高層建筑施工第6章課件

1、高層建筑施工主_編_陳曉紅副主編_葛_培_馬志芳高等職業(yè)教育“十三五”土建類技能型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材2022/7/30Page 1人民郵電出版社北京學(xué)習(xí)情境六學(xué)習(xí)單元一_高層鋼結(jié)構(gòu)概述學(xué)習(xí)單元二_高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作2022/7/30Page 2鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工學(xué)習(xí)單元三_高層鋼結(jié)構(gòu)安裝某大廈為38層綜合辦公樓，高度為178m，鋼管砼鋼支撐結(jié)構(gòu)。最大鋼管D130035，鋼管中砼標(biāo)號為C80，用鋼量104kg/m2，結(jié)構(gòu)結(jié)算造價1280元/m2。試分析該建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工制作及安裝？2022/7/30Page 3情境導(dǎo)入本案涉及鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工。要了解鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工，需要掌握下列相關(guān)知識。

2、1高層鋼結(jié)構(gòu)的加工制作。2高層鋼結(jié)構(gòu)安裝。2022/7/30Page 4案例導(dǎo)航學(xué)習(xí)單元一_高層鋼結(jié)構(gòu)概述2022/7/30Page 5知識目標(biāo)11了解鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。2掌握鋼的種類和鋼材品種。3熟悉高層鋼結(jié)構(gòu)用構(gòu)件。技能目標(biāo)21能夠了解鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系。2明確掌握鋼材種類與品種，熟悉高層鋼結(jié)構(gòu)用構(gòu)件。2022/7/30Page 6一、鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系按結(jié)構(gòu)材料及其組合分類，高層鋼結(jié)構(gòu)可分為全鋼結(jié)構(gòu)、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)四大類，常見的高層鋼結(jié)構(gòu)見表6-1。2022/7/30Page 7一、鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系2022/7/30Page

3、8二、高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼材1鋼的種類（1）基于高層鋼結(jié)構(gòu)的重要性，把冷彎試驗、沖擊韌性、屈服點、抗拉強度和伸長率并列為鋼材力學(xué)性能的五項基本要求，這五項指標(biāo)皆合格的鋼材方可采用。（2）對于抗震高層鋼結(jié)構(gòu)，鋼材的強屈比應(yīng)不低于1.2，對8度以上設(shè)防的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)不低于1.5。（3）有明顯的屈服臺階，伸長率應(yīng)不小于20%，應(yīng)具有良好的延性和可焊性。對于鋼柱，為防止厚板層狀撕裂，對硫、磷含量需作進(jìn)一步控制，應(yīng)不大于0.04%。2鋼材品種（1）熱軋H型鋼（2）焊接工字截面鋼（3）熱軋方鋼管（4）離心圓鋼管（5）熱軋T型鋼（6）熱軋厚鋼板2022/7/30Page 9二、高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼材3高層鋼結(jié)構(gòu)用構(gòu)件20

4、22/7/30Page 10二、高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼材3高層鋼結(jié)構(gòu)用構(gòu)件2022/7/30Page 11二、高層鋼結(jié)構(gòu)用鋼材3高層鋼結(jié)構(gòu)用構(gòu)件學(xué)習(xí)單元二_高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作2022/7/30Page 12知識目標(biāo)11了解高層鋼結(jié)構(gòu)加工制作的工序。2熟悉放樣與號料、切割、制孔加工、鋼結(jié)構(gòu)的熱處理和組裝加工的具體制作方法。技能目標(biāo)21可以進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的加工制作。2能夠具備鋼結(jié)構(gòu)熱處理的操作能力。2022/7/30Page 13一、放樣與號料1放樣放樣是整個鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序，也是至關(guān)重要的一道工序，所有的工件尺寸和形狀都必須先放樣然后進(jìn)行加工，最后把各個零件裝配成一個整體構(gòu)件。只有放樣尺寸精確，

5、才能避免以后各道加工工序的累積誤差，才能保證整個工程的質(zhì)量。2樣板、樣桿樣板一般采用厚度0.30.5mm的薄鋼板或薄塑料板制成，樣桿一般用鋼皮或扁鐵制作，當(dāng)長度較短時可用木尺桿。樣板、樣桿上應(yīng)注明加工符號、圖號、零件號、數(shù)量及加工邊、坡口部位、彎折線和彎折方向、孔徑和滾圓半徑等。3號料號料是以樣板、樣桿或圖紙為根據(jù)，在原材料上做出實樣，并打上各制造廠內(nèi)部約定的加工記號。號料的一般工作內(nèi)容包括：檢查核對材料；在材料上畫出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置；打沖孔；標(biāo)注出零件的編號。2022/7/30Page 14二、切割鋼材的切割下料應(yīng)根據(jù)鋼材的截面形狀、厚度及切割邊緣的質(zhì)量要求而采用不同的切割

6、方法。鋼材的切割可以通過沖剪、切削、氣體切割、鋸切、摩擦切割和高溫?zé)嵩磥韺崿F(xiàn)。目前，常用的切割方法有機械切割、氣割等。1機械切割2氣割氣割可以切割較大厚度范圍的鋼材，而且設(shè)備簡單、費用經(jīng)濟、生產(chǎn)效率較高，并能實現(xiàn)空間各種位置的切割，所以在金屬結(jié)構(gòu)制造與維修中得到廣泛的應(yīng)用。尤其對于本身不便移動的巨大金屬結(jié)構(gòu)，應(yīng)用氣割更能顯示其優(yōu)越性。2022/7/30Page 15三、制孔加工在鋼結(jié)構(gòu)制作中，常用的加工方法有鉆孔、沖孔、擴孔、鉸孔等，施工時也可根據(jù)不同的技術(shù)要求合理選用。構(gòu)件制作應(yīng)優(yōu)先采取鉆孔。鉆孔在鉆床上進(jìn)行，可以鉆任何厚度的鋼材。其原理是切削，所以孔壁損傷較小，質(zhì)量較高。厚度在mm以下的所

7、有普通結(jié)構(gòu)鋼及厚度小于12mm的次要結(jié)構(gòu)允許沖孔，材料在沖切后仍保留有相當(dāng)韌性，沖切孔上才可焊接施工，否則不得隨后施焊。如果需要在所沖的孔上再鉆大時，沖孔必須比指定的直徑小3mm。沖孔采用轉(zhuǎn)塔式多工位數(shù)控沖床可大大提高加工效率。1鉆孔加工（1）畫線鉆孔。鉆孔前先在構(gòu)件上畫出孔的中心和直徑，在孔的圓周上（90位置）打四只沖眼，可供鉆孔后檢查用。孔中心的沖眼應(yīng)大而深，在鉆孔時作為鉆頭定心用。畫線工具一般用畫針和鋼直尺。2022/7/30Page 16二、切割（2）鉆模鉆孔。當(dāng)批量大、孔距精度要求較高時，應(yīng)采用鉆模鉆孔。鉆模有通用型、組合式和專用鉆模。通用型鉆模，可在當(dāng)?shù)啬＞叱鲎庹居喿?。組合式和專用

8、鉆模則由本單位設(shè)計制造。圖6-9和圖6-10所示為兩種不同鉆模的做法。2022/7/30Page 17二、切割對無鏜孔能力的單位，可先在鉆模板上鉆較大的孔眼，由鉗工對鉆套進(jìn)行校對，符合公差要求后，擰緊螺釘，然后將模板大孔與鉆套外圓間的間隙灌鉛固定（見圖6-11）。鉆模板材料一般為Q235鋼，鉆套使用材料可為T10A（熱處理5560HRC）。2022/7/30Page 18二、切割2沖孔加工沖孔是在沖孔機（沖床）上進(jìn)行的，一般只能在較薄的鋼板或型鋼上沖孔?？讖揭话悴粦?yīng)小于鋼材的厚度，多用于不重要的節(jié)點板、墊板、加強板、角鋼拉撐等小件的孔加工，其制孔效率較高。但由于孔的周圍產(chǎn)生冷作硬化，孔壁質(zhì)量差

9、，孔口下塌，故在鋼結(jié)構(gòu)制作中已較少直接采用。3擴孔加工擴孔是用麻花鉆或擴孔鉆將工件上原有的孔進(jìn)行全部或局部擴大，主要用于構(gòu)件的拼裝和安裝，如疊層連接板孔，常先把零件孔鉆成比設(shè)計小3mm的孔，待整體組裝后再行擴孔，以保證孔眼一致，孔壁光滑；或用于鉆直徑30mm以上的孔，先鉆成小孔，后擴成大孔，以減小鉆端阻力，提高工效。4鉸孔加工鉸孔是用鉸刀對已經(jīng)過粗加工的孔進(jìn)行精加工，可降低孔的表面粗糙度和提高精度。鉸孔時必須選擇好鉸削用量和冷卻潤滑液。鉸削用量包括鉸孔余量、切削速度（機鉸時）和進(jìn)給量，這些都對鉸孔的精度和表面粗糙度有很大影響。2022/7/30Page 19四、邊緣加工為了保證焊縫質(zhì)量和焊透以

10、及裝配的準(zhǔn)確性，不僅需要將鋼板邊緣刨成或鏟成坡口，還需將邊緣刨直或銑平。常用的邊緣加工方法主要有鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨和氣割坡口等。1鏟邊2刨邊3銑邊4碳弧氣刨5氣割坡口2022/7/30Page 20五、鋼結(jié)構(gòu)熱處理焊接構(gòu)件時，由于焊縫的收縮產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，構(gòu)件容易產(chǎn)生疲勞的時效變形，由于低碳鋼和低合金鋼的塑性好，可由應(yīng)力重分配抵消部分疲勞影響，時效變形在一般構(gòu)件中影響不大，因此不需進(jìn)行很大處理，但是對于精度要求較高的機械骨架、齒輪箱體等，需進(jìn)行退火處理。2022/7/30Page 21組裝是將制備完成的零件或半成品，按要求運輸、安裝單元，并通過焊接或螺栓連接工序裝配成部件或構(gòu)件，然后

11、將其連接成整體的過程。某高層建筑結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)用零件現(xiàn)在需要進(jìn)行組裝加工。問題：1選擇構(gòu)件組裝方法時應(yīng)根據(jù)什么進(jìn)行？2簡述組裝構(gòu)件時的各類方法及具體內(nèi)容。學(xué)習(xí)單元三_高層鋼結(jié)構(gòu)安裝2022/7/30Page 22知識目標(biāo)11了解高層結(jié)構(gòu)的安裝特點和安裝前的準(zhǔn)備工作。2熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鏈接和連接節(jié)點。3掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝。4掌握高層鋼框架的校正及安全施工措施。技能目標(biāo)21能充分了解高層鋼結(jié)構(gòu)的安裝特點及安裝前的準(zhǔn)備工作。2明確鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝技術(shù)。3能夠具備對高層鋼框架及時進(jìn)行校正的能力。2022/7/30Page 23一、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝的特點高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝的獨有施工特點：（1）由于結(jié)構(gòu)

12、復(fù)雜而使施工復(fù)雜化。（2）高空作業(yè)受天氣的影響較大。（3）高空作業(yè)工作效率低。（4）施工安全問題十分突出。2022/7/30Page 24二、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝前的準(zhǔn)備工作1安裝機械選擇2安裝流水段劃分3鋼構(gòu)件運輸和堆放4鋼構(gòu)件預(yù)檢5柱基檢查6標(biāo)高塊設(shè)置及柱底灌漿2022/7/30Page 25三、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鏈接1焊接連接（1）柱與柱的對接焊，應(yīng)由兩名焊工在兩相對面等溫、等速對稱焊接（2）梁、柱接頭的焊縫，一般先焊型鋼的下翼緣板，再焊上翼緣板（3）柱與柱、梁與柱的焊縫接頭，應(yīng)試驗測出焊縫收縮值，反饋到鋼結(jié)構(gòu)制作單位，作為加工的參考2高強度螺栓連接（1）摩擦面處理（2）螺栓穿孔（3）螺栓緊固（4）

13、螺栓緊固后的檢查2022/7/30Page 26四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點連接節(jié)點是鋼結(jié)構(gòu)中極其重要的結(jié)構(gòu)部位，它把梁、柱等構(gòu)件連接成整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使其獲得空間剛度和穩(wěn)定性，并通過它把一切荷載傳遞給基礎(chǔ)。連接節(jié)點本身應(yīng)有足夠的強度、延性和可靠性，應(yīng)能按照設(shè)計要求工作，制作和安裝應(yīng)當(dāng)簡單。1鋼柱柱腳與基礎(chǔ)的連接2022/7/30Page 27四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點2柱柱連接2022/7/30Page 28四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點2柱柱連接2022/7/30Page 29四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點3柱梁連接2022/7/30Page 30四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點3柱梁連接2022/7/30Page 31四、鋼結(jié)構(gòu)的連接

14、節(jié)點4梁梁連接2022/7/30Page 32四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點4梁梁連接2022/7/30Page 33四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點4梁梁連接2022/7/30Page 34四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點5柱梁支撐連接2022/7/30Page 35四、鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點6梁混凝土筒連接2022/7/30Page 36五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝1鋼柱安裝2022/7/30Page 37五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝2框架鋼梁安裝鋼梁在吊裝前，應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距。主梁吊裝前，應(yīng)在梁上裝好扶手桿和扶手繩，待主梁吊裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。鋼梁采用兩點起吊，一般在鋼梁上翼緣處開孔，作

15、為吊點。吊點位置取決于鋼梁的跨度。為加快吊裝進(jìn)度，對質(zhì)量較小的次梁和其他小梁，常利用多頭吊索一次吊裝數(shù)根。水平桁架的安裝基本同框架梁，但吊點位置選擇應(yīng)根據(jù)桁架的形狀而定，需保證起吊后平直，便于安裝連接。安裝連接螺栓時嚴(yán)禁在情況不明的情況下任意擴孔，連接板必須平整。2022/7/30Page 38五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝3墻板安裝2022/7/30Page 39六、高層鋼框架的校正1框架校正的基本原理（1）校正流程（2）校正時的允許偏差（3）標(biāo)準(zhǔn)柱和基準(zhǔn)點選擇2高層鋼框架結(jié)構(gòu)的校正方法（1）軸線位移校正（2）柱子標(biāo)高調(diào)整（3）垂直度校正（4）框架梁平面標(biāo)高校正2022/7/30Page 40該工

16、程為化工廠鋼結(jié)構(gòu)儲罐外壁防腐工程，位于某地區(qū)。此防腐工程要求對鋼結(jié)構(gòu)儲罐設(shè)備進(jìn)行外壁防腐，主要是化工大氣腐蝕和在-20左右的儲罐外壁進(jìn)行防腐。要求防腐年限為58年。一年內(nèi)表面不變色。想一想：1簡述重防腐涂料選型及施工工藝流程。2對于本工程來說工程質(zhì)量保證和控制標(biāo)準(zhǔn)有什么？知識拓展2022/7/30Page 41安全施工措施鋼結(jié)構(gòu)高層和超高層建筑施工，安全問題十分突出，應(yīng)該采取有力措施以保證安全施工。（1）在柱、梁安裝后而未設(shè)置壓型鋼板的樓板，為便于人員行走和施工方便，需在鋼梁上鋪設(shè)適當(dāng)數(shù)量的走道板。（2）在鋼結(jié)構(gòu)吊裝期間，為防止人員、物料和工具墜落或飛出造成安全事故，需鋪設(shè)安全網(wǎng)。安全網(wǎng)分平網(wǎng)

17、和豎網(wǎng)（見圖6-34）。知識拓展2022/7/30Page 42安全施工措施 安全平網(wǎng)設(shè)置在梁面以上2m處，當(dāng)樓層高度小于4.5m時，安全平網(wǎng)可隔層設(shè)置安全平網(wǎng)要在建筑平面范圍內(nèi)滿鋪。 安全豎網(wǎng)鋪設(shè)在建筑物外圍，防止人、物飛出造成安全事故。豎網(wǎng)鋪設(shè)的高度一般為兩節(jié)柱的高度。（3）為便于接柱施工，并保證操作工人的安全，在接柱處要設(shè)操作平臺，平臺固定在下節(jié)柱的頂部。（4）鋼結(jié)構(gòu)施工需要許多設(shè)備，如電焊機、空氣壓縮機、氧氣瓶、乙炔瓶等，這些設(shè)備需隨著結(jié)構(gòu)安裝而逐漸升高。為此，需在剛安裝的鋼梁上設(shè)置存放施工設(shè)備用的平臺。固定平臺鋼梁的臨時螺栓數(shù)要根據(jù)施工荷載計算確定，不能只投入少量的臨時螺栓。（5）為

18、便于施工登高，吊裝鋼柱前要先將登高鋼梯固定在鋼柱上。為便于對柱梁節(jié)點進(jìn)行緊固高強度螺栓和焊接，需在柱梁節(jié)點下方安裝吊籃腳手架。（6）施工用的電動機械和設(shè)備均需接地，絕對不允許使用破損的電線和電纜，嚴(yán)防設(shè)備漏電。施工用電器設(shè)備和機械的電纜，需集中在一起，并隨樓層的施工而逐節(jié)升高。每層樓面須分別設(shè)置配電箱，供每層樓面施工用電需要。（7）高空施工時，當(dāng)風(fēng)速達(dá)10m/s時，有些吊裝工作要停止；當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15m/s時，一般應(yīng)停止所有的施工工作。（8）施工期間應(yīng)該注意防火，配備必要的滅火設(shè)備和消防人員。學(xué)習(xí)情境小結(jié)2022/7/30Page 43鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工從施工部署上看，仍然是一種預(yù)制裝配施工體系，但由于材料不同，也就有其獨有的特點，如構(gòu)件和安裝施工的精度要求比混凝土結(jié)構(gòu)高，節(jié)點連接的方式多采用焊接和高強螺栓連接，樓面一般采用壓型鋼板現(xiàn)澆疊合樓板，墻面則采用輕質(zhì)檣，并且，鋼結(jié)構(gòu)的防火和防腐是必須高度重視的施工項目。本學(xué)習(xí)情境主要從鋼結(jié)構(gòu)的加工制作、安裝、防火與防腐三方面進(jìn)行闡述，通過本章的學(xué)習(xí)，要能編制高層建筑施工方案，具有組織高層鋼結(jié)構(gòu)施工的能力。2022/7/30Pag