高層超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、高層超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)2.4,3.1 概述1、鋼的種類高層建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼有普通碳素鋼、 普 通低合金鋼和熱處理低合金鋼三大類。 大量 使用的仍以普通碳素鋼為主。 我國目前在建 筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最普遍的是 Q235鋼。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程規(guī)定：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 為鋼材力學性能的五項基本要求，這五項指 標皆合格的鋼材方可采用。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。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

2、一 步控制，應(yīng)不大于 0.04%.2、鋼材品種在現(xiàn)代高層鋼結(jié)構(gòu)中，廣泛采用經(jīng)濟合 理的鋼材截面，見下表。應(yīng)充分利用結(jié)構(gòu)的 截面特征值，發(fā)揮最大的承載能力。傳統(tǒng)的 工字鋼、槽鋼、角鋼、扁鋼有時仍有使用， 但由于其截面力學性能欠佳，已漸被淘汰。鋼材的品種及性能品種性能執(zhí)hH聊蟆國家就購工字壞口柵H剛林與普M工字肺同，怖兩軸方向刪策峨就 訴,戳舲現(xiàn)魁極附卜M相互平行攤施工方品做陋例做富層鋼姑硼怵惠睛 插條 網(wǎng)直跚電他加工即小,利加工時程易干觸附利自蒯口雨截力相皿 梟件下，H網(wǎng)描枸可晡鼐懶M球髓材20%林柳工鋪百球醐釉中,肝洪板聃而成的工字以確采用忸的艇用丸它械計卜嘏 大的疑，卜收鼬財尺電怏輛性能也氟

3、 期文鼬丸 馴 牌工字假面節(jié)省下賴解物腿奸其額帕瞄酬蚓方腑我種用材用熱擠壓法牛產(chǎn),價格出輕粕汰但_時:次帕:客/外他為觀附糊解富心酬怦呆朝微倦斛產(chǎn)做網(wǎng)靠其化學成分醐械怖與卷板自動牌用蒯扁專 用于用麻場地嵋T輔我陋林一般用聊,H則解脂板慨割開而由員18用干桁陽:卜1 觸角蝌桿節(jié)價 節(jié)點機服半就火，螂腦憂丸制也用干支麟構(gòu)的催桿件期，翱板精厚的板橘即絡(luò)斛料敏廣.旅強國麻脂厚桐板M座為4yo刖,大干60 mmJ.J. | 1 rZT 5 IB3、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件A.柱子高層鋼結(jié)構(gòu)鋼柱的主要截面形式有箱形斷面、H形斷面和十字形斷面，一般都是 焊接截面，熱軋型鋼用得不多。就結(jié)構(gòu)體系 而言，筒中筒結(jié)構(gòu)、鋼混凝土混

4、合結(jié)構(gòu)和型 鋼混凝土結(jié)構(gòu)多采用 H形柱，其他多采用箱 形柱；十字形柱則用于樞架結(jié)構(gòu)底部的型鋼 混凝土樞架部分。B.梁和桁架高層鋼結(jié)構(gòu)的梁的用鋼量約占結(jié)構(gòu)總用鋼量的65%其中主梁占35%40%因此 梁的布置力求合理，連接簡單，規(guī)格少，以 利于簡化施工和節(jié)省鋼材。采用最多的梁是 工字截面，受力小時也可采用槽鋼，受力很 大時則采用箱形截面，但其連接非常復(fù)雜。截面高度相同時，軋制H型鋼要比焊接 工字截面便宜。對于重荷載或傳遞彎矩，則 采用焊接箱形梁。當凈空高度受到限制時， 也可采用雙槽鋼和鋼板組焊而成的截面，鋼梁內(nèi)部必須作防銹處理。把桁架用于高層鋼結(jié)構(gòu)樓蓋水平構(gòu)件， 可作到大跨度、小凈空，工程管線安裝

5、方便。 平行弦桁架是用鋼量最小的一種水平構(gòu)件， 但制造比較費工費時。樓蓋鋼桁架一般由平 行的上下弦桿和腹桿（斜撐和豎撐或只用斜 撐）組成。弦桿和腹桿可采用角鋼、槽鋼、 T 型鋼、H型鋼、矩形和正方形截面鋼管等鋼 材。4、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)當簡單。連接節(jié)點按其傳力情況分為較接、剛接 和介于兩者之間的半剛接。 設(shè)計中主要采用 前兩者，半剛接采用較少。在實際工程中真 正的校接和剛接是不容易

6、做到的，只能是接 近于較接或剛接。按連接的構(gòu)件分主要有鋼 柱柱腳與基礎(chǔ)的連接、柱柱連接、柱梁連接、 柱梁支撐連接、梁梁連接（梁與梁對接和主 梁與次梁連接）、梁混凝土筒連接等。5、鋼結(jié)構(gòu)的加工制造由于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的精度要求高，因 此，構(gòu)件的加工制造一般由專門的鋼結(jié)構(gòu)加 工廠在工廠預(yù)制完成。2.4.3.2高層鋼結(jié)構(gòu)安裝1、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝的特點 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜而使施工復(fù)雜化。 高空作業(yè)受天氣的影響較大。 高空作業(yè)工作效率低。施工安全問題十分突出。2、高層鋼結(jié)構(gòu)安裝前的準備工作 安裝機械的選擇高層鋼結(jié)構(gòu)安裝都用塔式起重機，這就 要求塔式起重機的臂桿足夠長以使其具有 足夠的覆蓋面；要有足夠的起重能力，滿

7、足 不同部位構(gòu)件起吊要求；鋼絲繩容量要滿足 起吊高度要求；起吊速度要有足夠擋位，滿 足安裝需要；多機作業(yè)時，相互要有足夠的 iWj差，互不碰撞。安裝流水段的劃分蟆體性IE安裝掾作平耳通道安普向篇賣器機靠拆除整用舞一個立面安裝流水段內(nèi)的安裝順序高層鋼結(jié)構(gòu)安裝需按照建筑物平面形 狀、結(jié)構(gòu)形式、安裝機械數(shù)量和位置等劃分 流水段?？傇瓌t是：平面流水段劃分應(yīng)考慮 鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中的整體穩(wěn)定性和對稱性， 安裝順序一般由中央向四周擴展，以減少焊 接誤差。立面流水段劃分，一般以一節(jié)鋼柱 高度內(nèi)所有構(gòu)件作為一個流水段。一個立面安裝流水段內(nèi)的安裝順序如 上圖所示，鋼結(jié)構(gòu)標準單元施工順序如下圖 所示。鋼結(jié)構(gòu)標準單元

8、施工順序鋼構(gòu)件的運輸和堆放a.運輸。b,中轉(zhuǎn)。c.酉己套。d.現(xiàn)場堆放。鋼構(gòu)件預(yù)檢a.出廠檢驗。b.計量工具。c.預(yù)檢。柱基檢查a.定位軸線檢查。b.柱間距檢查。c.單獨柱基中心線檢查。d.柱基地腳螺栓檢查。e.基準標高實測。標高塊設(shè)置及柱底灌漿a.標高塊設(shè)置。柱基表面采取設(shè)置臨時支承標高塊的方法來保證鋼柱安裝控制標高，要根據(jù)荷載大小和標高塊材料強度確定標高塊的支承面積。b.柱底灌漿。一般在第一節(jié)鋼框架安裝完成 后即可開始緊固地腳螺栓并進行灌漿。灌漿前必須對柱基進行清理，立模板，用水沖洗 基礎(chǔ)表面，排除積水，螺孔處必須擦干，然 后用自流平砂漿連續(xù)澆灌，一次塊，到時試 壓，作為驗收資料完成流出的

9、砂漿應(yīng)清除干 凈，加蓋草包養(yǎng)護。砂漿必須做試驗。3、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接(1)焊接連接現(xiàn)場焊接方法一般用手工焊接和半自動焊接兩種方法。焊接母材厚度不大于 30mm 時采用手工焊，大于30mm寸采用半自動焊， 此外尚需根據(jù)工程焊接量的大小和操作條 件等來確定。手工焊的最大優(yōu)點是靈活方便， 機動性大；缺點是焊工技術(shù)素質(zhì)要求高，勞 動強度大，影響焊接質(zhì)量的因素多。半自動 焊接質(zhì)量可靠，工效高，但操作條件相應(yīng)比 手工焊要求高，并且需要同手工焊結(jié)合使用。高層鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件接頭的施焊順序，比構(gòu)件的安裝順序更為重要。焊接順序不合理， 會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生難以挽回的變形，甚至會因內(nèi)應(yīng)力而將焊縫拉裂。焊接時應(yīng)注意： a.柱與柱

10、的對接焊，應(yīng)由兩名焊工在兩相對 面等溫、等速對稱焊接。b.梁、柱接頭的焊縫，一般先焊 H型鋼的下 翼緣板，再焊上翼緣板。梁的兩端先焊端， 待其冷卻至常溫后再焊另一端。c.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。要注意焊縫收縮值隨周圍已安 裝柱、梁的約束程度的不同而變化。(2)高強度螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接，一般是指摩擦 連接。它借助螺栓緊固產(chǎn)生的強大軸力夾緊連接板，靠板與板接觸面之間產(chǎn)生的抗剪摩 擦力傳遞同螺栓軸線方向相垂直的應(yīng)力。因此，螺栓只受拉不受剪。施工簡便而迅速， 易于掌握，可拆換，受力好，耐疲勞，較安 全，已成為取代佛接和部分焊接

11、的一種主要 的現(xiàn)場連接手段。高強度螺栓的類型，除廠大六角頭普通 型外，廣泛采用的是扭剪型高強度螺栓。扭 剪型高強度螺栓是在普通大六角頭高強度 螺栓的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。區(qū)別僅是外形和 施工方法不同，其力學性能和緊固后的連接 性能完全相同。高強度螺栓連接的運輸、裝卸、保管過 程中，號、規(guī)格分類保管。在安裝使用前嚴 禁任意開箱。高強度螺栓施工包括摩擦面處理、螺栓穿孔、要防止損壞螺紋。應(yīng)按包裝箱上注明 的批螺栓緊固等工序。4、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝工藝(1)鋼柱安裝第一節(jié)鋼柱是安裝在柱基臨時標高支 承塊上的，鋼柱安裝前應(yīng)將登高扶梯和掛籃 等臨時固定好。鋼柱起吊后對準中心軸線就 位，固定地腳螺栓，校正垂直度。

12、其他各節(jié) 鋼柱都安裝在下節(jié)鋼柱的柱頂(采用對接焊)，鋼柱兩側(cè)裝有臨時固定用的連接板， 上節(jié)鋼柱對準下節(jié)鋼柱柱頂中心線后，即用螺栓固定連接板作臨時固定。鋼柱起吊有兩種方法， 一種是雙機抬吊 法；另一種是單機吊裝法。(2)框架鋼梁安裝鋼梁在吊裝前，應(yīng)于柱子牛腿處檢查標 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，作為吊點。吊點位置取決于鋼梁的 跨度。為加快吊裝速度，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

13、，需保證起 吊后平直，便于安裝連接。安裝連接螺栓時 嚴禁在情況不明的情況下任意擴孔，連接板必須平整。(3)墻板安裝裝配式剪力墻板安裝在鋼柱和樓層框 架梁之間，剪力墻板有鋼制墻板和鋼筋混凝 土墻板兩種。剪力支撐安裝部位與剪力墻板吻合，安 裝時也應(yīng)采用剪力墻板的安裝方法，盡量組 合后再進行安裝。(4)鋼扶梯安裝鋼扶梯一般以平臺部分為界限分段制作，構(gòu)件是空間體，與框架同時進行安裝， 然后再進行位置和標高調(diào)整。在安裝施工中 常作為操作人員在樓層之間的工作通道，安裝工藝簡便，定位固定較復(fù)雜。(5)高層鋼框架的校正選擇標準柱和基準點，按照校正流程進 行校正，校正時的允許偏差在規(guī)范范圍內(nèi)。(6)樓面工程及墻

14、面工程高層鋼結(jié)構(gòu)中，樓面由鋼梁和混凝土樓板 組成。它有傳遞垂直荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu) 功能。樓面應(yīng)當輕質(zhì)，并有足夠的剛度，易 于施工，為結(jié)構(gòu)安裝提供方便，盡可能快地 為后繼防火、裝修和其他工程創(chuàng)造條件。A.樓板種類高層鋼結(jié)構(gòu)中，樓板種類有壓型鋼板現(xiàn)澆樓板、鋼筋混凝土疊合樓板、預(yù)制樓板和 現(xiàn)澆樓板。壓型鋼板現(xiàn)澆樓板。鋼筋混凝土疊合樓板。預(yù)制樓板?，F(xiàn)澆樓板。B,墻面工程高層鋼框架體系一般采用在鋼框架內(nèi) 填充與鋼框架有效連接的剪力墻板（亦稱框 架一剪力墻結(jié)構(gòu)）。這種剪力墻板可以是預(yù) 制鋼筋混凝土墻板、帶鋼支撐的預(yù)制鋼筋混 凝土墻板或鋼板墻板，墻板與鋼結(jié)構(gòu)的連接 用焊接或高強度螺栓固定，也可以是現(xiàn)澆的

15、鋼筋混凝土剪力墻。為減輕自重，對非承重結(jié)構(gòu)的隔墻、圍 護墻等，一般廣泛采用各種輕質(zhì)材料，如加 氣混凝土、石膏板、礦渣棉、塑料、鋁板、玻璃圍幕等。(7)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。在柱、梁安裝后而未設(shè)置壓型鋼板的樓板 時，為便于人員行走和施工方便，需在鋼梁 上鋪設(shè)適當數(shù)量的走道板。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)和豎網(wǎng)。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。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、乙煥瓶等

16、，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，不能只投人少量的臨時螺栓。為便于施工登高，吊裝鋼柱前要先將登高 鋼梯固定在鋼柱上。為便于進行柱梁節(jié)點緊 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。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。高空施工，當風速達 10m/s時，有些吊裝 工作要停止；當風速達到15m/s時，一般應(yīng) 停止所有的施

17、工工作。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。2.4.3.3鋼結(jié)構(gòu)防火與防腐1、防火工程鋼結(jié)構(gòu)高層建筑要特別重視火災(zāi)的預(yù) 防。因為鋼材熱傳導(dǎo)快，比熱小，雖是一種 不燃材料，但極不耐火。當鋼構(gòu)件暴露于火 災(zāi)高溫之下時，其溫度很快上升，當其溫度 達到600 C時，鋼的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，其抗拉 強度、屈服點和彈性模量都急劇下降（如屈 服點可下降60%）。另外，鋼柱以及承重鋼梁 會由于撓度的急劇增大而失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致整個建筑物坍垮。鋼結(jié)構(gòu)防火工程的目的， 在于用防火材 料阻斷火災(zāi)熱流傳給鋼構(gòu)件的通路，延緩傳 熱速率（延長鋼構(gòu)件升溫達到臨界溫度的時 間），使鋼結(jié)構(gòu)在某一個特定時間內(nèi)能夠繼 續(xù)

18、承受荷載。(1)耐火極限等級鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火極限等級，是根據(jù)它 在耐火試驗中能繼續(xù)承受荷載作用的最短 時間來分級的。耐火時間大于或等于 30min, 則耐火極限等級為 F30,每一級都比前一級 長30min,所以耐火時間等級分為 F30, F60, F90, F120, F150, F180 等。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐火極限等級的確定，依建 筑物的耐火等級和構(gòu)件種類而定；而建筑物 的耐火等級又是根據(jù)火災(zāi)荷載確定的。火災(zāi)荷載，是指建筑物內(nèi)如結(jié)構(gòu)部件、裝飾構(gòu)件、 家具和其他物品等可燃材料燃燒時產(chǎn)生的 熱量。與一般鋼結(jié)構(gòu)不同，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的 耐火極限又與建筑物的高度相關(guān)，因為建筑 物越高，重力荷載也越大。高

19、層鋼結(jié)構(gòu)的耐 火等級分為I、n兩級，其構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限應(yīng)不低于下表的規(guī)定2.防火材料鋼結(jié)構(gòu)的防火保護材料， 應(yīng)選擇絕熱性 好，具有一定抗沖擊振動能力，能牢固地附 著在鋼構(gòu)件上，又不腐蝕鋼材的防火涂料或 不燃性板型材。選用的防火材料，應(yīng)具有國 家檢測機構(gòu)提供的理化、 力學和耐火極限試 驗檢測報告。防火材料的種類主要有:熱絕緣材料； 能量吸收（燒蝕）材料；膨脹涂料。大多數(shù)最常用的防火材料實際上是前兩類材料的混合物。采用最廣的具有優(yōu)良性能的熱絕緣材料有礦物纖維和膨脹骨料（如蛙石和珍珠巖）；最常用的熱能吸收材料有 石膏和硅酸鹽水泥，它們遇熱釋放出結(jié)晶水。（2）防火工程施工方法7f 法內(nèi) 密外包

20、層法幅作業(yè)解作業(yè)乂介濟茂法.狄欣法和般時法-：種療法.（1）澆筑法即在鋼椅件1叫周律筑一簾厚度郁1御俳卜，與夫喝淞搭 卜城加氣湖舒 卜等.以隔絕 火焰或富潟“為增制所濟浦的洱海十的整體件和防止一其遇火物落.叫唧人細網(wǎng)露網(wǎng)或鋼統(tǒng)刖”（2快灰法即在鋼構(gòu)件1叫因何以綱然網(wǎng).外面用快以蟀白水混齪填. 珍珠兜水和灰漿.石 奇現(xiàn)漿等.厚度抑耐火極限等線而印，一般妁為35 mm.（3嘖射法即川噴板樽耀石眼黏劑般石棉或蛭石窗保護層噴流在銅構(gòu)件表面*形或防火儆 外包，層.端涂的&I餅轉(zhuǎn)制描，不需另不處理于作業(yè)作業(yè)即用曲特的混Stf+一板r加氣溫翻上板.蟀石混器上板.石棉永那板.陶仔/T把板或再 獷棉氈，陽醬纖維

21、箱等內(nèi)固惘構(gòu)件形成防火層*板材川曲學腋耕制拈貼“棉班等兼軟材料則川 鋼統(tǒng)網(wǎng)冏正在銅構(gòu)件貨面.鋼統(tǒng)M外面用也以鋁箱.銅仁5.以斷在曲1：過和中下雨使棉制受 南,同時也局隔寓制作加.減輕口后棉稻等的吸水解您法即他不做防火外包里的審結(jié)構(gòu)構(gòu)件加藏在耐火材料應(yīng)成的端或畫糊內(nèi).或用耐火材料濟鋼構(gòu) 件與火焰、高溫隔絕開來*汶常常旱較經(jīng)濟的防火方法.國外育些鋼結(jié)構(gòu)育層建蔭的外柱即采 用濘種方法a火，即在結(jié)構(gòu)設(shè)H上.“外村 在外瞄之外*距離外修一定距商.同時也不靠i斤窗 r-+過樣 E.發(fā)牛.火災(zāi).火蛤就扶不到井子.竹子也就沒必亶團TM火保護.七-種是將助火板 放在甘子二面做酬火辟障，防火楨密由凸山柱外一定的琥

22、度（7-L5ei,那耐火報限.現(xiàn)鋼 神類和大小而中,拔祥就距曬山用11噴出的比焰燒熱林丁如果外增假存外訃之間,不:仃拷律 近由于的外柱,只在柱子眼面用防火材料做扉蔽即可水冷卻法即亦小之心觸疝的綱桿內(nèi)在水訓(xùn)打冷卻如發(fā)中火災(zāi).鋼撲山的水流植熱而產(chǎn)牛熱水 上升*冷水自設(shè)干Di部的水箱瓶下，以水的端環(huán)膈火窕產(chǎn)牛的初*W J ,以保奸網(wǎng)結(jié)構(gòu)不度失 嫉找襤力.葉法I1.在相于中應(yīng)用.祚叮擴大用水平他件-為廣出川鋼結(jié)構(gòu)牛,鑄.可在水中按1 Jki./ I A- 空抵“IL Fim 工1女甘月&下注七次:iif A -rV Hi Fill i 飛石：力 近ilIkI i： i IS bVf rnrei 3a

23、3一鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的防火是十分重要的， 它關(guān)系到居住人員的生命財產(chǎn)安全和結(jié)構(gòu) 的穩(wěn)定。高層鋼結(jié)構(gòu)防火措施的費用一般占 鋼結(jié)構(gòu)造價的18%20%占結(jié)構(gòu)造價的 9%10%占整個建筑物造價的 5%6%鋼結(jié) 構(gòu)構(gòu)件的防火措施見上表。2、防腐工程(1)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的化學過程與防腐蝕方法鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的程度和速度，與相對大氣 溫度以及大氣中侵蝕性物質(zhì)的含量密切有 關(guān)。研究表明，當相對大氣濕度小于 70%1寸， 鋼材的腐蝕并不嚴重；只有當相對大氣濕度超過70%寸，才會產(chǎn)生值得重視的腐蝕。在 潮濕環(huán)境中，主要是氧化腐蝕，即氧氣與鋼 材表面的鐵產(chǎn)生化學作用而引起銹蝕。防止氧化腐蝕的主要措施是把鋼結(jié)構(gòu) 與大氣隔絕。如在

24、鋼結(jié)構(gòu)表面現(xiàn)澆一定厚度 的混凝土覆面層或噴涂水泥砂漿層等，不但能防火，也能保護鋼材免遭腐蝕。另外，在 鋼結(jié)構(gòu)表面增加一層保護性的金屬鍍層，也是一種有效的防腐方法。(2)鋼結(jié)構(gòu)的涂裝防護用涂油漆的方法對鋼結(jié)構(gòu)進行防腐，是用得最多的一種防腐方法。鋼結(jié)構(gòu)的涂裝防 護施工，包括鋼材表面處理、涂層設(shè)計、涂 層施工等。鋼材表面處理。進行鋼材表面處理，先要 確定鋼材表面的原始狀態(tài)、除銹質(zhì)量等級、 除銹方法和表面粗糙度等。涂層設(shè)計。涂層設(shè)計包括涂料品種選擇、 確定涂層結(jié)構(gòu)和涂層厚度。涂層施工。(3)金屬鍍層防腐鋅是保護性鍍層用得最多的金屬。在鋼 結(jié)構(gòu)高層建筑中亦有不少構(gòu)件是采用鍍鋅 來進行防腐的。鍍鋅防腐多用

25、于較小的構(gòu)件。鍍鋅可用熱浸鍍法或噴鍍法。熱浸鍍鋅在鍍槽中進行，可用來浸鍍大構(gòu)件，鍍的鋅 層厚度約為80100 txm。噴鍍法可用于車間或工地上，鍍的鋅層 厚度約為80150 m在噴鍍之前應(yīng)先將鋼 構(gòu)件表面適當打毛。鋼結(jié)構(gòu)防腐的費用，約占建筑總造價的0.1%0.2%。一個較好的防腐系統(tǒng)，在正常 氣候條件下的使用壽命可達 1015年。在到 達使用年限的末期，只要重新油漆一遍即可。2.4.4 高層/超高層鋼筋混凝土 -鋼組合結(jié) 構(gòu)的施工技術(shù)鋼筋混凝土-鋼組合結(jié)構(gòu)(Concrete filled steel tubular (CFST) structures) 是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起 來

26、的新型結(jié)構(gòu)。該組合結(jié)構(gòu)主要有以下幾種 結(jié)構(gòu)形式：鋼-混凝土組合受彎結(jié)構(gòu)；鋼骨混凝土(勁性混凝土)結(jié)構(gòu)；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和外包鋼結(jié)構(gòu)。鋼管混凝土概述1、鋼管混凝土就是把混凝土灌入鋼管中并 搗實以加大鋼管的強度和剛度而形成的構(gòu)件。一般的，我們把混凝土強度等級在 C50 以下的鋼管混凝土稱為普通鋼管混凝土；混凝土強度等級在C50以上的鋼管混凝土稱為 鋼管高強混凝土；混凝土強度等級在C100以上的鋼管混凝土稱為鋼管超高強混凝土。2、截面形式工程中常見的截面形式有：正方形、矩形和圓形。4、鋼管混凝土特點(1)結(jié)構(gòu)特點：眾所周知，混凝土的抗壓強度高。但抗彎 能力很弱，而鋼材，特別是型鋼的抗彎能力 強，具有良

27、好的彈塑性，但在受壓時容易失 穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。 而鋼管混凝土在結(jié) 構(gòu)上能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點結(jié)合在一起，可使混 凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài)， 其抗壓強度可成倍 提高.同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發(fā)揮作用，從而大大地提 高了承載能力。鋼管混凝土作為一種新興的 組合結(jié)構(gòu)，主要以軸心受壓和作用力偏心較 小的受壓構(gòu)件為主，被廣泛使用于框架結(jié)構(gòu) 中(如廠房和高層)。(2)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展是由于 它具有良好的受力性能和施工性能， 具體表 現(xiàn)為以下幾個方面：承載力高、延性好，抗震性能優(yōu)越。鋼管混凝土柱中，鋼管對其內(nèi)部混凝土 的約束作用使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強度；鋼

28、管內(nèi)部的混凝土 又可以有效地防止鋼管發(fā)生局部屈曲。研究表明，鋼管混凝土柱的承載力高于相應(yīng)的鋼 管柱承載力和混凝土柱承載力之和。鋼管和 混凝土之間的相互作用使鋼管內(nèi)部混凝土 的破壞由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?，?gòu)件的 延性性能明顯改善，耗能能力大大提高，具 有優(yōu)越的抗震性能。塑性是指在靜載作用下的塑性變形能 力。鋼管混凝土短柱軸心受壓試臉表明，試 件壓縮到原長的 2/3 ,縱向應(yīng)變達30姒上 時，試件仍有承載力。剝?nèi)ヤ摴芎?，?nèi)部混 凝土雖已有很大的鼓凸褶皺， 但仍保持完整, 并未松散，且仍有約5%勺承載力，用錘敲擊 后才粉碎脫落?？拐鹦阅苁侵冈趧雍奢d或地 震作用下，具有良好的延性和吸能性。在這 方面

29、，鋼管混凝土構(gòu)件要比鋼筋混凝土構(gòu)件 強得多。在壓彎反復(fù)荷載作用下，彎矩曲率 滯回曲線表明，結(jié)構(gòu)的吸能性能特別好，無 剛度退化，且無下降段，和不喪失局部穩(wěn)定 性的鋼柱相同，但在一些建筑中，鋼柱常常 要采用很厚的鋼板以確保局部穩(wěn)定性。但還 常發(fā)生塑性彎曲后喪失局部穩(wěn)定。因此，鋼 管混凝土柱的抗震性能也優(yōu)于鋼柱。施工方便，工期大大縮短。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時， 鋼管可以做為 勁性骨架承擔施工階段的施工荷載和結(jié)構(gòu) 重量，施工不受混凝土養(yǎng)護時間的影響；由 于鋼管混凝土內(nèi)部沒有鋼筋， 便于混凝土的 澆注和搗實；鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工時，不需 要模板，既節(jié)省了支模、拆模的材料和人工 費用，也節(jié)省了時間。有利于鋼管

30、的抗火和防火。由于鋼管內(nèi)填有混凝土， 能吸收大量的 熱能，因此遭受火災(zāi)時管柱截面溫度場的分 布很不均勻，增加了柱子的耐火時間，減慢 鋼柱的升溫速度，并且一旦鋼柱屈服，混凝 土可以承受大部分的軸向荷載，防止結(jié)構(gòu)倒塌。組合梁的耐火能力也會提高，因為鋼梁 的溫度會從頂部翼緣把熱量傳遞給混凝土而降低。經(jīng)實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：達到一級耐 火3小時要求和鋼柱相比可節(jié)約防火涂料 1/3 2/3甚至更多，隨著鋼管直徑增大， 節(jié)約涂料也越多。耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。鋼管中澆注混凝土使鋼管的外露面積 減少，受外界氣體腐蝕面積比鋼結(jié)構(gòu)少得多， 抗腐和防腐所需費用也比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省。鋼管混凝土構(gòu)件的截面形式對鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 的

31、受力性能、施工難易程度、施工工期和工 程造價都有很大的影響。圓鋼管混凝土受壓 構(gòu)件借助于圓鋼管對其內(nèi)部混凝土有效的 約束作用，使鋼管內(nèi)部的混凝土處于三向受 壓狀態(tài)，使混凝土具有更高的抗壓強度。但 是圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工難度大，施工成 本較高。相比之下，方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施 工較為方便，但鋼管混凝土受到的約束作用較小，結(jié)構(gòu)的承載力較低。施工方便。鋼管混凝土柱的零件較少，焊縫少，構(gòu) 造簡單，柱腳常采用在混凝土基礎(chǔ)上預(yù)留杯 口的插入式柱腳，因而工廠制造比較簡單， 同時構(gòu)件自重較小，運輸和吊裝也較易，施 工很簡便，而且鋼管混凝土柱采用板材卷制， 板材厚度都不大，一般在 40mm以內(nèi)，無論 工廠焊接和

32、現(xiàn)場進行對接， 都沒有什么困難。 同時，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱 的外皮鋼管具有鋼筋的功能，兼有縱向鋼筋 和橫向箍筋的作用，所以管內(nèi)沒鋼筋，省了 鋼筋下料和綁扎鋼筋等一系列工藝，又由于 柱外皮鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板，同時也省了支模和拆模等工序。近年來，泵送混凝 土相當普遍，現(xiàn)場澆灌并無困難，我國創(chuàng)造 并廣泛使用的高位拋落不振搗混凝土的施工方法，更簡化了現(xiàn)場灌混凝土的工序，簡 便了施工。也有在管柱下部開臨時澆灌孔， 用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保證澆灌質(zhì)量。而且，在澆筑后，鋼 管內(nèi)處于相當穩(wěn)定的濕度條件，水分不易蒸 發(fā)，省去澆水養(yǎng)護工序，簡化了混凝土的養(yǎng) 護工藝。經(jīng)濟效

33、益好。鋼管混凝土的發(fā)展鋼管混凝土是在勁性混凝土及螺旋配筋混凝土的基礎(chǔ)上演變和發(fā)展起來的。最早采用鋼管混凝土的工程之一是1879年英國的severn鐵路橋橋墩。前蘇聯(lián)烏拉爾的伊 謝特鐵路橋采用鋼管混凝土構(gòu)件做拱形桁 架的上弦和上部建筑的柱子，省鋼25%。1961年比利時建造船塢時，采用鋼管混凝土 構(gòu)件做桁架的壓桿和立柱，比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材40%法國巴黎居民區(qū)的第一座摩天大樓采用了鋼管混凝土框架柱，比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材40%前蘇聯(lián)在一些吊車棧橋（跨度達48M 中采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，比全鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼 材12%28%,降低造價28%比鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)省鋼9%降低造價56%日本、瑞士 等國在輸電跨越塔中采用了

34、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，也都取得了顯著的經(jīng)濟效益。在 20世 紀60年代以前，由于鋼管內(nèi)澆注混凝土的 施工工藝尚未得到很好的解決，現(xiàn)場的施工 操作顯得繁瑣，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在施工性能 方面的優(yōu)勢沒有得到應(yīng)有的發(fā)揮。到80年代后期，由于泵送混凝土工藝的發(fā)展，解決 了現(xiàn)場鋼管內(nèi)部澆灌混凝土的工藝問題，加上現(xiàn)代高強混凝土需要用鋼管約束來克服 其脆性。因此，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在美國和澳 大利亞等國的高層建筑中得到了廣泛應(yīng)用，被認為是高層建造技術(shù)的一次重大突破。我國鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用已有 近40年的歷史。1966年鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng) 用于北京地鐵車站工程，70年代又在單層工 業(yè)廠房、重型構(gòu)架中得到了成功的應(yīng)

35、用。自 1990年在四川省旺蒼縣建成跨度為115米的我國第一座鋼管混凝土拱橋以來，在10來年的時間里，我國已經(jīng)建成了 100多座鋼 管混凝土拱橋，其中跨度在100米以上的就 有30多座，尤其是重慶市萬縣長江公路大 橋，跨度達到420米，一跨過江。 近10年 來，隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼管混凝土 結(jié)構(gòu)在我國的高層建筑工程、地鐵車站工程 和大跨度橋梁工程中得到了卓有成效地應(yīng) 用，推動了建造技術(shù)的發(fā)展。鋼管混凝土施工技術(shù)1、施工方法鋼管混凝土澆筑方法：可采用泵送頂升澆筑、立式手工澆筑、高位拋落無振搗法。立式手工澆筑法：混凝土自鋼管上口灌 入，當管徑大于350m油寸，用插入式內(nèi)部振 搗器振搗密實，每

36、次振搗時間不少于30s,混凝土 一次澆筑高度不超過 2m.當管徑小于 350mmm寸，可采用附著在鋼管外壁的外部振 搗器進行振搗，外部振搗器的位置應(yīng)隨混凝 土澆灌的進展而加以調(diào)整，外部振搗器的工 作范圍，以鋼管橫向振幅不小于 0.3mm為有 效，振幅可用百分表實測，振搗時間不小于 1min,混凝土一次澆灌的高度應(yīng)不大于振搗 器的有效工作范圍和 23m柱長。高位拋落無振搗法：該種方法是以混凝 土下落是產(chǎn)生的動能達到振實混凝土的目 的。它適用于管徑大于 350mm高度不小于 4m的情況。對于拋落高度不足 4m的區(qū)段， 應(yīng)用內(nèi)部振搗器振密，一次拋落量宜在 2 0.7m。2、注意事項所采用的混凝土配合

37、比、坍落度應(yīng)符合 要求，為滿足坍落度要求，應(yīng)摻加適量減水 劑；為減少混凝土收縮，可摻入適量的混凝 土微膨脹劑。鋼管內(nèi)混凝土的澆筑宜連續(xù)進行，必須間歇時，間歇時間不應(yīng)超過混凝土的終凝時 間，需要留水平施工縫時，應(yīng)將柱端管口封 蓋，以防止雜物、雨水等落入鋼管內(nèi)。每次澆灌混凝土前，應(yīng)先澆灌一層 10-20mm厚的與混凝土強度等級相同的水泥砂漿，作為接觸砂漿，以做好水平施工縫的 連接處理。鋼管內(nèi)混凝土的澆灌質(zhì)量， 可采用敲擊 法進行初步檢查，如有異常，則應(yīng)用超聲波 進行檢測。對于混凝土澆筑不密實的部位， 可采用局部鉆孔壓漿法進行補強，然后將鉆 孔補焊封固。圖1加強環(huán)式節(jié)點3、施工實例E2套筒式節(jié)點深圳

38、賽格廣場高355米，地上72層,是目前世界上最高的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建筑, 也是深圳主體樓層最高的建筑。廣州國際金融中心-廣州西塔，成了 名幅其實的廣州最重要的新地標。432米西塔可抗八級地震。被稱作“通透水晶”的西 塔有如站立在廣州城市新中軸線的窈窕美 女。亮麗的身段是鋼管混凝土巨型斜交網(wǎng)格 外筒，纖纖骨架是鋼筋混凝土內(nèi)筒，連接內(nèi) 外筒的是鋼一混凝土組合樓蓋。獨特的筒中筒結(jié)構(gòu)體系在目前的世界超高層建筑中是 唯一的。香港“國際金融中心”大廈 420米，88 層國金二期辦公室升降機大堂國際金融中心二期（國金二期），樓高415.8米，是香港第一高樓，世界第六高樓，完工于2003年， 一般說有地上88層

39、，但事實上建筑結(jié)構(gòu)（藍 圖）有90層樓，地下6層，樓面面積18萬 5, 805平方米，設(shè)有22層交易樓層，有多 達62部電梯。其外型設(shè)計與國金一期相似， 墻均為玻璃幕墻，在頂層設(shè)計皇冠式和象牙 形裝飾，晚間由投射燈照射。香港金融管理 局總部設(shè)于國金二期，是金管局于2001年4 月以接近37億港元向發(fā)展商購入，包括頂 樓在內(nèi)共14層辦公室面積，曾被部份人士 批評浪費公帑。金管局目前持有34萬平方叭樓面，分別位于55至56樓、77至88樓， 部份樓層出租予香港按揭證券公司及國際 結(jié)算銀行等相關(guān)金融機構(gòu)。金融管理局總裁 任志剛的辦公室位于 88樓，并可使用私人 專用電梯出入，以加強保安及隱私。杭州瑞

40、豐國際商務(wù)大廈是杭蕭鋼構(gòu)制 作安裝的國內(nèi)第一幢采用矩形鋼管混凝土 結(jié)構(gòu)的高層建筑，此結(jié)構(gòu)形式系國家經(jīng)貿(mào)委 與建設(shè)部2000年技術(shù)創(chuàng)新重點專項計劃之 一，此工程的建設(shè)被列為杭州市建筑新技 術(shù)應(yīng)用示范工程實施項目。本工程地下2層， 地上裙房6層，東塔樓（賓館）為 15層， 高58.5米，西塔樓（寫字樓）為 24層，高 88.2米，柱網(wǎng)尺寸為 7.6 m義7.6 m ,建筑 面積為51095平米，采用矩形鋼管混凝土框 架-筒體結(jié)構(gòu)。柱采用矩形鋼管混凝土組合 柱，梁采用焊接H型鋼-混凝土連續(xù)組合梁， 樓蓋采用壓型鋼板組合樓蓋，筒體采用鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)；本工程除4根鋼柱截面為口 600 X 600外其余均為口 500 X 500,材質(zhì)為Q345R 最大板厚為28mm