凝土灌注孔洞,方便剪力墙钢筋绑扎和模板施工。组合钢板墙安装要在钢板之间留出 5~8 mm间隙,以满足钢板墙就位和减小现场焊接量。

2.2.2 组合钢板墙加工制作

组合钢板墙加工包括钢骨柱、钢板墙组合双肢柱和钢骨梁组合钢板墙等3种类型构件的制作。钢板墙在工厂下料、焊接、拼装、校正等各工序均应严格遵循施工步骤,同时构件制作完成后,偏差要满足规范要求。

2.2.3 组合钢板墙运输及堆放

组合钢板墙运输和堆放要防止钢板墙及其附属构件(如牛腿)等因应力过大而变形。构件多层放置时,层数不得超过3层。

2)组合柱双肢运输时,用角钢将两柱连接起来并点焊固定,防止组合双肢柱在运输过程中发生扭转变形。

2.2.4 组合钢板墙安装

组合钢板墙安装前,要对钢板墙进行吊装变形验算,验算在吊装过程中自重对自身变形的影响。

2)吊点和吊绳的设置应尽量靠近钢板墙边缘,吊绳与水平面的夹角α应>45°,要防止吊绳水平分力过大造成钢板墙变形。

3)由于钢板墙迎风面大,钢板墙吊装就位时,可在底部设置拉绳,通过拉绳调节钢板墙位置,以方便安装,保证施工安全。

4)钢板墙安装时,可先安装钢暗梁螺栓,对钢板墙进行校正,完成后,再安装钢板墙处螺栓,然后完成安装。

2.2.5 测量及校正

组合钢板墙单片面积大,侧向变形刚度小,安装过程中容易产生变形,如不及时校正,会产生安装单元变形叠加并影响安装质量,因此,必须逐节逐层校正和控制安装精度。测量及校正包括如下内容。

测量钢板墙(钢柱)平面坐标、标高控制、垂直度偏差、扭转和弯曲变形情况。

2)采用全站仪和拉线的方式测量其变形程度,超出允许范围的进行校正。

3)焊接时随时监测钢板墙的变形,超出允许范围时,通过调整焊接位置、焊接方向和焊接顺序的方式减小变形。

4)采用全站仪和拉线的方法,对组合钢板墙顶部进行测量,变形过大处进行校正,以免影响上部钢板墙安装。

5)检查爬模架预留孔、混凝土灌注孔、模板对拉螺栓孔、剪力墙两侧钢筋对拉孔和设备预留孔等各种孔洞位置有无偏离。

6)采用机械和火焰对组合钢板墙变形和偏差较大的部位进行校正。

7)从钢板墙焊接完成到混凝土开始浇筑的阶段,该段时间内爬模架的顶升和上部钢结构安装可能会造成已安装的钢板墙变形,可采用全站仪对变形情况进行实时监测,一旦发现变形,及时处理。2.2.6 组合钢板墙焊接为了减小组合钢板墙的焊接变形,经过理论分析和焊接试验,并结合现场焊接实际,制定了适用于组合钢板墙的焊接顺序和防止变形技术措施。

2.2.6.1 整体焊接顺序

对整片组合钢板墙采取“先钢骨柱(梁)、后钢板墙,先中部、后四周的对称施焊”的整体焊接原则,如图2所示,即为典型组合整体式钢板墙的焊接顺序。中柱焊接时,柱两侧焊缝应同时同向对称焊接; 钢板墙焊接时,两侧焊缝应先焊接一侧,待冷却收缩完成后再焊接另一侧。

图 2 组合整体式钢板墙整体焊接顺序

2.2.6.2 组合钢板墙局部焊接

钢骨柱(梁)焊缝焊接完成后,随后焊接钢板墙焊缝。焊接时,先在钢板墙每条焊缝位置焊接两段200 mm长的焊缝,将钢板墙固定,短焊缝的焊接位置可设置在每条焊缝的三等分点处,如图3所示。

2)通长焊缝采用跳焊工艺,从上往下焊接,间隔 300~500 mm焊接 300~500 mm焊缝,每小段焊缝焊满,待一轮焊接到底后,再返回未焊接区域,循环操作。如果1条横向焊缝过长,则将焊缝等分为若干段,每段焊缝各用1名焊工,同时同向施焊。

图 3 短焊缝焊接位置

2.2.6.3 组合钢板墙焊接操作平台

组合钢板墙体量大,焊缝分布广,需多人同时焊接,为保证焊接质量,可制作整体式焊接操作平台来满足焊接需要。焊接操作平台可重复利用,避免焊接钢板墙而反复搭拆脚手架,节约工期和成本,操作平台如图 4 所示。

图 4 整体式焊接操作平台

2.2.6.4 其他控制焊接变形措施

在相邻梁两榀钢板墙间增设工艺梁控制焊接变形。用工艺梁将相邻梁两榀钢板墙连接起来,利用相邻钢板墙的刚度增加约束控制焊接变形,如图 5a 所示。

组合双肢柱的焊接变形控制。 焊接时,制作井字形工艺组合梁设置在组合双肢柱端部,约束焊接变形,如图 5b 所示。

图 5 增设工艺梁

当组合钢板墙的钢骨柱刚度较大,可对钢板墙提供足够的约束时,可在工厂采用单侧坡口加垫板全熔透焊接的方式,以减少现场焊接量。当组合钢板墙钢骨柱刚度较小时,可采用安装双夹板角焊方式,在钢板墙两侧同时对称焊接,减小焊接变形,如图 6 所示。

图 6 钢板墙双夹板角

反变形控制措施,焊接前计算焊接变形量,安装构件时,将构件往变形反向移位,与焊接后的变形进行抵消。

3 结语

在高层及超高层建筑的钢结构施工中,主要抓住以下几点。

钢结构吊装

钢结构的吊装是钢结构施工的关键工序,合理的吊装方案不但可以使工期提前,同时还可以降低施工成本。

深化设计

钢结构的深化设计是保证工程质量和避免施工矛盾的主要工作,也是施工与设计进行良好沟通的有效捷径,是实现工程高速、优质、安全和低耗施工的重要途径。

测量控制

超高层钢结构的垂直度、轴线及标高控制是衡量工程质量的重要指标,在施工中各工序间相互联系又相互制约,采用先进的测量控制技术是控制工程质量与工程进度的关键。

焊接

超高层建筑的钢结构一般具有构造复杂、工程体量大、焊接形式复杂和质量要求高等特点,焊接施工又是钢结构施工的重要部分,其工序的选择与施焊水平对工程能否“安全、优质、高速”的完成影响重大。

参考文献:

[1] 建筑施工手册(4 版)[M]. 北 京: 中国建筑工业出版社,2003.

[2] 中国钢结构协会. 建筑钢结构施工手册[M]. 北京: 中国计划出版社,2002.

[3] JGJ81—2002 建筑钢结构焊接技术规程[S]. 北京: 中国计划出版社,2002.