鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工

第四章鋼構(gòu)造高層建筑施工1/97國內(nèi)較有代表性鋼構(gòu)造高層建筑2/97第一節(jié)鋼構(gòu)造材料與構(gòu)造構(gòu)件3/97一、鋼構(gòu)造材料建筑鋼材分為一般碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼和一般低合金鋼三類。我國目前在建筑鋼構(gòu)造中應(yīng)用最普遍是Q235鋼其次是Q345鋼。4/97二、鋼構(gòu)造構(gòu)件1、高層鋼構(gòu)造柱截面：寬翼緣工字形截面；箱形截面；十字形截面。5/97寬翼緣工字形截面箱形截面6/97十字形截面管材型鋼截面7/972、高層鋼構(gòu)造梁截面：軋制或焊接H型鋼梁；復(fù)合截面；焊接箱形截面。8/97高度受限制時，可在最大彎矩區(qū)焊以附加翼緣板（b），或在上翼緣焊上槽鋼（c）以增加橫向剛度等。

9/9710/97適用于：高層建筑大梁、懸臂梁，或懸掛構(gòu)造懸臂梁。

11/973、鋼構(gòu)造構(gòu)件截面選擇首先選用軋制H型鋼其次選用焊接H型鋼（或焊接箱形截面）。12/974、鋼構(gòu)造構(gòu)件連接柱與柱連接：H型鋼柱：高強(qiáng)螺栓連接或混合連接（高強(qiáng)螺栓與焊接共同使用）；箱形截面柱：焊接。13/97（a）H型鋼柱高墻螺栓連接；（b）H型鋼柱混合連接；（c）箱型截面柱焊接連接。14/97柱與梁連接：柱與H型鋼梁：高強(qiáng)螺栓連接、焊接或混合連接。15/97（a）、（b）焊接連接；（c）、（d）高強(qiáng)螺栓連接；（e）、（f）混合連接。16/97梁與梁，支撐與梁、柱連接：高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接。17/97次梁與主梁連接節(jié)點18/97支撐與梁柱連接節(jié)點19/97支撐中間節(jié)點構(gòu)造20/97第二節(jié)高層鋼構(gòu)造安裝21/97一、構(gòu)造安裝前準(zhǔn)備工作1、鋼構(gòu)件預(yù)檢和配套鋼構(gòu)件出廠前：制作廠應(yīng)將質(zhì)量檢查統(tǒng)計及產(chǎn)品合格證交安裝單位。鋼構(gòu)件進(jìn)場后：安裝單位對主要構(gòu)件在安裝前進(jìn)行復(fù)查。22/97端部進(jìn)行現(xiàn)場焊接梁柱，長度尺寸按下列辦法檢查：(1)柱長度：增加柱端焊接產(chǎn)生收縮變形值和荷載使柱產(chǎn)生壓縮變形值；(2)梁長度：增加梁接頭焊接產(chǎn)生收縮變形值。23/97中轉(zhuǎn)堆場主要作用是：(1)儲存鋼構(gòu)件；(2)根據(jù)安裝施工流水次序進(jìn)行構(gòu)件配套，組織供應(yīng)；(3)對鋼構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行檢查和修復(fù)。24/97鋼構(gòu)件配套：按安裝流水次序，以一種構(gòu)造安裝流水段為單元進(jìn)行；配套中應(yīng)注意附件配套。一般對零星附件用螺栓或鋼絲臨時捆扎在安裝節(jié)點上。25/972、定位軸線、標(biāo)高和地腳螺栓檢查框架定位軸線控制：采取在建筑物外部或內(nèi)部設(shè)輔助線辦法。樓層標(biāo)高控制：按相對標(biāo)高控制時：建筑物高度累積偏差不得大于各節(jié)柱制作允許偏差總和；按設(shè)計標(biāo)高控制時：應(yīng)以每節(jié)柱為單位進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。

26/97第一節(jié)柱標(biāo)高，可利用柱腳底板下地腳螺栓上加一螺母進(jìn)行精確調(diào)整。27/97柱腳節(jié)點構(gòu)造28/97采取調(diào)整螺母控制標(biāo)高1—地角螺栓2—止退螺母3—緊固螺母4—螺母墊板5—柱子底板6—調(diào)整螺母7—鋼筋混凝土基礎(chǔ)柱底板與基礎(chǔ)間預(yù)留空隙用無收縮砂漿用捻漿法填實29/97規(guī)范要求允許偏差為：建筑物定位軸線，L/20230(L為建筑長度或?qū)挾?，且不大于3mm；基礎(chǔ)上柱定位軸線1mm；基礎(chǔ)上柱底標(biāo)高±2mm；地腳螺栓(錨栓)位移2mm。30/973、鋼構(gòu)件現(xiàn)場堆放盡可能堆放到安裝機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑以內(nèi)。在施工現(xiàn)場矯正構(gòu)件由運輸造成變形。安裝用地面積大于結(jié)構(gòu)占地面積1.5倍。31/974、安裝機(jī)械選擇高層鋼構(gòu)造安裝都用塔式起重機(jī)。附著式塔式起重機(jī)，應(yīng)注意錨固點選擇。內(nèi)爬式塔式起重機(jī)，應(yīng)正確確定爬升位置。32/975、安裝流水段劃分平面流水段劃分：劃分標(biāo)準(zhǔn)：確保鋼構(gòu)造安裝過程中整體穩(wěn)定性和對稱性；平面安裝次序：一般由中央向四周擴(kuò)展，以減少焊接誤差。33/97

柱子安裝次序圖北京長富宮鋼構(gòu)造安裝平面流水段劃分34/97主梁安裝次序圖北京長富宮鋼構(gòu)造安裝平面流水段劃分35/97北京京城大廈鋼構(gòu)造安裝平面流水段劃分

36/97立面流水段劃分：以一節(jié)鋼柱(各節(jié)所含層數(shù)不一)為單元。每個單元安裝所次序：首先以主梁或鋼支撐、帶狀桁架安裝成框架；其次是次梁、樓板及非構(gòu)造構(gòu)件安裝。塔式起重機(jī)提升、頂升與錨固，均應(yīng)滿足組成框架需要。37/97一種立面流水段內(nèi)安裝次序如下：38/97安裝次序表編制和要求：1)高層建筑鋼構(gòu)造安裝前，應(yīng)根據(jù)安裝流水段和構(gòu)件安裝次序，編制構(gòu)件安裝次序表。2)表中應(yīng)注明每一構(gòu)件節(jié)點型號、連接件規(guī)格數(shù)量、高強(qiáng)度螺栓規(guī)格數(shù)量、栓焊數(shù)量及焊接量、焊接形式等。3)構(gòu)件從成品檢查、運輸、現(xiàn)場查對、安裝、校正到安裝后質(zhì)量檢查，統(tǒng)一使用上述圖表。4)在地面進(jìn)行構(gòu)件組拼擴(kuò)大安裝單元時，亦按上述圖表執(zhí)行。39/97下列圖為大連云山大廈鋼構(gòu)造安裝工程安裝次序圖。40/97立面示意圖

大連云山大廈鋼構(gòu)造安裝工程安裝次序圖

41/97柱子安裝次序圖大連云山大廈鋼構(gòu)造安裝工程安裝次序圖42/97主梁安裝次序圖大連云山大廈鋼構(gòu)造安裝工程安裝次序圖43/97次梁安裝次序圖大連云山大廈鋼構(gòu)造安裝工程安裝次序圖44/97二、鋼構(gòu)造構(gòu)件安裝與校正高層鋼構(gòu)件吊裝應(yīng)根據(jù)事先編制安裝次序圖表進(jìn)行。一般鋼構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)單元施工次序如下列圖所示。45/9746/971、構(gòu)件吊點設(shè)置與起吊1)鋼柱。平運2點起吊，安裝1點立吊。立吊時，需在柱子根部墊上墊木，以回轉(zhuǎn)法起吊，嚴(yán)禁根部拖地。47/971—吊耳2—墊木

48/97吊裝H型鋼柱、箱形柱時，可利用其接頭耳板作吊環(huán)，配以對應(yīng)吊索、吊架和銷釘。49/9750/972)鋼梁。距梁端500mm處開孔，用特制吊卡2點平吊或串吊。51/9752/973)組合件。因組合件形狀、尺寸不一樣，可計算重心確定吊點，采取2點吊、3點吊或4點吊。凡不易計算重心者，可加設(shè)倒鏈幫助找重心，構(gòu)件平衡后起吊。53/974)鋼構(gòu)件零件及附件應(yīng)隨構(gòu)件一并起吊。尺寸較大、重量較重節(jié)點板，鋼柱上爬梯、大梁上輕便走道等，應(yīng)牢靠固定在構(gòu)件上。54/972、鋼柱安裝與校正(1)首節(jié)鋼柱安裝與校正安裝前，應(yīng)對建筑物定位軸線、首節(jié)柱安裝位置、基礎(chǔ)標(biāo)高和基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)檢，合格后才能進(jìn)行安裝。55/971)縱橫十字線對正。首節(jié)鋼柱安裝時，在塔式起重機(jī)吊鉤不脫鉤情況下，利用制作時在鋼柱上劃出中心線就位。2)柱頂標(biāo)高調(diào)整。利用柱子底板下地腳螺栓上調(diào)整螺母調(diào)整柱底標(biāo)高，以精確控制柱頂標(biāo)高。56/9757/97采取調(diào)整螺母控制標(biāo)高1—地角螺栓2—止退螺母3—緊固螺母4—螺母墊板5—柱子底板6—調(diào)整螺母7—鋼筋混凝土基礎(chǔ)柱底板與基礎(chǔ)間預(yù)留空隙用無收縮砂漿用捻漿法填實58/973)垂直度調(diào)整。用兩臺呈90度經(jīng)緯儀投點，采取纜風(fēng)法校正。在校正過程中不停調(diào)整柱底板下螺母，校畢將柱底板上面2個螺母擰上，纜風(fēng)松開，使柱身呈自由狀態(tài)，再用經(jīng)緯儀復(fù)核。如有小偏差，微調(diào)下螺母，無誤后將上螺母擰緊。59/97(2)上節(jié)鋼柱安裝與校正安裝上節(jié)鋼柱時，為使上下柱不出現(xiàn)錯口，盡可能做到上、下柱定位軸線重合。注意每節(jié)柱定位軸線應(yīng)從地面控制軸線直接引上來，不得從下層柱軸線引出。上節(jié)鋼柱安裝就位后，按照先調(diào)整標(biāo)高，再調(diào)整扭轉(zhuǎn)，最后調(diào)整垂直度次序校正。60/97上節(jié)鋼柱安裝，可采取纜風(fēng)校正法或無纜風(fēng)校正法。目前多采取無纜風(fēng)校正法。61/97無纜風(fēng)校正法示意圖62/97無纜風(fēng)校正法示意圖63/971)標(biāo)高調(diào)整。鋼柱標(biāo)高可按相對標(biāo)高或設(shè)計標(biāo)高進(jìn)行控制。一般情況下采取相對標(biāo)高安裝、設(shè)計標(biāo)高復(fù)核辦法，將每節(jié)柱標(biāo)高控制在同一水平面上(在柱頂設(shè)置水平儀測控)。64/972)扭轉(zhuǎn)調(diào)整。鋼柱扭轉(zhuǎn)偏差是在制造與安裝過程中產(chǎn)生；調(diào)整時可在上柱和下柱耳板不一樣側(cè)面夾入一定厚度墊板加以調(diào)整，然后微微夾緊柱頭臨時接頭連接板。鋼柱扭轉(zhuǎn)每次只能調(diào)整3mm，若偏差過大只能分次調(diào)整。65/973)垂直度調(diào)整。鋼柱垂直度校正應(yīng)選用兩臺經(jīng)緯儀，在互相垂直位置投點。調(diào)整時，在鋼柱偏斜方向同側(cè)錘擊鋼楔或微微頂升千斤頂，在確保單節(jié)柱垂直度不超標(biāo)前提下，將柱頂偏軸線位移校正至±0.000，然后擰緊上下柱臨時接頭大六角高強(qiáng)度螺栓至額定扭矩。66/9767/974)垂直度監(jiān)測。在安裝主梁時，應(yīng)對柱垂直度進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容：1）監(jiān)測一根梁兩端柱子垂直度變化；2）監(jiān)測相鄰各柱因梁連接而產(chǎn)生垂直度變化。68/97監(jiān)測辦法：采取4臺經(jīng)緯儀對對應(yīng)鋼柱進(jìn)行跟蹤觀測。若鋼柱垂直度不超標(biāo)，只統(tǒng)計下數(shù)據(jù)；若鋼柱垂直度超標(biāo)，應(yīng)復(fù)核構(gòu)件制作誤差及軸線放樣誤差，針對不一樣情況進(jìn)行處理。在鋼梁安裝過程中不能再次調(diào)整鋼柱垂直度。69/973、鋼梁安裝與校正1)鋼梁安裝：同一列柱，應(yīng)先從中間跨開始對稱地向兩端擴(kuò)展；同一跨鋼梁，應(yīng)先安上層梁再安中下層梁。70/972)在安裝和校正柱與柱之間主梁時，由于預(yù)留主梁接頭焊接收縮量，因此柱子被撐開，應(yīng)跟蹤測量、校正，焊接完成焊縫收縮后柱產(chǎn)生內(nèi)力消失、柱子垂直。71/973)同一根鋼梁兩端頂面水平度，允許偏差為L／1000(L為鋼梁凈跨長度)，且不應(yīng)大于10.00mm。水平度超標(biāo)主要原因：連接板位置或螺栓位置有誤差。處理辦法：更換連接板或塞焊原孔重新制孔。72/974)次梁可三層串吊安裝，與主梁表面允許偏差為±2mm。一節(jié)柱各層梁安裝校正后，應(yīng)立即安裝本節(jié)柱范圍內(nèi)各層樓梯，并鋪好各層樓面壓型鋼板，進(jìn)行疊合樓板施工。73/97每一流水段所有構(gòu)件安裝、焊接、栓接完成并驗收合格后，方可進(jìn)行下一流水段鋼構(gòu)造安裝工作。每天安裝構(gòu)件，應(yīng)形成空間穩(wěn)定體系，確保安裝質(zhì)量和構(gòu)造安全。74/97三、鋼構(gòu)造構(gòu)件連接(一)鋼構(gòu)造構(gòu)件焊接工藝1、高層鋼構(gòu)造焊接次序平面焊接次序：從中心向四周擴(kuò)展，采取構(gòu)造對稱、節(jié)點對稱焊接次序。75/97京城大廈柱子焊接次序

76/97長富宮柱子焊接次序

77/97立面一種流水段(一節(jié)鋼柱高度內(nèi)所有構(gòu)件)焊接次序是：①上層主梁壓型鋼板；②下層主梁壓型鋼板；③中層主梁壓型鋼板；④上、下柱焊接。78/972、焊接工藝流程柱與柱、柱與梁之間焊接多為坡口焊，其工藝流程如下列圖所示。79/97坡口焊工藝流程

80/973、焊接工藝(1)預(yù)熱厚度大于50mm碳素構(gòu)造鋼和厚度大于36mm低合金構(gòu)造鋼，施焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，焊后應(yīng)進(jìn)行后熱。預(yù)熱作用：（1）減緩焊接區(qū)激熱和速冷，避免產(chǎn)生裂紋。（2）對約束力大接頭，預(yù)熱后能夠減小收縮應(yīng)力。（3）預(yù)熱還可排除焊接區(qū)水分和濕氣，從而排除產(chǎn)生氫氣本源。81/97預(yù)熱、后熱溫度確定：預(yù)熱溫度宜為100～150℃；后熱溫度應(yīng)試驗確定。預(yù)熱區(qū)：在焊道兩側(cè)，每側(cè)寬度應(yīng)大于焊件厚度2倍，且不應(yīng)不大于100mm。環(huán)境溫度低于0℃時，預(yù)熱、后熱溫度應(yīng)由工藝試驗確定。82/97(2)焊接。柱與柱對接焊：應(yīng)由兩名焊工在兩相對面等溫、等速對稱焊接。梁和柱接頭焊縫：一般先焊H型鋼下翼緣板，再焊上翼緣板。梁兩端先焊一端，待其冷卻至常溫后再焊另一端。83/97柱與柱、梁與柱焊縫接頭：應(yīng)試驗測出焊縫收縮值，反饋到鋼構(gòu)造制作單位，作為加工參照。焊縫收縮值受周圍已安裝柱、梁影響，約束程度不一樣收縮亦異。84/974、焊縫質(zhì)量檢查鋼構(gòu)造焊縫質(zhì)量檢查分三級：1級檢查要求：所有焊縫進(jìn)行外觀檢查和超聲波檢查，焊縫長度2％進(jìn)行x射線檢查，并最少應(yīng)有一張底片；2級檢查要求：所有焊縫進(jìn)行外觀檢查，并有50％焊縫長度進(jìn)行超聲波檢查；3級檢查要求：所有焊縫進(jìn)行外觀檢查。85/97鋼構(gòu)造高層建筑焊縫質(zhì)量檢查屬于2級檢查。檢查時如發(fā)覺有焊縫不合格，必須進(jìn)行返修，按同樣焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊，再經(jīng)檢查。同一部位同一條焊縫，修理不宜超出2次，不然要更換母材，或會同設(shè)計和質(zhì)檢部門協(xié)商處理。發(fā)覺焊接引發(fā)母材裂紋或?qū)訝钏毫褧r，宜更換母材。86/97(二)鋼構(gòu)造構(gòu)件高強(qiáng)度螺栓連接1、高強(qiáng)度螺栓連接副高強(qiáng)螺栓連接副包括一種螺栓、一種螺母和一種墊圈。87/9788/97高強(qiáng)度螺栓連接分為摩擦型連接和承壓型連接兩種。摩擦型連接在荷載設(shè)計值下，以連接件之間產(chǎn)生相對滑移，作為承載能力極限狀態(tài)；承壓型連接在荷載設(shè)計值下，以螺栓或連接件達(dá)成最大承載能力，作為承載能力極限狀態(tài)。89/97承壓型連接不得用于承受動力荷載、反復(fù)荷載以及冷彎薄壁型鋼構(gòu)件連接。高層鋼構(gòu)造中都是應(yīng)用摩擦型連接。摩擦型連接在環(huán)境溫度為100～150℃時，設(shè)計承載力應(yīng)減少10％。90/972、高強(qiáng)螺栓連接施工(1)高強(qiáng)度螺栓連