浅谈高层钢结构的安装施工
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3科技创新导报S T y I 建筑科学2007N O .35Sc i e nc e an d Tec hno l o gy I nn ov at i on H er al d 科技创新导报我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史,并在设计和施工中积累了不少经验,已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98。
本文以某地下二层,地上二十六层,层高3.6m ,建筑物总高度100m 、建筑总面积4.0万平方米的全钢结构超高层建筑为例,分析一下钢结构施工要点。
1高层及超高层结构体系对于高层及超高层建筑对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构(代号R C )外,还采用型钢混凝土结构(代号SRC),钢管混凝土结构(代号C FS)和全钢结构(代号S 或SS)。
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。
目前宝钢投入生产的B 400RNQ和B 490RN Q 两种型号的耐火钢,在达到600℃时其屈服强度依旧有150~220M Pa 。
一般高层和超高层建筑当采用框—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制作与安装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。
浅析高层建筑钢结构的安装摘要:随着城市建筑业的迅速发展, 高层钢结构工程应用越来越多, 合理确定高层钢结构安装的施工顺序、采取各种措施提高安装质量是保证整个工程质量和工期的关键。
本文介绍了高层结构体系,探讨了高层建筑钢结构的安装技术。
关键词:高层建筑;钢结构;体系;安装技术中图分类号:tu97 文献标识码: a 文章编号:高层建筑中较多采用钢结构体系。
钢结构的施工从设计、材料采购、构件加工、现场安装、现场施工管理等是一项综合性很强的工作, 也是一个企业施工技术水平和管理水平的体现。
一、高层结构体系对于高层建筑的划分, 建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定, 一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲, 按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架- 剪力墙结构体系、框- 筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构(代号rc)外,还采用型钢混凝土结构(代号src),钢管混凝土结构(代号cfs)和全钢结构(代号s或ss)。
二、高层建筑钢结构的安装技术1、测量的技术在工程的测量之中,实现测量放线目标的前提是合理地应用施工测量的一系列仪器与设备,如水平仪、经纬仪、全站仪等。
同时在测量之前对测量的位置与基准点、基准线等进行合理布置,对于测量的方式以及高程传递数值等需要的路线要进行正确的选择。
相对于多层建筑来说,高层的建筑水平标高较高,测量的时候会出现很大不便,增加了自身测量的难度。
所以,在高层钢结构安装前的测量中需要利用周边高层建筑物的屋面基准点,和先进合理的测量方式,对待测目标进行有效测量,也称为双重控制网。
2、地脚螺栓的预埋一般在高层钢结构中钢柱主要是经柱脚板与基础承台(支座)预埋的地脚螺旋相互连接。
63科技资讯科技资讯S I N &T NOLO GY I NFORM TI ON 2008N O.12SC I ENC E &TEC HNO LO GY I N FO RM A TI ON 工程技术我们知道,钢结构工程的施工要经过工厂制作和现场安装两个阶段,这两个阶段可由一个施工单位完成,但有时也可能由两个单位分别完成(分包)。
切实作好钢结构制作单位和安装单位的考察与选择工作,对于确保钢结构工程质量及进度,具有重要意义。
本文主要对高层钢结构安装施工技术具体环节进行分析,如何对钢柱移位和地脚螺旋移位及连接板拼装不严密等钢结构工程施工的质量预控。
1高层钢结构安装施工技术1.1构件的进场、验收与堆放场地狭小、施工条件差是当前施工工程普遍存在的困难,对越高层钢结构工程而言,相对紧张的工期内构件堆场要求更高更严,这个问题不处理好必将对吊装及整个工程施工造成严重影响。
施工初期,由于构件堆场较多,钢结构进场量大,需堆叠2~3层,如没有周密的进场计划,势必造成现场构件进场顺序的混乱,其结果是:需要的构件压在下面,不用的构件放在上面,不仅验收工作无法进行,而且存在着大量的翻料、找料等重复工作。
因此,要强化现场管理及构件进场计划的基础上,着重抓了堆场布置、构件的堆放顺序等工作,除根据吊装需要周密的进场构件外,还根据吊装顺序和堆场规划特点将进场构件进行有序排列,既保证了验收工作的正常进行,也为吊装创造了良好的外部条件。
1.2塔吊的选择、布置与装拆塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。
1.3吊装吊装是钢结构施工的龙头工序,吊装的速度与质量对整个工程起举足轻重的作用。
1.4测量控制在超高层钢结构施工中,垂直度、轴线和标高的偏差是衡量工程质量的重要指标,测量作为工程质量的控制阶段,必须为施工检查提供依据。
从钢结构施工流程可以看出,各工序间既相互联系又相互制约,选择何种测量控制方法直接影响到工程的进度与测量。
浅谈高层钢结构的安装施工
摘要钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物,本文针对高层钢结构的施工过程进行了系统的研究。
关键词钢结构;高层;安装
1高层钢结构安装的基本要求
1)高层钢结构正式施工前,项目经理要组织技术人员认真编制专项的施工组织设计方案,作为指导现场具体施工的技术经济的文件。
因为施工是一个动态的过程,必须要根据实际的情况,及时进行调整和补充。
2)由于施工是一个多工种复杂的过程,所以在确定了最终的施工方案之前,必须要求土建、装饰、水暖、电卫、通风、电梯等多家分包单位共同协商,作好统筹安排,综合平衡工作。
3)高层钢结构安装用的连接材料,如焊条、焊丝、焊剂、高强螺栓、普通螺栓、栓钉和涂料等,应具有产品质量证明书,并符合设计图纸和有关规范的规定。
4)高层钢结构工程中土建施工、构件制作和结构安装三个方面使用的钢尺,必须用同一标准进行检查和鉴定,应具有相同的精度。
5)高层钢结构安装时的主要工艺,如测量校正、厚钢板焊接、栓钉焊、高强螺栓节点的摩擦面加工及安装工艺等,必须在施工前进行工艺检验。
在试验结论的基础上,确定各项工艺参数,编出各项操作工艺。
6)高层钢结构安装前,必须对构件进行详细检查,构件的外形尺寸、螺孔位置及直径、连接件位置及角度、焊缝、栓钉、高强螺栓节点摩擦面加工质量等,必须进行全面检查,符合图纸及规范规定后,才能进行安装施工。
2安装前的准备工作
1)结构安装施工流水段的划分及安装顺序。
高层钢结构的安装,必须按照建筑物的平面形状、结构型式、安装机械的数量和位置等,合理划分安装施工流水区段。
平面流水段的划分应考虑钢结构在安装过程中的对称性和整体稳定性。
其安装顺序,一般应由中央向四周扩展,以利焊接误差的减少和消除。
立面流水以一节钢柱(各节所含层数不一)为单元。
每个单元以主梁或钢支撑、带状桁架安装成框架为原则,其次是次梁、楼板及大量结构构件的安装。
塔
式起重机的提升、顶升与锚固,均应满足组成框架的需要。
高层钢结构安装前,应根据安装流水区段和构件安装顺序,编制构件安装顺序表。
表中应注明每一构件的节点型号、连接件的规格数量、高强螺栓规格数量、栓焊数量及焊接量、焊接型式等。
构件从成品检验、运输、现场核对、安装、校正,到安装后的质量检查,以及在地面进行构件组拼扩大安装单元时,统一使用安装顺序表。
2)柱子基础的准备,柱底灌浆。
柱子地脚螺栓埋设的精度,直接影响上部钢结构的吊装质量。
可采用地脚螺栓一次或两次埋设方法。
在钢柱正式的吊装前,必须要进行精确的测量放线,只有这样,才能对上部的建筑标高进行控制。
工地上比较简便的做法是在柱子基础表面浇筑标高块,标高块的位置是在钢柱安装完毕后的预检(主要内容包括的实际长度、每个钢柱之间的牛腿间距离、锚固钢柱的底板的平整程度等)当中确定的。
标高块为了防止破坏,其混凝土必须具有一定的强度,通常不宜小于C30。
标高块表面须埋设厚度为16~20mm钢面板。
为了增加相互之间的粘聚性,在正式的对标高块的混凝土浇筑之前,必须对杯形基础是表面进行凿毛。
第一节钢柱是整个结构的基准,通常在其施工完成后,就可以进行底层钢柱的柱底灌浆。
在钢柱底板的四周设立模板,用水对基础的表面进行湿润,由于混凝土用量小,可以采用现场搅拌的方式进行浇筑。
灌浆用的砂浆必须具有良好的和易性,为了保证质量,灌浆应该从一边开始连续进行,不能间断,灌浆后及时用塑料薄膜覆盖养护。
3钢柱、梁吊装与校正
钢结构高层建筑的柱子多为宽翼缘工字形截面,高度较大的钢结构高层建筑的柱子多为箱形截面,柱子多为3~4层一节,节与节之间用坡口焊连接。
在第一节钢柱吊装前,应检查基础上预埋的地脚螺栓,并在螺栓头处加保护套,以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。
钢柱的吊点设在吊耳处(柱子制作时在吊点部位焊有吊耳,吊装完毕后再割去)。
钢柱的吊装可用双机抬吊或单机吊装。
单机吊装时,需在柱子根部垫以垫木,以回转法起吊,严禁柱根拖地。
双机抬吊时,将柱吊离地面后在空中进行回直。
钢柱就位后,先对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初校,然后安设临时固定螺栓,再拆除吊索。
钢柱上下接触面间的间隙,一般不得大于1.5mm。
如间隙在1.5~6.0mm之间,可用低碳钢垫片垫实间隙;如间隙超过6mm,则应查清原因后进行处理。
钢梁在吊装前,应检查柱子牛腿处标高和柱子间距;主梁吊装前,应在梁上
装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装到位时,将扶手绳与钢柱系住,以保证施工安全。
钢梁采用二点吊,一般在钢梁上翼缘处开孔作为吊点。
吊点位置取决于钢梁的跨度。
有时可将梁、柱在地面组装成排架后进行整体吊装,以减少高空作业,保证质量且加快吊装速度。
当一节钢框架吊装完毕,即需对已吊装的柱、梁进行误差检查和校正。
安装误差的测量,对于控制柱网的基准柱,用线锤或激光仪测量;其他柱子则根据基准柱子用钢卷尺测量。
所谓基准柱,是能控制框架平面轮廓的少数柱子,用它来控制框架结构的安装质量。
一般选择平面转角杆为基准柱。
以基准柱的柱基中心线为依据,从X 轴和Y轴分别引出距离为e的补偿线,其交点作为基准柱的测量基准点,e值大小由工程情况确定。
为了利用激光仪量测柱子的安装误差,在柱子顶部固定有测量目标(靶标)。
为了使激光束通过,在激光仪上方的各楼面板上留置ф100mm孔。
激光经纬仪设置在基准点处。
进行钢柱校正时,采用激光经纬仪以基准点为依据对框架标准柱进行竖直观测,对钢柱顶部进行竖直度校正,使其在允许范围内。
柱子间距的校正,对于较小间距的柱,可用油压千斤顶或钢楔进行校正;对于较大间距的柱,则用钢丝绳和神仙葫芦进行校正。
4构件间连接
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。
高强螺栓连接两个连接构件的紧固顺序是:先主要构件,后次要构件。
工字形构件的紧固顺序是:上翼缘→下翼缘→腹板。
同一节柱上各梁柱节点的紧固顺序是:柱子上部的梁柱节点→柱子下部的梁柱节点→柱子中部梁柱节点。
每一节点安设紧固高强螺栓顺序是:摩擦面处理→检查安装连接板(对孔、扩孔)→临时螺栓连接→高强螺栓紧固→初拧→终拧。
5结论
近几年,钢结构建筑相比于砖混结构在环保、节能、工厂化生产等方面具有明显优势。
越来越多的应用在高层建筑上,但是施工工艺却还不够成熟,本文针对具体的施工进行了详细的介绍,供施工人员参考。
参考文献
[1]土木工程施工,毛鹤琴.武汉理工大学出版社,2007.
[2]张厚先.建筑施工技术,2005,7.。