讲座-高层钢结构施工技术.doc

高层钢结构施工技术报告人：路克宽 一、 钢结构的发展由于我国钢产量的不断增长，钢结构的发展经过了三个不同阶段：70年代，限制应用钢结构；80年代，合理应用钢结构；90年代，大力发展钢结构；目前处于“压缩数量，提高质量”的阶段。随着高层钢结构的不断发展，厚钢板（超过40mm厚）的应用越来越多，为了防止厚钢板的层状撕裂，提出了钢板的Z向性能要求。目前，国内除了舞阳钢厂生产的80mm以下厚度的厚钢板能满足厚度方向Z向性能要求外，更厚的钢板仍需要国外进口。二、 建筑钢结构的分类三、 高层钢结构施工应该注意的几个问题1. 审图必须要慎重，深化设计要合理、准确。2. 材料必须合格：不仅母材合格，连接材料也必须合格。例如：Q235钢要选用E43XX焊条与之匹配，Q345钢要选用E50XX焊条。另外，高强螺栓的选用也必须满足要求，其预拉力的计算必须准确。3. 安装质量必须要保证，严格按照钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的要求执行。4. 施工管理必须到位，加强检查力度，其中连接节点是检查的重点。四、 高层钢结构施工技术（以北京电视中心为例）1. 北京电视中心工程概况北京电视中心综合业务楼工程位于建国路98号，是以办公为主的综合性建筑。该工程地上42层，地下三层，建筑物总高度为227.05米，为超高层建筑。0.00以下主体结构采用钢骨混凝土框架-剪力墙体系，0.00以上部分结构采用钢结构框架-支撑结构体系。地下箱型截面柱最大截面尺寸为：箱80080080mm、H型截面柱最大截面尺寸为：H8008008080mm，最小截面尺寸为H5005003030mm，钢管柱截面尺寸为120060mm。柱间支撑最大截面尺寸为H5005004025mm、最小截面尺寸为H4004003632mm。地上箱型截面柱最大截面尺寸为：箱8008008080mm，最小截面尺寸为箱5005002828mm；H型截面柱最大截面尺寸为：H8008008080mm，最小截面尺寸为H5005002828mm；钢管柱截面尺寸最大为120060mm，最小截面尺寸为120040mm；主桁架梁上、下弦，腹杆均采用H型截面，最大截面尺寸为：H10006004030mm，最小截面尺寸为H800600*4030mm。2. 构件的连接方式1) 柱与柱的连接：通过连接耳板，利用高强螺栓连接。连接耳板通常设置于相对的两个翼缘板上，便于焊接操作。当没有耳板的位置焊接完成后就可以割掉耳板，继续完成剩余的焊缝焊接工作。2) 梁与柱的连接：为刚接，采取翼缘焊接、腹板高强度螺栓连接或者腹板、翼缘均焊接连接。3) 梁与梁的刚接连接：采取翼缘焊接、腹板高强度螺栓连接或者腹板、翼缘均焊接连接。4) 梁与梁的铰接连接：腹板高强度螺栓连接，翼缘不连接。5) 支撑与柱连接：通常做法是将支撑的一段作为柱的牛腿在工厂事先制作成型，而牛腿通过栓焊或高强螺栓与支撑工地连接。6) 支撑与梁连接：通常做法是将支撑的一段作为梁的牛腿在工厂事先制作成型，而牛腿通过栓焊或高强螺栓与支撑工地连接。7) 支撑与支撑连接：通常保证一根支撑的连续性，另一根则通过栓焊的形式与其连接。3. 钢结构安装1) 安装顺序先安装四个钢框架内的单元钢框架柱、梁，使其组成一单元框体后再由框架中间向两边安装。标准柱标准间组成十字框体由中部向两侧连接桁架方向安装。这种安装顺序可以将安装过程中的累积误差同时相两个方向发展，有利于降低安装的累积误差。当一节柱内有多道梁时，应首先安装最上部的梁，从而使其形成稳定的框架结构，减小安装的累积误差，有利于下部钢梁的安装。2) 钢柱的吊装安装时一点立吊，采用单机回转法起吊。在柱两端临时固定耳板上开孔，此孔既是吊装孔，又是捆缆绳孔。用自动卡环吊两耳板起吊。3) 钢梁的吊装：采用两点平吊或多点吊。为了提高吊装效率，常采用多根钢梁平行串吊的方式进行吊装。但国外通常采用一点吊装，吊点即设在构件的重心处，安装就位的操作非常便利。这样对构件加工的要求较严格，必须给出构件准确的重心位置，在国内来说还是比较困难。4. 钢构件的校正校正工艺实施“三校”，即“一校柱口、梁口，二校柱顶位移、垂直度，三校高强度螺栓终拧后的框架尺寸并确定特殊焊接顺序。调整顺序为先调标高，初调垂直度，最后精调垂直度及轴线。对于柱顶理论中心线与实际中心线相差在5.0mm以下的，采用以定位轴线为基准，同时调整上节柱垂偏的安装校正法。以每节柱的柱顶中心线相重合为原则，当相邻两柱外倾时，第一节柱的柱顶中心线就成了第二节柱的柱底安装中心线，即第一节柱的柱顶偏差就构成了第二节柱的柱底安装中心线的偏差。因为这种安装方法是以第二节柱的柱底安装中心线与第一节柱的柱顶中心线相重合为原则，在安装测量时仅将第二节柱的柱顶中心线调整到与定位轴线重合为止，则第二节柱就可能出现下图的情况。由于钢柱垂偏允许偏差为小于H/1000且不大于8mm，因此通过调整上节钢柱的垂偏即可满足要求。1) 钢柱的柱脚校正：钢柱的校正通过采用下图所示的预埋件形式予以实现。通过调整螺母的调动可以实现柱子标高的变化；通过柱底板孔预留的空隙可以调整柱子的平面偏差，最终实现钢柱的精确就位。2) 钢柱垂直度的校正：采用无缆绳校正法在柱的偏斜一侧打入钢楔，采用两台经纬仪在柱的二个方向同时进行观测的控制方法。最后拧紧临时连接耳板的大六角头高强度螺栓至额定扭距并将钢楔与耳板接固定。5. 钢结构焊接工艺在同一层高度平面内，原则上先焊主梁与柱子之间的焊缝和工字梁上下翼缘对接焊，再焊柱与柱的横焊接头，逐层验收。在柱与柱焊接中，必须先焊标准柱形成十字框体柱最后由内向外焊接。箱形柱、H型钢柱子及圆管柱焊接时，采用CO2半自动焊。钢柱安装节点的焊接接头采用双人双机或四人四机对称焊接，换人不停机，一次焊接完成。1) 圆管柱-柱焊接顺序和工艺参数先由三名焊工分段焊接，由于耳板阻碍必须停弧时，接头处上下层要错开，每道焊完要清除焊渣和飞溅物。如有焊瘤要铲除磨掉，焊完1/3厚用氧-乙炔焰割去耳板，接着焊至坡口填满。加强高要达到要求，焊接过程中要注意检测和保持层间温度。2) 箱型柱-柱焊接顺序和工艺参数箱型柱接头的焊接，不用引弧板和熄弧板，由两名焊工从相对位置，同时等速焊接，一个柱接头要连续不中断的焊完，焊完1/3板厚时割掉耳板，切割耳板时不要损伤主材。为此以保留5mm为宜。采用CO2半自动焊，焊到1/3板厚停焊（每层拐角处错位焊），割去固定夹具转采用CO2半自动焊，焊至设计要求，最后焊接另两侧余下部分焊缝。3) H型钢柱-柱焊接顺序先在上下柱的翼缘上由两名焊工对称施焊至板厚的1/3时，转到腹板焊接至板厚的1/3，切去耳板，连续焊接翼缘至坡口填满再转至腹板焊满。每两层之间焊道的接头应