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工程案例

2010年劲性混凝土钢结构工程施工实例分析

发布时间:2018-10-09 23:00

  随着近年来高层建筑的出现,钢结构的应用也越来越广泛。本文结合某工程实例就劲性混凝土钢结构施工作一介绍。

  河北教育出版社综合楼工程,建筑面积16168.84㎡,地上12层、地下1层,建筑总高度43.2米。工程⑥轴及⑧轴柱子采用钢骨混凝土,其钢柱截面形式分为工字型及十字型,截面尺寸为800*800,混凝土标号C40;每层⑥轴及⑧轴上的梁为钢骨混凝土梁;⑥轴以西及⑧轴以东均为钢筋混凝土框架梁柱;⑥~⑧轴之间2~9层采用钢制走廊连通,上铺钢隔板;10层以上⑥~⑧轴之间空中连廊部分为压型钢板组合楼板及组合梁设计。

  劲性混凝土结构是在钢结构柱、梁周围配置钢筋,浇筑混凝土,钢构件同混凝土连成一体,共同作用的一种结构。

  根据本工程建筑高度为43.12米,为安装及运输方便,将钢骨加工时分为五段,由厂家预制成型后运输至工地进行安装,柱钢骨拼装在二、五、八、十一层结构楼面上1.1米处。为保证上下柱拼接连接焊缝根部的间隙,在工厂加工时,应预先按要求在拼接处设置连接衬板,并与加工端面紧密接触,以保证拼接处位置的准确和焊缝的质量。现场拼装时,用垫板将连接衬板用高强螺栓固定并校正轴线及垂直后,将上下柱之间进行焊接,待焊接完毕后可将衬板切割去除。

  本工程钢骨采用Q345B材质,焊接采用E50焊条,钢骨由钢板焊接而成,其可分解形式为,为保证焊接质量,腹板和翼缘采用部分熔透二级贴角焊缝,柱子上下拼接及牛腿翼缘上下700mm范围内采用一级全熔透焊缝,要求一二级焊缝必需进行超声波探伤,以检测焊缝质量,检测应在焊接完毕24小时后进行。

  同时为保证钢骨柱与混凝土紧密结合,钢骨上每间隔150mm焊接栓钉,钢骨在吊装之前必需按设计要求进行栓钉的焊接,首先在钢骨上画线,标注栓钉的焊接位置,焊接前将构件焊接面上的水、锈、油等有害杂质清除干净,并按规定烘焙瓷环。焊接完毕,目测栓钉焊接部位外观合格后,对栓钉进行冲力弯曲试验,弯曲角度30,试验时使拉力作用在熔化金属最少的一侧,当达到规定弯曲角度时,焊接面无任何缺陷为合格。抽样栓钉不合格时,应再取两个栓钉进行试验,只要有一个不合格,则余下的栓钉都应进行试验。经冲力试验合格的栓钉可在弯曲状态下使用。由于钢结构耐腐蚀性及耐火性差,外露部位必需除锈及做防火涂层,而与混凝土接触的部位严禁涂刷任何涂料。

  为满足施工进度,本工程采用流水施工,每层划分4个流水段,在⑤~⑥轴之间及⑧~⑨轴之间楼板上设置南北向通长施工缝,施工时先浇筑东西两段框架结构梁板柱混凝土,将钢结构部分后续施工,钢结构安装和楼盖钢筋混凝土的施工,两项作业相距不超过5层。

  根据现场进度安排,编制钢结构进场计划。制定吊装方案,采用工地现有的50塔吊进行吊装。吊装前钢筋混凝土基础完成并验收合格,钢构件验收完毕。为减少二次搬运,将进场的钢构件堆放在综合楼外的裙楼地面上,位于塔吊回转半径内,构件吊装前清理干净,特别是在接触面、磨擦面上,必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。

  吊装从⑥轴南侧钢骨柱开始,依次安装北侧钢柱,再安装⑧轴钢骨柱,柱吊装时采用吊索绑扎,吊索应预留有效高度,起吊时使柱子处于垂直状态,尽量做到回转扶直,便于对线、校正。起吊回转过程中避免同其他已安装好的构件相碰撞。

  为保证钢柱的空间位置,在⑥~⑧轴之间搭设脚手架以固定钢构件,并设置缆风绳。调整柱垂直度的缆风绳应在柱子起吊前在地面绑扎好,且在钢骨柱校正完毕后才能拆除。起吊就位后临时固定地脚螺栓、校正柱子垂直度。钢柱接长时,钢柱两侧有临时固定用的连接衬板,上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线时,即用螺栓固定连接衬板做临时固定。在钢柱安装到位,对准轴线、临时固定牢固后才能松开吊索。

  柱子的安装应先调整标高,再调整位移,最后调整垂直偏差,并依次重复以上步骤,直到标高位移、垂直偏差符合要求。柱子校正包括柱基标高调整、轴线调整及柱子垂直度调整。

  (1)地下室部分的劲性钢柱柱基标高调整采用螺母调整,即根据柱子实际长度,在钢柱柱底板下的地脚螺栓上加一个调整螺母,螺母表面的标高调整到与柱底板标高齐平,钢柱吊装完毕利用底板下的螺栓调节钢柱的标高。因钢柱周围需要绑扎钢筋,为保证钢柱底板下与原混凝土基础之间预留空隙容易浇筑,在钢柱底板上预先开设四个直径5cm的圆孔用高标号微膨胀的砂浆填实。

  (2)轴线调整:在吊装钢柱之前,先在钢柱底板及四周用墨斗弹线,吊装时在不松钩的情况下,将柱底板中心线与混凝土柱基础控制轴线对齐,缓慢降落至设计标高位置。借助地脚螺栓与钢柱底板螺栓孔之间的微小空隙,可以微调轴线)垂直度调整:在钢柱外两个方向上安置两台经纬仪,用缆风绳和千斤顶、电动葫芦等调节钢柱垂直度,在校正完毕后,将地脚螺栓上的螺母拧紧并与螺杆点焊,防止螺栓松动。

  (4)柱顶标高调整和其他钢骨柱标高控制:本工程采用相对标高进行安装,钢柱吊装就位后,用高强螺栓临时固定连接衬板,通过塔吊及撬棍微调柱间间隙,量取上下柱顶预先标定的标高值,符合后将柱间翼缘腹板进行焊接,在柱顶标高处安置水准仪,进行控制。

  (5)第二节柱轴线控制:上下柱连接保证柱子中心线重合。如有偏差,在柱与柱连接衬板的不同侧面加垫板,进行调节,每节柱的轴线需要从基础控制轴线网引向高空,禁止使用下一节柱的轴线进行控制,以免过大的累计误差。

  (6)第二节柱的垂直度校正:采用两台径向放置的经纬仪对钢柱进行观测,采用缆风绳及电动葫芦、千斤顶等进行垂直调整。

  (7)安装完毕一层的钢柱以后,立即安装本层范围内的梁板,与柱子形成空间稳定体系。

  ⑥轴及⑧轴上的梁为钢骨混凝土梁;⑥轴以西及⑧轴以东均为钢筋混凝土框架梁柱。钢骨梁与钢骨柱连接采用翼缘焊接,腹板栓接的方式。钢梁采用两点绑杂吊装,吊升过程中使钢梁保持水平状态。在安装柱与柱之间的主梁时,测量必须跟踪校正柱与柱之间的距离,梁与柱之间的节点连接,采用对称施工,互相协调,先栓后焊,螺栓连接从中心轴开始,对称拧固,对于一节有多道梁的,采用从上到下逐层安装,先安装上层梁,再安装下层梁。

  对于劲性钢骨柱与混凝土梁的连接较为复杂,特别是箍筋和主筋穿柱时,位置较复杂,处理要细致,钢筋要贯通。梁混凝土浇筑时和柱的混凝土浇筑要分开,避免混凝土出现裂缝。

  本工程10层以上⑥~⑧轴之间空中连廊部分为压型钢板组合楼板及组合梁设计。压型钢板安装之前,10层以上⑥~⑧轴之间空中连廊部分钢梁安装完毕,且隐蔽验收合格。

  本工程压型钢板采用镀锌板0.8厚YX-75-200-600,材质为Q195,压型钢板同钢梁连接组成建筑楼板的永久性模板,它既是楼盖的永久性支撑模板,还可以同现浇混凝土层共同工作,是建筑物的永久组成部分。由于钢板厚度较小,为避免施工焊接固定时焊接击穿,采用E45,3.2的小直径焊条。

  本工程⑥~⑧轴(东西向)轴距12米,○D~○J轴(南北向)8.4米,因钢梁为东西向(型号H700*200*12*20),且钢梁中心线m,压型钢板垂直钢梁安装,所以进场时压型钢板规格为7.1m长及11.7m长各半,要求板材搭接时,东西向搭接一个槽,南北向搭接一个梁宽200mm,且南北搭接时接缝错开布置。

  压型钢板凹肋处沿钢梁设置19*110的栓钉,穿透压型钢板并将栓钉、钢板均焊牢与钢梁上,压型钢板上布置钢筋网片,再浇筑混凝土,共同形成受力楼板结构。所有板与板之间的缝隙不能直接透光,所有宽度大于5mm的缝应用砂浆、胶带等封堵。

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