南京某高层办公楼钢骨柱施工方案

江苏省**综合楼钢骨柱施工方案一、工程概况江苏省**综合楼采用钢骨柱钢筋砼框架——剪力墙结构，钢骨柱自地下基础开始，共计十二根，六根钢骨柱自-11.350m—十九层75.05m，两根钢骨柱自-11.350m—十八层71.45m，四根钢骨柱自-11.350m—十一层45.65m，34.15m以下外包C50高强混凝土，34.15m以上包C40高强混凝土。最大长度为86.40m，钢柱截面处最大厚度达34.0mm，柱底板厚度为40.0mm，材料主要为Q345B，总吨位达416.1吨。因钢骨柱为十字型变截面钢柱且较长，故采用高强度螺栓连接和焊接型式分段连接。二、钢骨柱应用情况(一)、钢骨柱吊装第一节钢骨柱是安装在地下室底板混凝土上的，且预先埋设好地脚螺栓。地脚螺栓的埋设精度直接影响到钢骨柱的安装顺利与否，为尽量避免混凝土浇筑时因振动器等原因导致埋设好的地脚螺栓偏移，采用按地脚螺栓孔径、孔距开好的定位钢板固定，保证地脚螺栓埋设质量。混凝土达到一定强度后在楼板上放出柱定位轴线，复测合格并将螺纹清理干净并标出基础螺栓埋设后实际柱心位置，且柱底之中心延伸至板边位置亦标出，使两者能对心安装。基础混凝土表面需先打毛，以加强细石混凝土的附着性，并将松散的混凝土、水分及杂物等清除干净，并在地脚螺栓上设置临时标高支承块。钢柱起吊前应将登高爬梯和缆风绳等挂设在钢柱预定位置并绑扎牢固，钢柱起吊时钢柱根部必须垫实，尽量做到回转扶直，根部不拖。起吊时钢柱必须垂直，吊点设在柱顶，利用临时固定连接板上的螺孔。起吊回转过程中应注意避免同其它已吊好的构件相碰撞，吊索保持一定的有效高度。钢柱起吊就位后临时固定地脚螺栓，带好缆风绳，并初校垂直度，松开吊钩，进行下一根钢柱吊装。(二)、钢骨柱校正1、轴线位移校正每节框架钢柱的校正均以下节钢柱顶的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线。控制柱节点时必须注意四周外形，尽量平整，以利焊接。实测位移并做好记录。校正位移时要特别注意钢柱的扭转，这对框架安装很不利。2、柱子标高调整每安装一节钢柱后，应对柱顶作一次标高实测，根据实测标高的偏差，若超过规范数值，则需要调整，调整标高用低碳钢板垫到规定要求。若偏差过大，不可一次调整，应先调整一部分，待下一节再作调整。否则，一次调整过大会影响支撑安装和表面标高。3、垂直度校正以两台经纬仪从两个方向测定柱子垂直度，若有倾斜，则在柱头上拉以钢丝绳，绳子下端通过倒链固定在下节柱头上，拉紧倒链，即可控制柱子垂直度在允许范围内。调整钢丝绳等到现场焊接完成后才可放松拆除。(三)、钢骨柱的测量1、测量控制（1）、平面控制本工程采用内控法进行平面测量控制,平面控制网于地面首层楼板砼浇灌完后布设,并用全站仪闭合复测,确定控制网精度后提请有关单位验收。当平面网验收并确认后,此控制网将利用准直仪引测至吊装施工层,再用全站仪复核边长、角度相应关系。如在规范容许范围内,再进行整体测量。钢骨柱编号及定位平面图（2）、标高控制工程钢骨柱按相对标高法进行安装。在钢结构安装过程中,当钢结构每安装一定的高度时,根据外围原始控制点的标高，用水准仪引测复核钢结构标高的精度。根据实测标高的偏差，若超过规范数值，则需要调整，调整标高用低碳钢板垫到规定要求。若偏差过大（大于20mm），不可一次调整，应先调整一部分，待下一节再作调整。否则，一次调整过大会影响支撑安装和表面标高。钢骨柱柱顶标高表：钢骨柱编号截面尺寸柱顶标高（m）备注GGZ1900×80075．05十九顶标高＋1..00mGGZ21000×800075．05十九顶标高＋1..00mGGZ3900×80075．05十九顶标高＋1..00mGGZ4900×80045．65十一顶标高＋1..00mGGZ51000×800071．45十八顶标高＋1..00mGGZ6900×80045．65十一顶标高＋1..00mGGZ7900×80045．65十一顶标高＋1..00mGGZ81000×800071．45十八顶标高＋1..00mGGZ9900×80045．65十一顶标高＋1..00mGGZ10900×80075．05十九顶标高＋1..00mGGZ111000×800075．05十九顶标高＋1..00mGGZ12900×80075．05十九顶标高＋1..00m2、吊装测量（1）钢柱吊装时，用两台视线相互垂直的J2经纬仪跟踪校正，J2经纬仪视线不能相互垂直时，可将仪器偏离轴线15º以内。（2）当某一片区的钢结构吊装形成框架后，对这一片区的钢柱再进行整体测量校正。（3）钢柱焊前、焊后轴线偏差测定。（a）根据轴线尺寸、钢柱节面尺寸，计算钢柱四面中点坐标，并绘制出钢柱点位坐标图。（b）架设准直仪，将平面控制点投递到施工层。在施工层用经纬仪复核平面控制点的边角关系，不满足精度要求应重投点，直至满足精度要求后。准直仪的具体操作：先将专用接收靶放置在施工层预留洞口，再在控制点上架设准直仪，对中整平好后，接通电源，利用对讲机相互联络，将控制点传递到施工层。（c）架设经纬仪，对中整平于激光点位，测量各钢柱四面中点的平面直角坐标。(四)、钢骨柱的焊接1、安装时焊接制作要领及顺序(1)本工程现场焊接主要采用手工电弧焊方法。焊接施工按照工艺规定的顺序,分层分区进行,正式施焊时可先按照工艺要求试焊一根,待检验合格后,总结经验进行施工。保证每个区域都形成一个空间框架体系,以提高结构在施工过程中的整体稳定性,便于逐区调整校正,最终合拢,而且减少了安装过程中的累积误差。(2)焊接作业区域设置防雨、防风措施。柱与柱连接节点处,专门设置可供2-4人同时同台作业的操作平台。平台除密铺脚手板外,还要采用石棉布或厚橡胶铺垫,尽可能地减少棚外大气对棚内焊接环境的侵扰。保护棚上部应与柱贴合紧密,采用粘贴止水效果良好的材料,如单面胶铝箔严密封贴。(3)、施焊前,认真清除坡口内渣皮,清除衬于坡口背部的衬板与坡口背部锈蚀和污物。定位焊防护焊肉具有相当强度,并与母材充分融合,收弧处填满弧坑。冬季低温季节施工执行焊前预热工艺,定位焊完毕后应使用石棉布等保温材料盖焊接区域。2、柱的定位焊(1)在钢柱的定位螺栓拧紧后、焊接前,需要采用窄钢丝刷等专用器具来清除污物锈蚀。(2)对于厚钢板,定位焊前要按规范加热,可减少定位焊处出现气孔、未熔合、头小尾大、焊道凹凸、裂纹等缺陷。此处的定位焊还要求采取大面积除湿,其加热温度不低于正式施焊温度,且定位焊完后迅速采用石棉布进行保温等措施。(3)柱与柱接头处的定位焊,焊缝长度L≥50mm、K≥5mm、间距≈150mm。(4)引入、引出部分的角延板焊固点距缘板边沿长≥30mm,且左右两端向中部收弧,并填满弧坑,用于定位的弧焊机应为直流弧焊机,采用手工电弧焊方式。电弧极性:阳级;电流值:≈120A;焊条直径:Ø3.2mm;焊材型号与母材相匹配。钢柱接头处的背衬板、角延板应与母材的材质相同;厚度16mm、宽度32mm;引入、引出两端:L≥100mm。角板组对完毕后,另增设封头板,以防止采用气体保护焊方式时空气对流对保护气笼的侵扰。(5)根据焊接工艺进行预热,焊接过程中保持焊接参数和层间温度,焊后进行后热与保温(适用于寒冷天气情况下)。接头处同时开焊。3、厚板焊接工艺要点(1)厚板焊接t8/5值及焊接规范控制a、厚板焊接存在的一个重要问题是焊接过程中,焊缝热影响区由于冷却速度较快,在结晶过程中最容易形成粗晶粒马氏体组织,从而使焊接时钢材变脆,产生冷裂纹的倾向增大。因此在厚板焊接过程中,一定要严格控制t8/5值。即控制焊缝热影响区尤其是焊缝熔合线处,从800℃冷却到500℃的时间,即t8/5值。t8/5过于短暂时,焊缝熔合线处硬度过高,易出现淬硬裂纹;t8/5过长,则熔合线处的临界转变温度会升高,降低冲击韧性值,对低合金钢,材质的组织发生变化。出现这两种情况,皆直接影响焊接接头的质量。b、对于手工电弧焊,焊接速度的控制:在工艺上规定不同直径的焊条所焊接长度,规定焊工按此执行,从而确保焊接速度,其它控制采用电焊机控制,从而达到控制焊接线能量的输入,达到控制厚板焊接质量之目的。(2)厚板加热方法厚板焊接预热,是工艺上必须采取的工艺措施,对于本工程现场钢结构焊接施工采用电加热加热的方法。(3)层间温度控制a、厚板为防止出现裂纹采取加热预热后,在焊接过程中应注意的一个重要问题,就是焊缝层间温度控制措施。如果层间温度不控制,焊缝区域会出现多次热应变,造成的残余应力对焊缝质量不利,因此在焊接过程中,层间温度必须严格控制。b、层间温度一般控制在200℃-250℃之间。为了保持该温度,厚板在焊接时,要求一次焊接连续作业完成。c、当构件较长时,在焊接过程中,厚板冷却速度较快,因此在焊接过程中一直保持预加热温度,防止焊接后的急速冷却造成的层间温度的下降,焊接时还可采取焊后立即盖上保温板,防止焊接区域温度过快冷却。(4)焊接过程控制a、定位焊:定位焊是厚板施工过程中最容易出现问题的部位。由于厚板在定位焊时,定位焊处的温度被周围的“冷却介质”很快冷却,造成局部过大的应力集中,引起裂纹的产生,对材质造成损坏。解决的措施是厚板在定位焊时,提高预加热温度,加大定位焊缝长度和焊脚尺寸。b、手工电弧焊的引弧问题:有些电焊工有一种不良的焊接习惯,当一根焊条引弧时,习惯在焊缝周围的钢板表面四处敲击引弧,而这一引弧习惯对厚板的危害最大,原理同上。因此在厚板焊接过程中,必须“严禁这种不规范”的行为发生。c、多层多道焊:在厚板焊接过程中,坚持的一个重要的工艺原则是多层多道焊,严禁摆宽道。这是因为厚板焊缝的坡口较大,单道焊缝无法填满截面内的坡口,而一些焊工为了方便就摆宽道焊接,这种焊接造成的结果是,母材对焊缝拘束应力大,焊缝强度相对较弱,容易引起焊缝开裂或延迟裂纹的发生。而多层多道焊有利的一面是;前一道焊缝对后一道焊缝来说是一个“预热”的过程;后一道焊缝对前一道焊缝相当于一个“后热处理”的过程,有效地改善了焊接过程中应力分布状态,利于保证焊接质量。d、焊接过程中的检查:厚板焊接不同于中薄板,需要几个小时乃至几十小时才能施焊完成一个构件,因此加强对焊接过程的中间检查,就显得尤为重要,便于及时发现问题,中间检查不能使施工停止,而是边施工、边检查。如在清渣过程中,认真检查是否有裂纹发生。及时发现,及时处理。(四)、钢骨柱与梁钢筋的连接每根钢骨柱上都有四根梁与之相连，梁截面较大，每根梁都有不同的配筋，根据设计图纸，钢骨柱腹板长度分为400mm宽和660mm宽两种。400mm宽腹板中钢筋梁顶又分5根、6根、7根、8根、9根共计五种，梁底钢筋又分5根、6根Φ≤25、7根、8根Φ≤25、9根Φ≤25、10根Φ≤25、10根Φ＞25、11根Φ≤25、12根共计九种；660mm宽腹板中钢筋梁顶又分7根、9根、11根、12根、13根、14根共计六种，梁底钢筋又分7根、8根Φ≤25、9根、11根、12根、14根共计六种分别采用腹板穿孔、现场施焊、工厂预焊短筋相结合的方法加以排列。其钢骨柱柱脚示意图、连接节点示意图、与钢骨柱相连梁的钢筋排列示意图如下：钢骨柱柱脚示意图与钢骨柱相连梁的钢筋排列示意图三、经济效益节约费用416.1T×3000元/T-621.5m3×345元/m3=124.83万元四、应用总结劲性钢筋混凝土结构是在钢筋混凝