钢-混凝土组合悬挂式钢结构.doc

钢混凝土组合悬挂式钢结构预埋钢柱安装工法(ZJ1GF08398) 钢混凝土组合的悬挂式钢结构是一种全新的结构体系，它充分发挥了钢材抗拉和混凝土抗压的力学特性，同全钢结构相比，降低了主体结构的钢材用量，节约了钢材。这种结构体系包括两个部分：混凝土筒体和悬挂式钢结构。筒体位于建筑平面的外围边角，整个建筑物的竖向荷载通过筒体传递给基础。筒体之间通过钢结构连接，形成稳定的空间结构，抵抗水平荷载。悬挂式钢结构由若干悬挂单元组成，每个悬挂单元的上部是一榀桁架，下面通过吊柱悬挂若干层钢梁。钢结构与筒体之间通过设置在筒体角部的预埋钢柱连接。悬挂式钢结构的承力桁架与筒体内预埋钢柱的连接节点负荷大，构造处理复杂，施工质量要求高。因此，同一般的钢框架、混凝土筒体相结合的结构有着本质的区别。预埋钢柱是钢混凝土组合悬挂式钢结构的核心技术。图1.1所示是沈阳市国家税务局综合办公楼工程预埋钢柱的设置位置及形式。1特点 1.1预埋钢柱是连接筒体与钢结构的桥梁。混凝土施工不可避免的较大偏差与钢结构高制作精度之间的矛盾决定了筒体施工的难度，决定了预埋钢柱精确安装的重要性和在整个主体结构施工中的基础地位。预埋钢柱是形状复杂的焊合件(图1-1)，高空安装，固定困难，又没有方便可靠的参照物或基准点用于校正，其它工序(如钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇注等)对安装好的预埋钢柱的干扰也大。另外，筒体施工需要采用特种脚手架(如爬升式脚手架)，而且必须超前钢结构若干层。本工法较好地解决了上述问题。1.2现有钢结构施工及验收规范不能满足需要，本工法提出了补充标准。2适用范围 本工法主要适用于钢混凝土组合的悬挂式钢结构。对钢混凝土组合的非悬挂式钢结构或其它结构中的预埋钢柱，也可参照使用。3工艺原理 筒体施工前，先将预埋钢柱吊装就位，对平面位置、垂直度等一系列指标进行校正后，将其固定，然后进行下面的工序。模板安装完成后，视情况进行二次校正，然后浇注筒体混凝土。4工艺流程及操作要点 4.1工艺流程 4.1.1预埋钢柱的安装是筒体施工不可分隔的一部分，同时又具有一定的独立性。筒体的施工程序如下：(1) 测量放线。平面位置控制点和标高控制点向上传递。(2) 角部暗柱竖向受力筋连接，牛腿以下箍筋绑扎。(3) 预埋钢柱安装就位并固定(包括拉板和T型锚柱)。(4) 墙体钢筋绑扎(包括各种水平拉结筋)。(5) 脚手架上升一个层高。(6) 安装内外墙模(大模板)。(7) 模板检验，预埋钢柱平面位置复核，必要时校正。(8) 浇注墙体混凝土。(9) 拆除墙体内模。(10) 安装梁板模板。(11) 绑扎梁板钢筋。(12) 浇注梁板混凝土。 4.1.2预埋钢柱安装的工艺流程如下： 施工准备预埋钢柱吊装就位柱脚对位临时固定调整垂直度检查标高(差)检查间距和相对扭转正式固定安装拉板和T型锚柱初步检验二次检验三次检验 4.2操作要点 4.2.1准备工作 4.2.1.1将预埋钢柱轴线的设计位置标在下节柱柱顶(安装首节柱时，标于混凝土顶面)，作为上节柱柱脚对位的基准线。测量下节柱柱顶偏移，确定上节柱柱脚平面位置调整垫片的总厚度。测量下节柱柱顶标高，确定调整标高的钢板垫片的总厚度。 4.2.1.2以上下牛腿中点为基准(无牛腿时以连接钢板中线为基准)，在待安装的预埋钢柱上放出对位轴线。 4.2.1.3将拉板和T型锚柱组装好。 4.2.1.4准备各种厚度的钢板垫片若干，用于柱脚的调整与定位，准备好其它工具或材料。 4.2.2安装作业 4.2.2.1预埋钢柱吊至安装位置，放好调整标高的垫片后落下。柱脚对位，垫好调整柱脚平面位置的垫片，穿上安装螺栓并初步拧紧。 4.2.2.2在相互垂直的两个方向调整预埋钢柱的垂直度并临时固定。调整与临时固定可用花篮螺栓或直接用铁丝从两个方向将预埋钢柱和脚手架架杆拉结。垂直度调整好后，上下牛腿中线、柱脚对位轴线应在同一条铅垂线上。对于不带牛腿的预埋钢柱，连接钢板中线、柱脚对位轴线应在同一条铅垂线上。 4.2.2.3检查标高。有牛腿时测牛腿顶面，无牛腿时测柱顶。标高超差时应予调整。如果下节柱也带牛腿，则同时还要测上下节柱下牛腿面的高差，并且优先保证这一高差符合设计要求。 4.2.2.4测量相邻预埋钢柱牛腿间距和柱身的相对扭转值。前者以下牛腿前端中点间的距离为准。后者的含义及测量方法如图4-2-2-4所示。 4.2.2.5在上述检查都合格的情况下，将柱脚安装螺栓拧紧，并用预先备好的粗钢筋或型钢将预埋钢柱从两个方向支撑牢固。斜撑必须固定可靠，然后才能松开临时定位用的花篮螺栓或铁丝。 4.2.2.6安装拉板和T型锚柱。拉板和锚柱的安装应有可靠的临时支承措施，以免将安装好的预埋钢柱扰动。 4.2.2.7按表8.1第一部分质量标准进行验收并作记录，必要时重新进行校正。 4.2.2.8墙体模板检验时，复核预埋钢柱的平面位置。基准点为下层筒体外壁上的平面位置控制线。 4.2.2.9梁板混凝土浇注以后，进行第4.2.1条所述准备工作的第一项并作记录。注：1)柱脚对位时，按照“双向对位，第三向校核”的办法进行，而且对位的两个方向应互相垂直。2)由于各个检验项目是相互关联的，而且制作误差客观存在，因而会发生若干项目不能同时满足要求的情况。一般情况下，应尽量保证各个项目的误差水平均衡适当，而不是有的过大，有的很小。5材料 5.1所有原材料必须是符合国家或部颁标准的合格产品。 5.2预埋钢柱还应满足表5.2所列制作阶段的质量标准。 5.3固定预埋钢柱用的粗钢筋或型钢应具有足够的刚度，保证混凝土浇注过程中预埋钢柱不被扰动。6施工机具设备 塔吊一台，电焊机一台，水准仪一台，钢卷尺一把，垂球两个或经纬仪两台，普通扳手一把，电动扳手一把。预埋钢柱安装质量补充标准表5.2检验项目十字板垂直度(e)上下牛腿净高(h实际-h设计)上下牛腿不平等度(h2-h1)上下牛腿张角(h2-h1)下牛腿与连接钢板垂直度(e)连接钢板与柱轴线距离(l)示意图或文字说明5-2-a 5-2-b5-2-c5-2-d5-2-e5-2-f限差(mm)30+2.02.0+2.0+2.02.0备 注下牛腿与连接钢板夹角不得小于9007劳动组织及安全措施 7.1劳动组织 7.1.1铆工两人，进行预埋钢柱身上放对位轴线的准备工作。在地面上作业。 7.1.2起重工三人，信号工一人，电焊工一人，测量工一人。高空作业。 7.1.3塔吊司机一人，地面配合起重工一人。 7.2安全措施 7.2.1吊装时采取必要的隔离措施将危险区和安全区分开。 7.2.2操作人员必须戴安全帽，高空作业系安全带。 7.2.3大风天气及雨天停止吊装作业。 7.2.4其它遵照国家及建设部有关施工现场劳动安全的规定执行。8质量标准 8.1预埋钢柱同一般钢结构所用的钢柱有很大区别，现行钢结构工程施工及验收规范(GB5020595)及钢结构工程质量检验评定标准(GB5022195)不能满足施工的需要，因而制订如下补充标准(表8.1)。 8.2预埋钢柱安装质量补充标准分为三部分，对应三个不同的施工阶段。第一部分指预埋钢柱安装并固定后、下步工序进行前应达到的标准。第二部分指墙体混凝土浇注前，预埋钢柱平面位置复核应达到的标准。超过这个标准时必须予以校正，才能浇注混凝土。第三部分指楼板混凝土浇注后预埋钢柱再次检验应达到的标准，这次检验也是下次安装的准备工作之一。预埋钢柱安装质量补充标准表8.1检验项目第一部分柱脚轴线对位偏差(e)垂直度下牛腿面标高相邻柱牛腿间距(l)柱身相对扭转(e1,e2)平面位置(e1,e2)柱顶偏移(e1,e2)柱顶标高示意图或文字说明8-1-a上下牛腿中点或连接钢板中心至柱脚对位线8-1-b8-1-c8-1-d8-1-e限差225525510备注上下埋柱下牛腿面高差的偏差限值为19效益分析 9.1预埋钢柱的用途就是满足筒体与钢结构连接的需要，保证悬挂式钢结构的实现，因此，预埋钢柱的价值体现在钢混凝土组合悬挂式钢结构体系的价值之中。9.2一般框架式全钢结构单位建筑面积的用钢量约为100125kg/，而钢混凝土组合的悬挂式钢结构的这一数据为75kg/左右，节约钢材约30，经济效益显著。10应用实例 沈阳市国家税务局综合办公楼是一栋多功能的智能化办公建筑，是国内第一座采用钢混凝土组合悬挂式钢结构体系的建筑，它包括主楼、申报中心、生活楼和多功能大厅四个部分，总建筑面积3.2万。主楼包括地上、地下两个部分。地下两层，现浇混凝土结构；地上二十六层，钢混凝土组合的悬挂式钢结构。主楼建筑面积2.4万，高106m。主楼有四个筒体，分