高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工方案

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的施工內(nèi)容撮要：

本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并連系“東南科技研發(fā)中心”超高層全鋼結(jié)構(gòu)的建造與安裝及鋼結(jié)構(gòu)首要構(gòu)件的翻樣、下料、建造等各個(gè)主要環(huán)節(jié)的質(zhì)量節(jié)制和材料選用供給一些粗淺的定見。

對(duì)于支撐系統(tǒng)，消能減震裝配不在此文內(nèi)介紹。

關(guān)頭詞：

超高層智能年夜樓節(jié)點(diǎn)域MST組合梁耐火鋼焊領(lǐng)受縮變形熔嘴電渣焊。

一、概況

高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界年夜戰(zhàn)后因?yàn)榈貎r(jià)的上漲和生齒的迅速增添，以及對(duì)高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的研究日趨完美、計(jì)較手藝的成長和施工手藝水平的不竭提高，使高層和超高層建筑迅猛成長。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中因?yàn)樽灾啬暌梗铀嫉慕ㄖ娣e比率越來越年夜，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑；同時(shí)高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，在超高層建筑中采用部門鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造可說是同步前進(jìn)。

超高層建筑的成長浮現(xiàn)了發(fā)家國家的建筑科技水平、材料工業(yè)水安然安祥綜合手藝水平，也是培植部門財(cái)力雄厚的象征。

我國的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自更始開放以來已有20年的歷史，并在設(shè)計(jì)和施工中堆集了不少經(jīng)驗(yàn)，已有我國自行編制的《高層平易近用建筑鋼結(jié)構(gòu)手藝規(guī)程》JGJ99-98。

東南網(wǎng)架集團(tuán)的“東南科技研發(fā)中心”的初步設(shè)計(jì)已于2003年9月20日在蕭山賓館經(jīng)由過程專家的論證和區(qū)政府率領(lǐng)的審查。這是一幢地下二層，地上二十六層，層高3.6m，集研發(fā)、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、檢測為一體的多功能智能年夜樓。建筑物為總高度100m、建筑總面積4.0萬平方米的全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，建筑造型新奇、美不美觀、細(xì)膩，充實(shí)展示了鋼結(jié)構(gòu)的特征和現(xiàn)代建筑氣概。

全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，國內(nèi)為數(shù)不多，在杭州市甚至浙江省屬于始創(chuàng)，這浮現(xiàn)了東南網(wǎng)架集團(tuán)對(duì)培植部授予“鋼結(jié)構(gòu)財(cái)富化基地”的聲譽(yù)和責(zé)任。

東南網(wǎng)架集團(tuán)已設(shè)計(jì)、建造、安裝了4000多項(xiàng)難度年夜、造型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，如廣州新體育館主場館、廣州新白云國際機(jī)場、廣州國際會(huì)展中心、黃龍?bào)w育中心、河南省體育場、杭州年夜劇院、寧波新橋化工辦公樓、廈門氣象形象局綜合樓等工程，在鋼結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)堆集了豐碩的設(shè)計(jì)、建造、安裝經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步提高泛博員工在超高層鋼結(jié)構(gòu)上的手藝水平，從結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、材料選用、建造與安裝等方面加以闡述。

二、高層及超高層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

對(duì)于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒有一個(gè)統(tǒng)一劃定，一般認(rèn)為建筑總高度跨越24m為高層建筑，建筑總高度跨越60m為超高層建筑。

對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的分歧以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、平安、靠得住的設(shè)計(jì)原則，選擇響應(yīng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，一般分為六年夜類：框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、框—筒結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、筒中筒結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、束筒結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)S或SS）。

東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架—剪力墻或框—筒結(jié)構(gòu)系統(tǒng)較為經(jīng)濟(jì)合理，這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，經(jīng)常承擔(dān)了年夜部門的風(fēng)載和地震荷載發(fā)生的水平側(cè)力，總體剛度年夜，側(cè)移小，且知足玻璃幕墻的外裝飾要求。

三、材料的選用

鋼結(jié)構(gòu)有良多利益，但其錯(cuò)誤謬誤是導(dǎo)熱系數(shù)年夜，耐火性差。跟著冶金手藝的提高，耐火鋼的研究成功并投入出產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步成長締造了前提。今朝寶鋼投入出產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號(hào)的耐火鋼，其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)機(jī)能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的要求。通俗鋼材當(dāng)達(dá)到600℃的高溫時(shí)已完全損失蹤承載能力，寶鋼出產(chǎn)的這兩個(gè)品種鋼材當(dāng)達(dá)到600℃時(shí)其屈就強(qiáng)度還有150～220Mpa。

一般高層和超高層建筑當(dāng)采用框—剪、框—筒結(jié)構(gòu)系統(tǒng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)為：鋼結(jié)組織價(jià)=鋼材費(fèi)用（約占40%）+建造安裝費(fèi)用（約占30%）+防火涂料費(fèi)用（約占30%），防火涂料所占總造價(jià)的比重較年夜。若是使用高強(qiáng)度耐火鋼雖價(jià)錢略有上升，但防火涂料價(jià)錢有較年夜幅度下降，可望部門抵消由此帶來的成本上升，而且靠得住度及平安性有了必然的保障。

高強(qiáng)度耐火鋼的應(yīng)用在高層及超高層建筑中，也展示了東南集團(tuán)在采用新材料、新手藝上的重年夜創(chuàng)舉。

四、建造與安裝

(一)統(tǒng)一測量儀器和鋼尺量具

建造一幢超高層年夜樓，涉及到土建、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃幕墻和各類設(shè)備的安裝，使用的測量儀器和使用的鋼尺必需由國家法定的統(tǒng)一計(jì)量部門由統(tǒng)一尺度剖斷。

高層、超高層建筑施工周期較長，尚需按期對(duì)測量儀器和鋼尺量具進(jìn)行按期校驗(yàn)以保證建筑物各項(xiàng)指標(biāo)合適劃定的指標(biāo)。

一般以土建部門的測量儀器和鋼尺量具為準(zhǔn)。

(二)定位軸線、標(biāo)高和地腳螺栓

鋼柱的定位軸線可按照?qǐng)龅氐膶捳?，在建筑物外部或?nèi)部設(shè)置節(jié)制軸線。本工程高度在100m，設(shè)置二個(gè)節(jié)制樁，以供架設(shè)經(jīng)緯儀或激光儀節(jié)制樁的位置，要求以能知足通視、可視為原則。

鋼柱的長度以知足起重量的巨細(xì)和運(yùn)輸?shù)目赡苄裕话銥?～3層為一節(jié)，對(duì)每一節(jié)柱子安裝不得使用下一節(jié)柱子的定位軸線，應(yīng)從地面節(jié)制軸線引到高空，以保證每節(jié)柱子安裝正確無誤，避免發(fā)生累積誤差。

柱腳與鋼筋混凝土基本的毗連，一般采用埋入式剛性柱腳，地腳螺栓是在安裝就位第一節(jié)鋼柱時(shí)，節(jié)制平面尺寸和標(biāo)高的姑且固定法子。

(三)鋼柱的建造與安裝

鋼柱是高層、超高層建筑抉擇層高和建筑總高度的首要豎向構(gòu)件，在加工制造中必需知足現(xiàn)行規(guī)范的驗(yàn)收尺度。

100m高的超高層鋼柱一般分為8～12節(jié)構(gòu)件，鋼柱在翻樣下料建造過程中應(yīng)考慮焊縫的縮短變形和豎向荷載浸染下引起的壓縮變形，所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設(shè)計(jì)長度，即使只有幾毫米也不能忽略不計(jì)。而且上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時(shí)也不許可交流，要求對(duì)每節(jié)鋼柱應(yīng)編號(hào)予以區(qū)別，正確安裝就位。

矩形或方形鋼柱內(nèi)的加勁板的焊接應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范要求采用熔嘴電渣焊，不許可采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。

鋼柱標(biāo)高的節(jié)制一般有二種體例：

1.按相對(duì)標(biāo)高建造安裝。鋼柱的長度誤差不得跨越3mm，不考慮焊縫縮短變形和豎向荷載引起的壓縮變形，建筑物的總高度只要達(dá)到各節(jié)柱子建造許可誤差總和及鋼柱壓縮變形總和就算及格，這種建造安裝一般在12層以下，層高節(jié)制不十分嚴(yán)酷的建筑物。

2.按設(shè)計(jì)標(biāo)高建造安裝。一般在12層以上，精度要求較高的層高，應(yīng)按土建的標(biāo)高安裝第一節(jié)鋼柱底面標(biāo)高，每節(jié)鋼柱的累加尺寸總和應(yīng)合適設(shè)計(jì)要求的總尺寸。每一節(jié)柱子的接頭發(fā)生的縮短變形和豎向荷載浸染下引起的壓縮變形應(yīng)加到每節(jié)鋼柱加工長度中去。

無論采用何種安裝體例，都應(yīng)在翻樣下料建造過程中充實(shí)表達(dá)出來，并應(yīng)合適設(shè)計(jì)要求的總高度。

(四)框架梁的建造與安裝

高層、超高層框架梁一般采用H型鋼，框架梁與鋼柱宜采用剛性毗連，鋼柱為貫通型，在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內(nèi)設(shè)置橫向加勁肋。

框架梁應(yīng)按設(shè)計(jì)編號(hào)正確就位。為保證框架梁與鋼柱毗連處的節(jié)點(diǎn)域有較好的延性以及毗連靠得住性和樓層層高的切確性，在工場制造時(shí)，在框架梁地址位置設(shè)置懸臂梁(短牛腿)，懸臂梁上下翼緣與鋼柱的毗連采用剖口熔透焊縫，腹板采用貼角焊縫。框架梁與鋼柱的懸臂梁（短牛腿）毗連，上下翼緣的毗連采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫，腹板采用高強(qiáng)螺栓毗連。

因?yàn)殇摻罨炷潦┕ぴS可誤差遠(yuǎn)弘遠(yuǎn)于鋼結(jié)構(gòu)的精度要求，當(dāng)框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁毗連時(shí)，腹板的毗連板可開橢圓孔，橢圓孔的長向尺寸不得年夜于2d0（d0為螺栓孔徑），并應(yīng)保證孔邊距的要求。

框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設(shè)計(jì)長度，需考慮焊領(lǐng)受縮變形。焊領(lǐng)受縮變形可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)較再按現(xiàn)實(shí)加工之后校核，確定其翻樣下料的切確長度。

框架梁上下翼緣的毗連可采用高強(qiáng)螺栓毗連或焊接毗連，今朝年夜部門采用帶襯板的全熔透焊接毗連。施工時(shí)先焊下翼緣再焊上翼緣，先一端點(diǎn)焊定位，再焊另一端。

腹板則采用高強(qiáng)度螺栓毗連，要充實(shí)理解設(shè)計(jì)時(shí)采用摩擦型仍是承壓型高強(qiáng)螺栓。采用摩擦型高強(qiáng)螺栓的摩擦系數(shù)應(yīng)選用合理。

采用高強(qiáng)螺栓群毗連時(shí)，孔位的精度十分主要。今朝制孔一般采用模板制孔和多軸數(shù)控鉆孔，前者精度低，后者精度高，應(yīng)優(yōu)先考慮采用后者。當(dāng)采用模板制孔時(shí)，應(yīng)保證模板的精度，以確保高強(qiáng)螺栓的組裝孔和工地安裝孔的精度要求。若是孔位局部誤差，只許可使用鉸刀擴(kuò)孔。嚴(yán)禁使用氣割擴(kuò)孔，若用氣割擴(kuò)孔，則應(yīng)按重年夜質(zhì)量事情措置。

高強(qiáng)螺栓群應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)的目的插入螺栓孔內(nèi)，高強(qiáng)螺栓群的擰緊挨次應(yīng)由中心按幅射標(biāo)的目的逐層向外擴(kuò)展，初擰和終擰都得按預(yù)先設(shè)定的光鮮色彩在螺帽頭上加以暗示。

五、樓蓋的設(shè)計(jì)

高層、超高層建筑的樓板和屋蓋具有很年夜的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側(cè)力構(gòu)件，同時(shí)使鋼柱與各豎向構(gòu)件(剪力墻或筒體)起到變形協(xié)調(diào)浸染。

一般鋼結(jié)構(gòu)建筑物的樓板和屋蓋，都采用軋制的壓型鋼板加現(xiàn)澆鋼筋混凝土(簡稱鋼承混凝土)樓板和屋蓋，厚度一般不小于150mm。今朝在設(shè)計(jì)鋼承混凝土樓板和屋蓋時(shí)沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁配合浸染。主若是對(duì)于板底呈波形的計(jì)較事理不甚體味或認(rèn)為計(jì)較繁瑣，就按平板計(jì)較，這樣既不平安又增添了鋼梁的用鋼量。

若是采用鋼梁與鋼承混凝土樓板配合浸染，簡稱MST組合梁，只要計(jì)較正確，配筋合理，栓釘靠得住，則可以節(jié)約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%擺布，而且不需對(duì)鋼梁進(jìn)行不變驗(yàn)算。

參考文獻(xiàn)：

1.高層平易近用建筑鋼結(jié)構(gòu)手藝規(guī)程（JGJ99-98）

2.鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2001）

3.陳富生、邱國樺、范重，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中國建筑工業(yè)出書社。1．凡進(jìn)入工地人員必須戴安全帽，嚴(yán)禁喝酒上班，或帶其它非工地工作人員進(jìn)入工地。2．使用梯子不能缺擋，不可墊高使用，梯腳要有防滑措施，超過二米以上梯子要有監(jiān)護(hù)人，嚴(yán)禁二人以上同在梯子上作業(yè)，人字梯中間要有繩子扣牢。3.使用移動(dòng)電動(dòng)工具者必須穿絕緣鞋、戴絕緣手套，金屬外殼必須接地保護(hù)或接零保護(hù)。高空作業(yè)時(shí)要扎安全帶、戴安全帽、腳手架外掛安全網(wǎng)封閉施工。4．現(xiàn)場臨時(shí)用電，電箱要保持完好無損，損傷的電氣元器件必須及時(shí)更換。5．照明動(dòng)力要分開，并有二級(jí)保護(hù)，用電設(shè)備一機(jī)一