南京某高層辦公樓鋼骨柱施工方案

江蘇省**綜合樓鋼骨柱施工方案一、工程概況江蘇省**綜合樓采用鋼骨柱鋼筋砼框架——剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼骨柱自地下基礎(chǔ)開始，共計(jì)十二根，六根鋼骨柱自-11.350m—十九層75.05m，兩根鋼骨柱自-11.350m—十八層71.45m，四根鋼骨柱自-11.350m—十一層45.65m，34.15m以下外包C50高強(qiáng)混凝土，34.15m以上包C40高強(qiáng)混凝土。最大長度為86.40m，鋼柱截面處最大厚度達(dá)34.0mm，柱底板厚度為40.0mm，材料主要為Q345B，總噸位達(dá)416.1噸。因鋼骨柱為十字型變截面鋼柱且較長，故采用高強(qiáng)度螺栓連接和焊接型式分段連接。二、鋼骨柱應(yīng)用情況(一)、鋼骨柱吊裝第一節(jié)鋼骨柱是安裝在地下室底板混凝土上的，且預(yù)先埋設(shè)好地腳螺栓。地腳螺栓的埋設(shè)精度直接影響到鋼骨柱的安裝順利與否，為盡量避免混凝土澆筑時(shí)因振動(dòng)器等原因?qū)е侣裨O(shè)好的地腳螺栓偏移，采用按地腳螺栓孔徑、孔距開好的定位鋼板固定，保證地腳螺栓埋設(shè)質(zhì)量。混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后在樓板上放出柱定位軸線，復(fù)測合格并將螺紋清理干凈并標(biāo)出基礎(chǔ)螺栓埋設(shè)后實(shí)際柱心位置，且柱底之中心延伸至板邊位置亦標(biāo)出，使兩者能對心安裝?；A(chǔ)混凝土表面需先打毛，以加強(qiáng)細(xì)石混凝土的附著性，并將松散的混凝土、水分及雜物等清除干凈，并在地腳螺栓上設(shè)置臨時(shí)標(biāo)高支承塊。鋼柱起吊前應(yīng)將登高爬梯和纜風(fēng)繩等掛設(shè)在鋼柱預(yù)定位置并綁扎牢固，鋼柱起吊時(shí)鋼柱根部必須墊實(shí)，盡量做到回轉(zhuǎn)扶直，根部不拖。起吊時(shí)鋼柱必須垂直，吊點(diǎn)設(shè)在柱頂，利用臨時(shí)固定連接板上的螺孔。起吊回轉(zhuǎn)過程中應(yīng)注意避免同其它已吊好的構(gòu)件相碰撞，吊索保持一定的有效高度。鋼柱起吊就位后臨時(shí)固定地腳螺栓，帶好纜風(fēng)繩，并初校垂直度，松開吊鉤，進(jìn)行下一根鋼柱吊裝。(二)、鋼骨柱校正1、軸線位移校正每節(jié)框架鋼柱的校正均以下節(jié)鋼柱頂?shù)膶?shí)際柱中心線為準(zhǔn)，安裝鋼柱的底部對準(zhǔn)下節(jié)鋼柱的中心線。控制柱節(jié)點(diǎn)時(shí)必須注意四周外形，盡量平整，以利焊接。實(shí)測位移并做好記錄。校正位移時(shí)要特別注意鋼柱的扭轉(zhuǎn)，這對框架安裝很不利。2、柱子標(biāo)高調(diào)整每安裝一節(jié)鋼柱后，應(yīng)對柱頂作一次標(biāo)高實(shí)測，根據(jù)實(shí)測標(biāo)高的偏差，若超過規(guī)范數(shù)值，則需要調(diào)整，調(diào)整標(biāo)高用低碳鋼板墊到規(guī)定要求。若偏差過大，不可一次調(diào)整，應(yīng)先調(diào)整一部分，待下一節(jié)再作調(diào)整。否則，一次調(diào)整過大會(huì)影響支撐安裝和表面標(biāo)高。3、垂直度校正以兩臺經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向測定柱子垂直度，若有傾斜，則在柱頭上拉以鋼絲繩，繩子下端通過倒鏈固定在下節(jié)柱頭上，拉緊倒鏈，即可控制柱子垂直度在允許范圍內(nèi)。調(diào)整鋼絲繩等到現(xiàn)場焊接完成后才可放松拆除。(三)、鋼骨柱的測量1、測量控制（1）、平面控制本工程采用內(nèi)控法進(jìn)行平面測量控制,平面控制網(wǎng)于地面首層樓板砼澆灌完后布設(shè),并用全站儀閉合復(fù)測,確定控制網(wǎng)精度后提請有關(guān)單位驗(yàn)收。當(dāng)平面網(wǎng)驗(yàn)收并確認(rèn)后,此控制網(wǎng)將利用準(zhǔn)直儀引測至吊裝施工層,再用全站儀復(fù)核邊長、角度相應(yīng)關(guān)系。如在規(guī)范容許范圍內(nèi),再進(jìn)行整體測量。鋼骨柱編號及定位平面圖（2）、標(biāo)高控制工程鋼骨柱按相對標(biāo)高法進(jìn)行安裝。在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中,當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)每安裝一定的高度時(shí),根據(jù)外圍原始控制點(diǎn)的標(biāo)高，用水準(zhǔn)儀引測復(fù)核鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)高的精度。根據(jù)實(shí)測標(biāo)高的偏差，若超過規(guī)范數(shù)值，則需要調(diào)整，調(diào)整標(biāo)高用低碳鋼板墊到規(guī)定要求。若偏差過大（大于20mm），不可一次調(diào)整，應(yīng)先調(diào)整一部分，待下一節(jié)再作調(diào)整。否則，一次調(diào)整過大會(huì)影響支撐安裝和表面標(biāo)高。鋼骨柱柱頂標(biāo)高表：鋼骨柱編號截面尺寸柱頂標(biāo)高（m）備注GGZ1900×80075．05十九頂標(biāo)高＋1..00mGGZ21000×800075．05十九頂標(biāo)高＋1..00mGGZ3900×80075．05十九頂標(biāo)高＋1..00mGGZ4900×80045．65十一頂標(biāo)高＋1..00mGGZ51000×800071．45十八頂標(biāo)高＋1..00mGGZ6900×80045．65十一頂標(biāo)高＋1..00mGGZ7900×80045．65十一頂標(biāo)高＋1..00mGGZ81000×800071．45十八頂標(biāo)高＋1..00mGGZ9900×80045．65十一頂標(biāo)高＋1..00mGGZ10900×80075．05十九頂標(biāo)高＋1..00mGGZ111000×800075．05十九頂標(biāo)高＋1..00mGGZ12900×80075．05十九頂標(biāo)高＋1..00m2、吊裝測量（1）鋼柱吊裝時(shí)，用兩臺視線相互垂直的J2經(jīng)緯儀跟蹤校正，J2經(jīng)緯儀視線不能相互垂直時(shí)，可將儀器偏離軸線15o以內(nèi)。（2）當(dāng)某一片區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)吊裝形成框架后，對這一片區(qū)的鋼柱再進(jìn)行整體測量校正。（3）鋼柱焊前、焊后軸線偏差測定。（a）根據(jù)軸線尺寸、鋼柱節(jié)面尺寸，計(jì)算鋼柱四面中點(diǎn)坐標(biāo)，并繪制出鋼柱點(diǎn)位坐標(biāo)圖。（b）架設(shè)準(zhǔn)直儀，將平面控制點(diǎn)投遞到施工層。在施工層用經(jīng)緯儀復(fù)核平面控制點(diǎn)的邊角關(guān)系，不滿足精度要求應(yīng)重投點(diǎn)，直至滿足精度要求后。準(zhǔn)直儀的具體操作：先將專用接收靶放置在施工層預(yù)留洞口，再在控制點(diǎn)上架設(shè)準(zhǔn)直儀，對中整平好后，接通電源，利用對講機(jī)相互聯(lián)絡(luò)，將控制點(diǎn)傳遞到施工層。（c）架設(shè)經(jīng)緯儀，對中整平于激光點(diǎn)位，測量各鋼柱四面中點(diǎn)的平面直角坐標(biāo)。(四)、鋼骨柱的焊接1、安裝時(shí)焊接制作要領(lǐng)及順序(1)本工程現(xiàn)場焊接主要采用手工電弧焊方法。焊接施工按照工藝規(guī)定的順序,分層分區(qū)進(jìn)行,正式施焊時(shí)可先按照工藝要求試焊一根,待檢驗(yàn)合格后,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。保證每個(gè)區(qū)域都形成一個(gè)空間框架體系,以提高結(jié)構(gòu)在施工過程中的整體穩(wěn)定性,便于逐區(qū)調(diào)整校正,最終合攏,而且減少了安裝過程中的累積誤差。(2)焊接作業(yè)區(qū)域設(shè)置防雨、防風(fēng)措施。柱與柱連接節(jié)點(diǎn)處,專門設(shè)置可供2-4人同時(shí)同臺作業(yè)的操作平臺。平臺除密鋪腳手板外,還要采用石棉布或厚橡膠鋪墊,盡可能地減少棚外大氣對棚內(nèi)焊接環(huán)境的侵?jǐn)_。保護(hù)棚上部應(yīng)與柱貼合緊密,采用粘貼止水效果良好的材料,如單面膠鋁箔嚴(yán)密封貼。(3)、施焊前,認(rèn)真清除坡口內(nèi)渣皮,清除襯于坡口背部的襯板與坡口背部銹蝕和污物。定位焊防護(hù)焊肉具有相當(dāng)強(qiáng)度,并與母材充分融合,收弧處填滿弧坑。冬季低溫季節(jié)施工執(zhí)行焊前預(yù)熱工藝,定位焊完畢后應(yīng)使用石棉布等保溫材料蓋焊接區(qū)域。2、柱的定位焊(1)在鋼柱的定位螺栓擰緊后、焊接前,需要采用窄鋼絲刷等專用器具來清除污物銹蝕。(2)對于厚鋼板,定位焊前要按規(guī)范加熱,可減少定位焊處出現(xiàn)氣孔、未熔合、頭小尾大、焊道凹凸、裂紋等缺陷。此處的定位焊還要求采取大面積除濕,其加熱溫度不低于正式施焊溫度,且定位焊完后迅速采用石棉布進(jìn)行保溫等措施。(3)柱與柱接頭處的定位焊,焊縫長度L≥50mm、K≥5mm、間距≈150mm。(4)引入、引出部分的角延板焊固點(diǎn)距緣板邊沿長≥30mm,且左右兩端向中部收弧,并填滿弧坑,用于定位的弧焊機(jī)應(yīng)為直流弧焊機(jī),采用手工電弧焊方式。電弧極性:陽級;電流值:≈120A;焊條直徑:?3.2mm;焊材型號與母材相匹配。鋼柱接頭處的背襯板、角延板應(yīng)與母材的材質(zhì)相同;厚度16mm、寬度32mm;引入、引出兩端:L≥100mm。角板組對完畢后,另增設(shè)封頭板,以防止采用氣體保護(hù)焊方式時(shí)空氣對流對保護(hù)氣籠的侵?jǐn)_。(5)根據(jù)焊接工藝進(jìn)行預(yù)熱,焊接過程中保持焊接參數(shù)和層間溫度,焊后進(jìn)行后熱與保溫(適用于寒冷天氣情況下)。接頭處同時(shí)開焊。3、厚板焊接工藝要點(diǎn)(1)厚板焊接t8/5值及焊接規(guī)范控制a、厚板焊接存在的一個(gè)重要問題是焊接過程中,焊縫熱影響區(qū)由于冷卻速度較快,在結(jié)晶過程中最容易形成粗晶粒馬氏體組織,從而使焊接時(shí)鋼材變脆,產(chǎn)生冷裂紋的傾向增大。因此在厚板焊接過程中,一定要嚴(yán)格控制t8/5值。即控制焊縫熱影響區(qū)尤其是焊縫熔合線處,從800℃冷卻到500℃的時(shí)間,即t8/5值。t8/5過于短暫時(shí),焊縫熔合線處硬度過高,易出現(xiàn)淬硬裂紋;t8/5過長,則熔合線處的臨界轉(zhuǎn)變溫度會(huì)升高,降低沖擊韌性值,對低合金鋼,材質(zhì)的組織發(fā)生變化。出現(xiàn)這兩種情況,皆直接影響焊接接頭的質(zhì)量。b、對于手工電弧焊,焊接速度的控制:在工藝上規(guī)定不同直徑的焊條所焊接長度,規(guī)定焊工按此執(zhí)行,從而確保焊接速度,其它控制采用電焊機(jī)控制,從而達(dá)到控制焊接線能量的輸入,達(dá)到控制厚板焊接質(zhì)量之目的。(2)厚板加熱方法厚板焊接預(yù)熱,是工藝上必須采取的工藝措施,對于本工程現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)焊接施工采用電加熱加熱的方法。(3)層間溫度控制a、厚板為防止出現(xiàn)裂紋采取加熱預(yù)熱后,在焊接過程中應(yīng)注意的一個(gè)重要問題,就是焊縫層間溫度控制措施。如果層間溫度不控制,焊縫區(qū)域會(huì)出現(xiàn)多次熱應(yīng)變,造成的殘余應(yīng)力對焊縫質(zhì)量不利,因此在焊接過程中,層間溫度必須嚴(yán)格控制。b、層間溫度一般控制在200℃-250℃之間。為了保持該溫度,厚板在焊接時(shí),要求一次焊接連續(xù)作業(yè)完成。c、當(dāng)構(gòu)件較長時(shí),在焊接過程中,厚板冷卻速度較快,因此在焊接過程中一直保持預(yù)加熱溫度,防止焊接后的急速冷卻造成的層間溫度的下降,焊接時(shí)還可采取焊后立即蓋上保溫板,防止焊接區(qū)域溫度過快冷卻。(4)焊接過程控制a、定位焊:定位焊是厚板施工過程中最容易出現(xiàn)問題的部位。由于厚板在定位焊時(shí),定位焊處的溫度被周圍的“冷卻介質(zhì)”很快冷卻,造成局部過大的應(yīng)力集中,引起裂紋的產(chǎn)生,對材質(zhì)造成損壞。解決的措施是厚板在定位焊時(shí),提高預(yù)加熱溫度,加大定位焊縫長度和焊腳尺寸。b、手工電弧焊的引弧問題:有些電焊工有一種不良的焊接習(xí)慣,當(dāng)一根焊條引弧時(shí),習(xí)慣在焊縫周圍的鋼板表面四處敲擊引弧,而這一引弧習(xí)慣對厚板的危害最大,原理同上。因此在厚板焊接過程中,必須“嚴(yán)禁這種不規(guī)范”的行為發(fā)生。c、多層多道焊:在厚板焊接過程中,堅(jiān)持的一個(gè)重要的工藝原則是多層多道焊,嚴(yán)禁擺寬道。這是因?yàn)楹癜搴缚p的坡口較大,單道焊縫無法填滿截面內(nèi)的坡口,而一些焊工為了方便就擺寬道焊接,這種焊接造成的結(jié)果是,母材對焊縫拘束應(yīng)力大,焊縫強(qiáng)度相對較弱,容易引起焊縫開裂或延遲裂紋的發(fā)生。而多層多道焊有利的一面是;前一道焊縫對后一道焊縫來說是一個(gè)“預(yù)熱”的過程;后一道焊縫對前一道焊縫相當(dāng)于一個(gè)“后熱處理”的過程,有效地改善了焊接過程中應(yīng)力分布狀態(tài),利于保證焊接質(zhì)量。d、焊接過程中的檢查:厚板焊接不同于中薄板,需要幾個(gè)小時(shí)乃至幾十小時(shí)才能施焊完成一個(gè)構(gòu)件,因此加強(qiáng)對焊接過程的中間檢查,就顯得尤為重要,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,中間檢查不能使施工停止,而是邊施工、邊檢查。如在清渣過程中,認(rèn)真檢查是否有裂紋發(fā)生。及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)處理。(四)、鋼骨柱與梁鋼筋的連接每根鋼骨柱上都有四根梁與之相連，梁截面較大，每根梁都有不同的配筋，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，鋼骨柱腹板長度分為400mm寬和660mm寬兩種。400mm寬腹板中鋼筋梁頂又分5根、6根、7根、8根、9根共計(jì)五種，梁底鋼筋又分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根共計(jì)九種；660mm寬腹板中鋼筋梁頂又分7根、9根、11根、12根、13根、14根共計(jì)六種，梁底鋼筋又分7根、8根Φ≤25、9根、11根、12根、14根共計(jì)六種分別采用腹板穿孔、現(xiàn)場施焊、工廠預(yù)焊短筋相結(jié)合的方法加以排列。其鋼骨柱柱腳示意圖、連接節(jié)點(diǎn)示意圖、與鋼骨柱相連梁的鋼筋排列示意圖如下：鋼骨柱柱腳示意圖與鋼骨柱相連梁的鋼筋排列示意圖三、經(jīng)濟(jì)效益節(jié)約費(fèi)用416.1T×3000元/T-621.5m3×345元/m3=124.83萬元四、應(yīng)用總結(jié)勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是在鋼筋混凝