某大型钢结构工程合理化建议(配合工程招投标编制)

某大型钢结构工程合理化建议〔配合工程招投标编制〕TOC\o"1-3"\n\u工程概况结构特点1招标方案的建议1.1由业主单位直接分包的招标方式1.2总承包单位分包的招标方式1.3对于招标方案的建议2节点优化建议3楼层压型钢板的选择建议3.1传统压型钢板的特点3.2钢筋桁架模板优点4关于防火涂料的建议4.1本工程防火涂装要求4.2本工程防火涂料推荐品牌及性能工程概况广州利通广场位于**广场附近，总占地面积约1万平方米，建筑面积约16.1万平方米，地上高度达302.7米，建成后将成为珠江新城内仅次于西塔的广州第二高楼。建筑上另一个显特点是利通首层的大堂高度将到达37.8米图1：建筑效果图该工程建筑总高度302.7m，使用高度268.8m，地下五层，底板标高-20.34m，建筑面积29400平方米。地上共63层，总建筑面积117903平方米，五层以上为标准层，层高4.2m，标准层内筒23m×23m，外筒45m结构特点本工程为斜撑框架+混凝土核心筒结构体系。总用钢量8000多吨。主体结构采用混合钢结构系统，外筒四周设置了9层一跨的对角支撑，与外筒钢管柱形成了支撑筒体，不仅提供了竖向承载体系，同时也增加结构抗侧刚度，取代核心筒体，提供建筑的抗侧体系。1．内筒采用混凝土剪力墙楼层局部钢梁结构体系。从立面上看，在15层、30层、45层处有加强层，层高为8.2m。核心筒剪力墙内设有箱型劲性钢梁，以提高核心筒楼层平面的刚度。截面尺寸为口152x127x6.4x6.4。核心筒内箱型钢梁平面布置如图2所示箱型钢梁箱型钢梁图2：核心筒钢梁平面布置图2．结构的四个角柱和跨越9层结构斜撑，作为最主要的受力结构。作为最主要受力结构的四根角柱和结构斜撑分别采用圆钢管和箱型钢管形式，斜撑构件与圆钢管柱通过相贯连接，并在钢管内增设加劲板，连接节点如下列图3所示。圆钢管柱的截面形式由地下室的Ф1800x30到结构屋顶的Ф1000x12，构件截面几乎是以9层为一段过度变化；斜撑箱型截面首层为口1200×600×70×70，顶层为口800×600×40×40，单段斜撑最重的有37.6t。图3：斜撑与钢管柱连接节点3．楼层梁作为连接内外筒的次结构，增加结构的平面刚度。本工程中，楼层钢梁有两种规格，角柱与混凝土核心筒连接的钢梁为上下两根H型通过中间连接板组成的组合钢梁，中间连接板是间断分布，形式如图4所示。图4：组合钢梁截面形式其他楼层钢梁采用常规的热扎H型钢梁。4．主要受力钢柱采用钢管柱。本工程所有钢柱截面都是圆形截面，钢管柱都是由地下室层一直贯穿至顶层屋面钢架，钢管内浇注混凝土，钢管截面从地下负五层的Ф1800x30变化到顶层的Ф800x12，两钢管截面变化连接沿钢管长度直径范围内设置了剪力钉，以增加混凝土与钢管的粘结力。支撑结构次支撑结构所有支撑结构1招标方案的建议在建筑行业当中，钢结构以其轻巧、施工速度快、环保、良好抗震性能和可实现造形独特等优势，被越来越多的建筑设计大师所亲睐。但由于钢结构工程的实施和土建工程的实施有着本质上的不同，钢结构工程需要有专业的构件加工厂作为支持，同时也需要有强大的技术力量作为保障，这是国内的所有总承包单位无法满足的条件，在这种市场环境条件之下，国内的众多专业的、大型的钢结构企业孕育而生。然而，钢结构因其在国内的起步较晚，技术成熟度和管理水平有限，使其在建筑工程中仅仅作为一种分包形式存在，钢结构工程的实施和管理在工程业主和总承包单位的总体管理和协调之下进行。这样一来，在具有钢结构工程的工程中，就产生了一个对于钢结构工程分包单位的选择过程，那便是对钢结构分包单位的招标过程。钢结构工程因承包方式不同大致会有两种不同的招标方式，分别为：由总承包单位分包的招标方式和由业主单位直接分包的招标方式两种。两种招标方式的实施方式和过程有所不同，同时对工程过程的推过和实施产生不同的影响，也将直接或间接地影响到工程的成败，主要原因在于两种招标方式的适用性不一样，工程实施过程采用招标方式的不同,会直影响到对施工单位的选择，特别是直接影响到对钢结构工程分包单位的选择，以致于直接对工程造价、进度、质量和平安产生相应的影响。以下是对这两种招标方式优劣势的比拟，同时结合国内局部重大工程所采用的招标方式及对工程实施的影响做以下分析。1.1由业主单位直接分包的招标方式钢结构工程由业主直接分包的招标方式是由工程业主直接通过招标途径选择确定钢结构工程承包单位的招标方式，该招标方式强调的是业主充分理解钢结构工程的重要性，对钢结构工程的分包单位直接干预和把控，钢结构工程承包单位具有较强的独立性，也强调钢结构工程分包单位与总承包单位是同等重要的，但在管理上同时受控于总承包单位和业主单位。▲操作形式及合同关系：实际操作过程中也可分为:由业主直接对钢结构工程进行招标并由业主直接授予合同和由业主直接对钢结构工程进行招标并由业主与总承包单位共同授予合同两种操作形式。▲优点：1．业主对于钢结构工程分包单位直接把关，对钢结构工程施工过程是可控的，管理上对于钢结构工程采取的是业主和总承包单位双重管理，对于钢结构工程的风险控制更有效和更有保障。2．更有利于选择一些更专业、技术能力更强的国内知名钢结构公司参与到工程建设中来，为工程推进提供了更有利的保障。所谓“术业有专攻”，有大型专业的钢结构公司参与，可以有效躲避一些技术上的风险，对于工程进度、质量和平安更有保障。3．业主直接招标钢结构工程分包单位，可以使钢结构工程的报价更透明、更合理，有效防止招标时钢结构工程报价虚高不实，有利于业主控制钢结构工程的造价，也有利于工程的本钱总体控制。4．由于招标方式的原因，钢结构工程分包单位的合同由业主或同时由业主和总承包单位授予，并由业主向钢结构工程分包单位直接拔付钢结构工程款，减少钢结构工程分包单位申请和拔付过程和环节，能使资金更及时到位，也可以做到专款专用，使钢结构材料采购方案和工期等更有保障。▲缺点：业主同时对总承包单位和钢结构专业分包单位实施管理职能，一定程度上增加了业主方的工作量。▲适用性：由业主单位直接分包的招标方式适用于主体为钢结构或钢结构对主体结构有较大影响的重点控制和实施的且施工和管理上具有一定难度的工程。▲采用该招标方式的工程实例：国家体育场、上海环球金融中心、广州新电视塔、广东省博物馆等。以上这几个国内重大工程均采用的是钢结构工程由业主直接分包的招标方式，在协调和管理上业主和总承包均发挥着各自的管理作用和优势，业主选择到了理想的钢结构单位进行分包、造价控制合理、工程款项拔付及时，在工程步入正轨后对业主的工作量和工作强度未有明显增加，使工程的进度、质量和平安都得以有效地保障。1.2总承包单位分包的招标方式钢结构工程由总承包分包的招标方式是指业主通过招标确定总承包单位，将工程钢结构工程全权交由总承包单位进行分包、管理和控制，总承包单位或在总承包招标时捆绑钢结构单位形式分包或在总承包定标后招选钢结构单位作为分包，该招标方式强化总承包单位对整个工程推进过程的总承包管理主导地位，对于钢结构工程等关键环节的控制直接代替业主行使决策权力。▲操作形式及合同关系：该招标方式以总承包单位为主，又可分为：总承包招标时总承包单位与钢结构单位捆绑并由总承包授予合同和总承包招标后由总承包单位自行对钢结构进行专项分包并由总承包授予合同两种操作形式。▲优点：可以减轻业主对钢结构工程过程控制的人力投入，可以在一定程度上减少业主的工作量和工作强度，该招标方式在业主人员缺乏的情况下适用。▲缺点：1．业主对钢结构选择过程无法监管，对于钢结构工程实施过程无法监控。2．总承包单位在土建工程管理上具备丰富的经验，且国内绝大局部总承包单位的优势也在于土建工程的施工和管理，对钢结构技术的了解和掌握程度不深，对钢结构工程的管理无经验或经验甚少，对于钢结构分包单位的选择在技术和管理上均无指导性经验，不利于选择一些钢结构技术一流的企业作为钢结构工程的分包单位，对工程的实施的过程控制的不利，给工程带来了进度、质量和平安等一系列的隐患。3．总承包单位对钢结构工程进行分包时主要取决于价格因素，总承包单位在利益之下总是习惯性地选择一些报价比拟低的钢结构单位来做分包。由于招标方式的原因，总承包单位可以在其竞标时向捆绑单位或之后由其直接分包的钢结构分包工程摊派利润，致使业主获知的钢结构工程报价虚高不实，不利于业主控制钢结构工程的造价，也不利于工程的本钱总体控制。4．由于招标方式的原因，钢结构工程分包单位的合同由总承包单位直接授予，钢结构工程分包单位与业主无合同关系，致使钢结构工程款也会由总承包单位向钢结构工程分包单位拔付，可能会造成总承包单位对于钢结构工程专款它用，同时增加了钢结构工程分包单位工程款申请和拔付的过程环节和时间，会造成资金拔付不及时，影响到钢结构材料采购方案和工期等。▲适用性：总承包分包的招标方式更适用于钢结构重要程度一般，且钢结构作为次要结构且对主体工程不会有太大影响的工程。▲采用该招标方式的工程实例：央视大楼：该工程采取的是钢结构工程由总承包单位直接进行分包的招标形式，在实施过程中，总承包单位在钢结构分包单位选择上，过分地压低钢结构工程的造价，几乎使该总承包单位找不到钢结构工程的分包单位来分包，这对工程的工期造成了极大的影响。1.3对于招标方案的建议综合以上两种招标方案的优缺点，结合本工程特点，我们建议本工程选择采取“由业主单位直接分包的招标方式”。2节点优化建议利通斜撑与柱连接节点，如下图，内灌混凝土。其中柱截面为钢管Φ1800X12，斜撑截面为箱型1200X600X60X60，环梁截面为箱型800X600X50X50。斜撑与楼层梁及柱连接节点节点内部加劲肋，纵劲板厚度为60mm，横劲板厚度与各杆件翼板一致，劲板顶部L型承重钢板厚40mm，劲板如下图：纵劲板横劲板承重板纵劲板横劲板承重板内部加劲肋从图中可以看出，肋板构造复杂，柱壁仅为12mm，而管内加劲肋为60mm，厚板焊接薄板，质量很难保证；另外节点通过纵劲板与混凝土之间粘结力传递荷载，光靠板与混凝土之间的粘结力，质量不易保®证。建议两种方法改良节点受力合理性及焊接合理性：其一为柱子开纵向剖口，柱子焊接肋板，以解决厚板焊接薄板问题。如下图：柱子开剖口图其二为在纵劲板上设置剪力钉，增强与混凝土之间粘结力，如下图：剪力钉剪力钉剪力钉布置图3楼层压型钢板的选择建议3.1传统压型钢板的特点楼层压型钢板的选择与施工将会影响工程的进度情况，也必然影响整个工程的经济效益。目前，多高层钢结构建筑楼板一般采用带一定肋高的压型钢板—混凝土组合楼板，这种楼板有楼板总厚度大、使建筑物室内净高减小、楼板下外表不平整、钢筋绑扎繁琐，钢筋间距及混凝土保护层厚度不好控制、防腐耐火及不能做成双向板等方面的缺乏。以往的压型钢板有下面六种形式。目前普遍用的压型钢板示意图归纳起来传统压型钢板式楼承板主要缺乏：〔1〕镀锌钢板用量多，材料价格贵，综合造价偏高；〔2〕建筑楼层净高降低或需增加层高20～50mm；〔3〕组合楼板的防火防腐要求高；抗火与防腐性能有待研究探讨；〔4〕楼板的双向刚度不同，对传递水平力有一定的影响；受力模式不够合理；〔5〕楼承板肋高对现场钢筋绑扎的影响大，保护层厚度较难控制3.2钢筋桁架模板优点为解决这一系列问题，根据我司近两年施工过的大型工程，我们建议使用由杭萧钢构公司研发的钢筋桁架模板系统环保新产品。钢筋桁架模板系统是将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与镀锌压型钢板焊接成一体的组合模板。与以往的楼板施工方法不同,在建设现场，可以将钢筋桁架模板直接铺设在钢梁上，然后进行简单的钢筋工程，便可浇注混凝土，提高了楼板施工效率。钢筋桁架模板的优点：〔1〕经济1〕钢筋桁架受力模式合理，选材经济，综合造价优势明显。2〕可调整桁架高度和钢筋直径拟适用于跨度较大的楼板，可设计成双向板。〔2〕便捷1〕现场钢筋绑扎工作量可减少60%～70%，现场钢筋绑扎量在2~3kg/m2之间，可进一步缩短工期。2〕桁架受力模式可以提供更大的楼承板刚度，可大大减少或无需用施工用临时支撑。钢筋桁架模板现场安装〔3〕平安1〕力学性能与传统现浇楼板根本相同，楼板抗裂性能好。2〕耐火性能与传统现浇楼板相当，由于压型钢板组合楼板。3〕底模不参与适用阶段受力，不需考虑耐火防腐问题。〔4〕可靠1〕钢筋排列均匀，上下层钢筋间距及钢筋保护层厚度有可靠保证。2〕楼板双向刚度相近，有利于建筑物抗震。3〕栓钉焊接质量更容易保证。3．钢筋桁架模板的安装现场栓钉焊接支座竖向钢筋现场点焊支座连接钢筋这种钢筋桁架模板对于处理不等高的楼面板能很好的处理，如下列图所示。楼板标高不一致的处理节点桁架模板在柱边的安装示意图钢筋桁架模板柱边处理示意图钢筋桁架模板在剪力墙处的处理方法如下列图所示钢筋桁架模板在剪力墙处处理示意图4关于防火涂料的建议4.1本工程防火涂装要求1．钢管耐火极限：3小时，采用厚型防火涂料。2．斜撑、框架梁耐火极限：2小时，采用厚型防火涂料。3．楼面梁耐火极限：2小时，采用厚型防火涂料。4.2本工程防火涂料推荐品牌及性能本工程的防火涂装均采用厚型防火涂料，综合产品的性能、价格等因素，拟推荐四川**防火材料、广州雷威化工及上海新华阻燃剂总厂的相关产品。品牌及性能如下：1．四川**防火材料〔1〕SWH室外厚型钢结构防火涂料无机隔热型防火涂料，粘结强度高，耐曝晒、耐潮湿、耐酸碱油腐蚀、耐冻融等耐侯性能显著，并具有优异的耐火性能。通过了烃类火灾试验，耐火极限达2小时以上。a．主要性能指标〔GB14907－2002《钢结构防火涂料》〕表干时间〔h〕：4；初期枯燥抗裂性：无裂纹出现；粘结强度〔Mpa〕：0.09抗压强度〔Mpa〕：1.3干密度〔kg/m3〕：542耐曝热性〔h〕：720；耐湿热性〔h〕：504；耐冻融循环性〔次〕：15耐酸性〔h〕：360；耐碱性〔h〕：360；耐盐雾腐蚀性〔次〕：30；耐火性能：涂层厚度23mm，耐火极限183min。b．不同耐火极限所需涂层厚度耐火极限，h1.52.02.53.0涂层厚度，mm11151923〔2〕LG室内厚型钢结构防火涂料无机涂料，符合A类装饰材料标准，材料燃烧烟气成分毒性试验到达AQ1〔平安一级〕标准。耐侯性能优异。△主要性能指标〔GB14907－2002《钢结构防火涂料》〕在容器中的状态：均匀稠厚流体状态，无结块；表干时间〔h〕：3；粘结强度〔Mpa〕：0.39抗压强度〔Mpa〕：2.7干密度〔kg/m3〕：448耐水性〔h〕：24；耐盐雾腐蚀性〔次〕：15；耐火性能：涂层厚度24mm，耐火极限191min。△不同耐火极限所需涂层厚度耐火极限，h1.522.53.0涂层厚度，mm111519232．广州雷威化工LG厚型钢结构防火隔热涂料无机涂料，具有不含石棉及有机溶剂