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文檔簡介

1、斜向H型鋼抗震約束支撐體系施工工法1.前言我國是世界上遭受地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一,為了減輕地震災(zāi)害,在傳統(tǒng)提高結(jié)構(gòu)本身的抗震性以達到抗震效果的基礎(chǔ)上,在抗震設(shè)計中逐步出現(xiàn)了以支撐作為抗側(cè)力體系,提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。屈曲約束支撐是一種新型支撐,其通過在普通支撐外圍合理設(shè)置約束機構(gòu),限制其受壓屈曲而不限制其軸向變形,最終實現(xiàn)受拉受壓全截面屈服而支撐不屈曲的目的。屈曲約束支撐通過其自身剛度和先于結(jié)構(gòu)主體屈服產(chǎn)生的滯回耗能來減輕甚至避免主體在地震中的損壞。屈曲約束支撐一般在專業(yè)工廠加工完成,再運送到施工現(xiàn)場進行吊裝,然后固定連接。由于我國屈曲約束支撐施工起步較晚,生產(chǎn)及施工方法未大面積普及,制約

2、了屈曲約束支撐的推廣應(yīng)用。斜向H型鋼抗震約束支撐體系施工工法充分考慮到防屈曲支撐安裝在梁柱結(jié)點處,安裝面受原結(jié)構(gòu)空間影響,無法采用一般鋼結(jié)構(gòu)安裝的起重機械以及安裝受原有結(jié)構(gòu)施工誤差尺寸的影響等特點,在準(zhǔn)確測量現(xiàn)場原結(jié)構(gòu)尺寸、確保構(gòu)件加工尺寸的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,形成了先安裝柱角節(jié)點板,然后安裝梁上節(jié)點板,最后安裝鋼支撐的施工順序,有效避免了安裝失誤,保證了施工質(zhì)量,提高了施工效率。本工法申報單位與國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)、知名高校開展科技創(chuàng)新及科研攻關(guān),在實際工程應(yīng)用基礎(chǔ)上,首先集成了“斜向H型鋼抗震約束支撐體系施工工法”這一企業(yè)級工法,并在工程實踐中,不斷完善,集成了本次工法申報文本,本工法部分技術(shù)核心

3、內(nèi)容,填補國內(nèi)相關(guān)空白。2.工法特點2.0.1 準(zhǔn)確測量現(xiàn)場原結(jié)構(gòu)尺寸,確保構(gòu)件加工尺寸的準(zhǔn)確性,減少安裝定位的偏差。2.0.2 合理的施工順序,即柱角節(jié)點板、梁上節(jié)點板和鋼支撐的安裝順序,避免了安裝失誤。2.0.3 對接接頭、T型接頭、角接接頭、十字接頭等對接焊縫及對接和角接組合焊縫,應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧和引出板,其材質(zhì)和坡口形式應(yīng)與焊件相同。2.0.4 安裝梁上節(jié)點板時,先將節(jié)點板采用鋼絲繩和葫蘆臨時固定在安裝位置,并通過定位調(diào)整好節(jié)點板中心線和結(jié)構(gòu)中心線的位置,然后點焊,使節(jié)點板固定在梁上。2.0.5 安裝屈曲支撐時,采用手動葫蘆將屈曲支撐吊運到合適的位置,確保節(jié)點板與彎曲支撐在同一水

4、平線上。2.0.6 根據(jù)屈曲支撐固定好的位置,將梁柱角節(jié)點板和屈曲支撐對接焊接連接,并對安裝過程中出現(xiàn)的表面銹蝕進行除銹,涂刷防銹漆和防火涂料。2.0.7 屈曲約束支撐在彈性階段工作時,就如同普通支撐可為結(jié)構(gòu)提供很大的抗側(cè)剛度,可用于抵抗小震以及風(fēng)荷載的作用。屈曲約束支撐在彈塑性階段工作時,變形能力強、滯回性能好,用于結(jié)構(gòu)抵御強烈地震作用。3.適用范圍本工法適用采用屈曲約束支撐的鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)建筑物,如高層建筑、圖書館等。4.工藝原理斜向H型鋼抗震約束支撐體系施工工法的工藝原理是:屈曲約束支撐安裝在梁柱結(jié)點處,安裝面受原結(jié)構(gòu)空間影響,無法采用一般鋼結(jié)構(gòu)安裝的起重機械,且節(jié)點板、鋼撐的安裝考

5、慮原有結(jié)構(gòu)施工尺寸誤差的影響以及安裝過程中可能存在交叉作業(yè),通過準(zhǔn)確測量現(xiàn)場原結(jié)構(gòu)尺寸,確保構(gòu)件加工尺寸的準(zhǔn)確性,減少安裝定位的偏差;采用鋼絲繩和葫蘆吊裝梁上節(jié)點板,以控制節(jié)點板的位置,精確定位后采用點焊,將節(jié)點板固定于梁上;屈曲支撐也采用手動葫蘆吊運至合適位置,精確定位確保節(jié)點板與彎曲支撐在同一水平線上;屈曲支撐定位固定后,將梁柱角節(jié)點板和屈曲支撐對接焊接連接。5.施工工藝流程及操作要點 5.1施工工藝流程現(xiàn)場構(gòu)件尺寸測量鋼構(gòu)件加工節(jié)點板安裝屈曲支撐安裝節(jié)點板與彎曲支撐焊接刷漆刷防火涂料。施工工藝流程如圖5.1所示。圖5.1 施工工藝流程 5.2操作要點 5.2.1 施工準(zhǔn)備1. 復(fù)合梁、柱

6、節(jié)點處是否具備安裝工作面,且清理預(yù)埋件表面砂漿等物件;鋼構(gòu)件安裝前應(yīng)清除表面油污、泥沙和灰塵等雜物。2. 放線測量:根據(jù)設(shè)計圖紙進行平面定位、放測出節(jié)點板位置并彈墨線標(biāo)示。5.2.2 鋼構(gòu)件加工制作1. 鋼梁等全部在工廠加工制作完成。按照下述規(guī)范進行驗收:鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 502052001建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程JGJ8120022. 包裝與運輸:構(gòu)件編號在包裝前,將各種符號轉(zhuǎn)換成設(shè)計圖面所規(guī)定的構(gòu)件編號,并用筆(油漆)或粘貼紙標(biāo)注于構(gòu)件的規(guī)定部位,以便包裝時識別。在搬運過程中注意對構(gòu)件和涂層的保護,對易碰撞的部位應(yīng)提供適當(dāng)保護。搬運后的構(gòu)件如發(fā)生變形損壞,應(yīng)及時進行修補,以確保發(fā)運

7、前構(gòu)件完好無損。3. 鋼結(jié)構(gòu)的焊接所有從事鋼結(jié)構(gòu)施焊的焊工都必須經(jīng)過考試并取得合格證,合格證應(yīng)注明施焊條件、有效期限。焊工停焊6個月,應(yīng)重新考核。使用焊條、焊劑前,應(yīng)按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的烘陪時間和溫度進行烘陪,低氫型焊條經(jīng)烘陪后應(yīng)放入保溫筒內(nèi),隨用隨取;焊接時,不得使用藥皮脫落或焊芯生銹的焊條和受潮結(jié)塊的焊劑及已熔燒過的渣殼。施焊前,焊工應(yīng)復(fù)查焊件接頭質(zhì)量和焊區(qū)的處理情況。當(dāng)不符合要求時,應(yīng)經(jīng)修整合格后方可施焊。4. 對接接頭、T型接頭、角接接頭、十字接頭等對接焊縫及對接和角接組合焊縫,應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧和引出板,其材質(zhì)和坡口形式應(yīng)與焊件相同。引弧和引出的焊縫長度:埋弧焊應(yīng)大于50mm;手

8、工電弧焊及氣體保護焊應(yīng)大于20mm。焊接完畢應(yīng)采用氣割切除引弧和引出板,并修磨平整,不得用錘擊落。5. 角焊縫轉(zhuǎn)角處宜連續(xù)施焊,起落弧點距焊縫端部宜大于10.0mm;角焊縫端部不設(shè)置引弧和引出板的連續(xù)焊縫,起落弧點距焊縫端部宜大于10.0mm,弧坑應(yīng)填滿。6. 多層焊接應(yīng)連續(xù)施焊,每一層焊道焊完后應(yīng)及時清理檢查,清理缺陷后再焊。7. T型接頭、十字接頭、角接接頭等要求熔透的對接和角接組合焊縫,其焊腳尺寸不應(yīng)小于t/4。圖5.2.2-1 角接接頭8. 定位焊所采用的焊接材料型號,應(yīng)與焊件材質(zhì)相匹配;焊縫厚度不宜超過設(shè)計厚度的2/3,且不應(yīng)大于8mm焊縫長度不宜小于25mm,定位焊位置應(yīng)布置在焊道

9、以內(nèi),并應(yīng)由持合格證的焊工施焊。9. 焊縫出現(xiàn)裂紋時,焊工不得擅自處理,應(yīng)查明原因,訂出修補工藝后方可處理。焊縫同一部位的返修次數(shù),不宜超過兩次。當(dāng)超過兩次時,應(yīng)按返修工藝進行。10. 焊接完畢,焊工應(yīng)清理焊縫表面的熔渣及兩側(cè)的飛濺物,檢查焊縫外觀質(zhì)量。檢查合格后應(yīng)在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。5.2.3 鋼支撐運輸1. 鋼支撐進場后由總包的塔吊配合卸在總包指定位置;根據(jù)設(shè)計編號或者出廠編號成套進行集中擺放。2. 前期安裝準(zhǔn)備工作完成后,進行鋼支撐層間吊運。采用總包塔吊進行層間吊運,層間用簡易手推車運輸至安裝軸線間,就位后掛手拉葫蘆至安裝位置。5.2.4 屈曲支撐安裝1. 梁上節(jié)點板安裝

10、:先將節(jié)點板采用鋼絲繩和葫蘆臨時固定在安裝位置,注意控制好節(jié)點板中心線和結(jié)構(gòu)中心線的位置,然后點焊,使節(jié)點板固定在梁上;圖5.2.4-1 梁上節(jié)點板安裝圖5.2.4-2 柱角節(jié)點板安裝圖2. 屈曲支撐安裝:采用手動葫蘆將屈曲支撐吊運到合適的位置,能夠確保節(jié)點板與彎曲支撐在同一水平線上;圖5.2.4-3 屈曲支撐安裝3. 根據(jù)屈曲支撐固定好的位置,將梁柱角節(jié)點板和屈曲支撐對接焊接連接;對安裝過程中難以避免的油漆摩擦掉落及掉落后的表面銹蝕進行除銹,表面清理后進行防銹漆的涂刷,最后刷防火涂料。6.材料與設(shè)備6.1材料6.1.1 H型鋼H型鋼采用Q345GJ-C鋼材,正火狀態(tài)交貨,所以結(jié)構(gòu)板材應(yīng)符合高

11、層建筑結(jié)構(gòu)用鋼(GB/T19879-2005)的規(guī)定。6.1.2 水應(yīng)不含對預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分,每升水不含500mg以上的氯化物離子或任何一種其他有機物。6.1.3 水泥采水泥進場使用前,應(yīng)分批對強度、安定性進行檢驗。當(dāng)在使用中對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過3個月時,應(yīng)進行復(fù)查試驗,并按其結(jié)果使用。強度等級不低于設(shè)計要求,水泥重量允許偏差±2。6.1.4 鋼筋鋼筋材質(zhì)應(yīng)有出廠合格證和質(zhì)量證明單及復(fù)試報告。主筋、箍筋、錨索按設(shè)計要求采用,鋼材應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。6.1.5 骨料材質(zhì)堅硬、級配良好、540mm的碎石,粗骨料重量允許偏差±36.2主要機具本工法需要的主要設(shè)備

12、見表6.2。表6.2主要施工機械設(shè)備表序號名 稱單位1麻繩米2鋼絲繩米3手拉葫蘆臺4手拉葫蘆臺5交流電焊機臺6二氧化碳保護焊機臺7鋼卷尺把8電錘9角向磨光機臺10水平尺把11折疊靠尺把12氧氣瓶13乙炔瓶14二氧化碳瓶 圖6.2-1 電動葫蘆 圖6.2-2交流電焊機7.質(zhì)量控制7.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)本工法主要遵照執(zhí)行的現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)主要有:1.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50205-2001)。2.建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)(JGJ59-2011)。3.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50204-2002)。4.鋼結(jié)構(gòu)施工規(guī)范(GB50755-2012)。5.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范(

13、GB50666-2011)。6.鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(GB50221-2001)。7.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程(JGJ812002)。8混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB503672006)7.2質(zhì)量控制措施結(jié)構(gòu)所選用的鋼材必須有出廠合格證及原始資料,同時要求進廠的鋼材必須經(jīng)復(fù)試合格后方可使用。 選擇性能良好,使用功能齊全的加工設(shè)備,要求廠內(nèi)制作部分H型鋼翼緣板采用單面45度坡口對接,腹板采用單面45度坡口斜接。焊條應(yīng)具有出廠合格證或材質(zhì)報告,要求電焊條使用前應(yīng)用烘干箱進行烘干,使用埋弧焊接選用的焊絲及焊劑必須與所用的母材相配套。 此鋼構(gòu)件制作完成后需進行拋丸除銹,要求除銹后24小時之內(nèi)涂上底漆,底

14、漆采用噴刷,要求保證油漆的漆膜厚度滿足設(shè)計要求。 所有操作人員必須嚴(yán)格按技術(shù)、質(zhì)量、安全交底內(nèi)容執(zhí)行,要求焊接人員必須持證上崗。 制定合理的焊接順序是不可少的,當(dāng)幾種焊縫要施焊時,應(yīng)先焊收縮變形較大的橫縫,而后焊縱向焊縫,或者是先焊對接焊縫而后再焊焊角焊縫。 焊接型鋼的主焊縫應(yīng)在組裝加勁肋板零件之前焊接。主焊縫的焊接順序應(yīng)按焊后變形需要考慮其焊接順序應(yīng)交錯進行。 鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程嚴(yán)格執(zhí)行GB5020595鋼結(jié)構(gòu)施工及驗收規(guī)范及GB5022195鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定表標(biāo)準(zhǔn) 施工前必須進行技術(shù)交底。 施工時特工種上崗人員必須有勞動局頒發(fā)的上崗證書。 測量儀器必須經(jīng)過計量檢定為合格的儀器方可使用。

15、施工中堅持三檢(自檢,互檢,專業(yè)檢)制度,嚴(yán)格工序質(zhì)量檢驗。8.安全措施8.0.1 施工現(xiàn)場設(shè)安全工長進行現(xiàn)場安全措施的落實與管理,對現(xiàn)場施工人員、現(xiàn)場機械設(shè)備及現(xiàn)場用電進行統(tǒng)一管理。要求參加施工的特工作業(yè)人員必須是經(jīng)過培訓(xùn),持證上崗。施工前對所有施工人員進行安全技術(shù)交底。8.0.2 作業(yè)前應(yīng)對使用的工具、機具、設(shè)備進行檢查,安全裝置齊全有效。8.0.3 操作面應(yīng)有可靠的架臺,護身,經(jīng)檢查無誤,進行操作。構(gòu)件綁扎方法正確,吊點處應(yīng)有防滑措施,高處作業(yè)使用的工具,材料應(yīng)放在安全地方,禁止隨便放置。8.0.4 起吊鋼構(gòu)件時,提升或下降要平穩(wěn),避免緊急制動或沖擊。專人指揮,信號清楚、響亮、明確,嚴(yán)禁

16、違章操作。構(gòu)件安裝后必須檢查其質(zhì)量,確實安全可靠后方可卸扣。每天工作必須達到安全部位,方可收工。8.0.5 施工現(xiàn)場的機電設(shè)備、閘箱、電焊機,應(yīng)有可靠的防雨措施。電器操作必須由專業(yè)人員進行,嚴(yán)禁非專業(yè)人員操作。電焊機使用嚴(yán)格安全操作規(guī)程,一次線不得超過2米,二次線不能破皮裸露。8.0.6 安全設(shè)施有專人按規(guī)定統(tǒng)一設(shè)置,其他人不得隨意拆動。因工作需要須拆動時,要經(jīng)過有關(guān)人員允許,事后要及時恢復(fù),安全員要認(rèn)真檢查。8.0.7 搞好安全用電,所有用電設(shè)備的拆除及現(xiàn)場照明均由專業(yè)電工擔(dān)任,使用的電動工具,必須安裝漏電保護器。8.0.8 重點把好高空作業(yè)關(guān),工作期間嚴(yán)禁喝酒及打鬧,手持工具應(yīng)系好安全掛繩

17、,避免直線垂直交叉作業(yè)。8.0.9 切實搞好防火,各項操作均應(yīng)按規(guī)定正確使用。8.0.10 起重指揮要果斷,指令要簡潔明確,吊裝作業(yè)范圍內(nèi)設(shè)安全警戒線,非操作人員禁止入內(nèi)。9.環(huán)保措施合理安排施工時間,減少噪聲對周圍居民的干擾。施工現(xiàn)場、汽車便道要硬化處理,并指定專人定期灑水清場,形成制度,防止道路、場所揚塵。車輛在運料過程中,對易飛揚的物料用篷布蓋嚴(yán),且裝料適中,不得超限。9.0.2 控制施工廢料的排放,按當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門或工程師的要求予以運送和處理。對粉塵、瀝青類的處理一定要嚴(yán)格按要求選點和監(jiān)控。9.0.3 建筑垃圾集中堆放,及時安排人員和車輛將現(xiàn)場的建筑垃圾、殘物以及不再需要的物資清除出施工

18、現(xiàn)場和廠區(qū),保證施工現(xiàn)場和廠區(qū)的安全、整潔和衛(wèi)生。9.0.4 保護原有植物,對合同規(guī)定的施工界限內(nèi)、外的植物、樹木,必須盡力維持現(xiàn)狀。9.0.5 控制水的污染,施工用水、生活用水有組織排放。9.0.6 嚴(yán)格執(zhí)行“工完場清”制度,保護環(huán)境衛(wèi)生。工程竣工后,對現(xiàn)場做清除處理,清除施工區(qū)和生活區(qū)及其附近的施工廢棄場,完成環(huán)境恢復(fù)。10.效益分析斜向H型鋼抗震約束支撐體系結(jié)構(gòu)與當(dāng)前我國普遍使用的結(jié)構(gòu)相比,有它的合理性、先進性及其適用性。10.1技術(shù)效益本工法在安裝屈曲支撐前要準(zhǔn)確測量現(xiàn)場原結(jié)構(gòu)尺寸,確保構(gòu)件加工尺寸的準(zhǔn)確性,并且能考慮到原有結(jié)構(gòu)施工尺寸的誤差,減少了安裝定位的偏差,改用手動葫蘆代替因空

19、間受限而無法采用的起重機械,既保證了施工的順利實施,又保障了施工質(zhì)量并提高了施工效率,具有較高實用價值。10.2經(jīng)濟效益本工法根據(jù)約束支撐體系工程的特點以及施工操作的實際,通過準(zhǔn)確測量現(xiàn)場原結(jié)構(gòu)尺寸、精確定位、改用手動葫蘆等方法,克服了施工中存在的操作空間有限等難點。與常規(guī)施工方法相比,具有施工速度快、機械化程度高、一次性施工質(zhì)量高,降低材料浪費等情況。不但縮短了工期,擴大了工效,有效保證了施工安全,很大程度上節(jié)約了工程成本。10.3社會環(huán)境效益本工法在整個施工過程中,鋼構(gòu)件加工制作全部在工廠加工完成,減少了現(xiàn)場施工,降低了現(xiàn)場噪音、廢棄物等污染,施工過程中的垃圾、棄渣、排水等方便處理,能夠很好的保證施工周圍的環(huán)境,做到環(huán)保無污染,并且本工法工期時間短,工效較高,可以相對減少對城市周邊環(huán)境的影響,具有很好的社會效益。11.應(yīng)用實例11.1 濟寧一中圖書科技綜合樓工程濟寧一中圖書科技綜合樓工程臨街北湖大道、荷花路,圖書科技樓建筑面積19696;地上七層,建筑物總高度為39.45m,樁基礎(chǔ),支撐框架結(jié)構(gòu),抗震設(shè)防烈度為六度。圖書科技大樓共114根屈曲約束分別布置在梁柱軸線間。在施工過程中采用“斜向H型鋼抗震約束支撐體系施工工法”,以工程為對象、工藝為核心,運用系統(tǒng)工程的原理,

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