鋼結(jié)構(gòu)工程新技術(shù)

...wd......wd......wd...一、深化設(shè)計(jì)技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容

深化設(shè)計(jì)是在鋼構(gòu)造工程原設(shè)計(jì)圖的根基上，結(jié)合工程情況、鋼構(gòu)造加工、運(yùn)輸及安裝等施工工藝和其他專業(yè)的配合要求進(jìn)展的二次設(shè)計(jì)。其主要技術(shù)內(nèi)容有：使用詳圖軟件建設(shè)構(gòu)造空間實(shí)體模型或使用計(jì)算機(jī)放樣制圖，提供制造加工和安裝的施工用詳圖、構(gòu)件清單及設(shè)計(jì)說明。

施工詳圖的內(nèi)容有：①構(gòu)件平、立面布置圖，其中包括各構(gòu)件安裝位置和方向、定位軸線和標(biāo)高、構(gòu)件連接形式、構(gòu)件分段位置、構(gòu)件安裝單元的劃分等；②準(zhǔn)確的連接節(jié)點(diǎn)尺寸，加勁肋、橫隔板、綴板和填板的布置和構(gòu)造、構(gòu)件組件尺寸、零件下料尺寸、裝配間隙及成品總長(zhǎng)度；③焊接連接的焊縫種類、坡口形式、焊縫質(zhì)量等級(jí)；④螺栓連接的螺孔直徑、數(shù)量、排列形式，螺栓的等級(jí)、長(zhǎng)度、初擰終擰參數(shù)；⑤人孔、手孔、混凝土澆筑孔、吊耳、臨時(shí)固定件的設(shè)計(jì)和布置；⑥鋼材外表預(yù)處理等級(jí)、防腐涂料種類和品牌、涂裝厚度和遍數(shù)、涂裝部位等；⑦銷軸、鉚釘?shù)闹睆郊庸らL(zhǎng)度及精度，數(shù)量級(jí)安裝定位等。

構(gòu)件清單的主要內(nèi)容有：構(gòu)件編號(hào)、構(gòu)件數(shù)量、單件重量及總重量、材料材質(zhì)等。構(gòu)件清單尚應(yīng)包括螺栓、支座、減震器等所有成品配件。

設(shè)計(jì)說明的主要內(nèi)容有：原設(shè)計(jì)的相關(guān)要求、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量檢查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)深化設(shè)計(jì)圖的使用提供指導(dǎo)意見。

深化設(shè)計(jì)貫穿于設(shè)計(jì)和施工的全過程，除提供加工詳圖外，還配合制定合理的施工方案、臨時(shí)施工支撐設(shè)計(jì)、施工安全性分析、構(gòu)造變形分析與控制、構(gòu)造安裝仿真等工作。該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高設(shè)計(jì)和施工速度、提高施工質(zhì)量、降低工程成本、保證施工安全有積極意義。2.技術(shù)指標(biāo)

通過深化設(shè)計(jì)滿足鋼構(gòu)造加工制作和安裝的設(shè)計(jì)深度需求。使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，推動(dòng)鋼構(gòu)造工程的模數(shù)化、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算機(jī)自動(dòng)校核、自動(dòng)糾錯(cuò)、自動(dòng)出圖、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，提高鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)的水平和效率。深化設(shè)計(jì)應(yīng)符合原設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)意圖和國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程，并經(jīng)原施工圖設(shè)計(jì)人審核確認(rèn)。3.適用范圍

適用于各類建筑鋼構(gòu)造工程，特別適用于大型工程及復(fù)雜構(gòu)造工程。4.已應(yīng)用的典型工程

該技術(shù)在鋼構(gòu)造工程中已得到普遍應(yīng)用，對(duì)比典型的工程，如：國家體育場(chǎng)、國家體育館、首都國際機(jī)場(chǎng)T3航站樓、深圳市民中心等。二、厚鋼板焊接技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容在高層建筑、大跨度工業(yè)廠房、大型公共建筑、塔桅構(gòu)造等鋼構(gòu)造工程中，應(yīng)用厚鋼板焊接技術(shù)的主要內(nèi)容有：①厚鋼板抗層狀撕裂Z向性能級(jí)別鋼材的選用；②焊縫接頭形式的合理設(shè)計(jì)；③低氫型焊接材料的選用；④焊接工藝的制定及評(píng)定，包括焊接參數(shù)、工藝、預(yù)熱溫度、后熱措施或保溫時(shí)間；⑤分層分道焊接順序；⑥消除焊接應(yīng)力措施；⑦缺陷返修預(yù)案；⑧焊接收縮變形的預(yù)控與糾正措施。2.技術(shù)指標(biāo)焊后做焊縫的超聲波探傷，焊縫質(zhì)量到達(dá)國家驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn)，并擴(kuò)大焊縫周圍母材的檢測(cè)，不允許母材出現(xiàn)裂紋、層狀撕裂、淬硬等現(xiàn)象。板厚大于或等于40mm，且承受沿板厚方向拉力作用的焊接時(shí)，應(yīng)有Z向性能保證，可根據(jù)《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定選取Z向性能等級(jí)。3.適用范圍適用于高層建筑鋼構(gòu)造、大跨度工業(yè)廠房、大型公共建筑、塔桅構(gòu)造等工程厚度40mm以上的鋼板焊接。4.已應(yīng)用的典型工程近年來，厚鋼板尤其是Q390、Q420、Q460高強(qiáng)厚鋼板的應(yīng)用已越來越普遍，對(duì)比典型的工程，如：國家體育場(chǎng)首次應(yīng)用了國產(chǎn)100/110mm厚Q460E-35高強(qiáng)厚鋼板、國家游泳中心應(yīng)用了國產(chǎn)Q420鋼厚板、新保利大廈應(yīng)用了進(jìn)口Q420鋼厚板等。三、大型鋼構(gòu)造滑移安裝施工技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容大跨度空間構(gòu)造與大型鋼構(gòu)件在施工安裝時(shí)，為加快施工進(jìn)度、減少胎架用量、節(jié)約大型設(shè)備、提高焊接安裝質(zhì)量，可采用滑移施工技術(shù)。滑移技術(shù)是在建筑物的一側(cè)搭設(shè)一條施工平臺(tái)，在建筑物二邊或跨中鋪設(shè)滑道，所有構(gòu)件都在施工平臺(tái)上組裝，分條組裝后用牽引設(shè)備向前牽引滑移(可用分條滑移或整體累積滑移)。構(gòu)造整體安裝完畢并滑移到位后，撤除滑道實(shí)現(xiàn)就位。滑移可分為構(gòu)造直接滑移、構(gòu)造和胎架一起滑移、胎架滑移等多種方式。牽引系統(tǒng)由卷揚(yáng)機(jī)牽引、液壓千斤頂牽引與頂進(jìn)系統(tǒng)等。2.技術(shù)指標(biāo)構(gòu)造滑移設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)滑移工況進(jìn)展受力性能驗(yàn)算，保證構(gòu)造的桿件內(nèi)力與變形符合標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求?；茽恳σ_計(jì)算，當(dāng)鋼與鋼面滑動(dòng)磨擦?xí)r，磨擦系數(shù)取0.12～0.15；當(dāng)滾動(dòng)磨擦?xí)r，滾動(dòng)軸處磨擦系數(shù)取0.1；當(dāng)不銹鋼與四氟聚乙烯板之間的滑靴摩擦?xí)r，磨擦系數(shù)取0.08。滑移時(shí)要確保同步，位移不同步應(yīng)小于50mm，同時(shí)應(yīng)滿足構(gòu)造安全的要求。3.適用范圍適用于大跨度網(wǎng)架構(gòu)造、平面立體桁架(包括曲面桁架)及平面形式為矩形的鋼構(gòu)造屋蓋的安裝施工、特殊地理位置的鋼構(gòu)造橋梁。特別是由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，吊車無法直接安裝的構(gòu)造。4.已應(yīng)用的典型工程國家體育館，奧林匹克五棵松籃球館、重慶江北機(jī)場(chǎng)、鄭州會(huì)展中心、廈門太古二、三期飛機(jī)維修庫等。四、鋼構(gòu)造與大型設(shè)備計(jì)算機(jī)控制整體頂升與提升安裝施工技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容計(jì)算機(jī)控制整體頂升與提升技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的鋼構(gòu)造與大型設(shè)備安裝技術(shù)，它集機(jī)械、液壓、計(jì)算機(jī)控制、傳感器監(jiān)測(cè)等技術(shù)于一體，解決了傳統(tǒng)吊裝工藝和大型起重機(jī)械在起重高度、起重重量、構(gòu)造面接、作業(yè)場(chǎng)地等方面無法抑制的難題。采用該技術(shù)施工安全可靠、工藝成熟、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。該技術(shù)采用“柔性鋼絞線承重、液壓油缸集群、計(jì)算機(jī)控制同步提升〞的原理。提升或頂升施工時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確控制各點(diǎn)的同步性。2.技術(shù)指標(biāo)提升或頂升方案確實(shí)定，必須同時(shí)考慮承載構(gòu)造〔永久的或臨時(shí)的〕和被提升鋼構(gòu)造或設(shè)備本身的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。要作施工狀態(tài)下構(gòu)造整體受力性能驗(yàn)算，并計(jì)算各項(xiàng)、提點(diǎn)的作用力，配備千斤頂。對(duì)于施工支架或下部構(gòu)造及地基根基應(yīng)驗(yàn)算承載能力與整體穩(wěn)定性，保證在最不利情況下足夠的安全性。施工時(shí)各作用點(diǎn)的不同步值應(yīng)通過計(jì)算合理選取。提升方式選擇的原則，一是力求降低承載構(gòu)造的高度，保證其穩(wěn)定性，二是確保被提升鋼構(gòu)造或設(shè)備在提升中的穩(wěn)定性和就位安全性。確定提升點(diǎn)的數(shù)量與位置的基本原則是：首先保證被提升鋼構(gòu)造或設(shè)備在提升過程中的穩(wěn)定性；在確保安全和質(zhì)量的前提下，盡量減少提升點(diǎn)數(shù)；提升設(shè)備本身承載能力符合設(shè)計(jì)要求。提升設(shè)備選擇的原則是：能滿足提升中的受力要求，構(gòu)造緊湊、穩(wěn)固耐用、維修方便、滿足工程需要〔如行程、提升速度、安全保護(hù)等〕。3.適用范圍〔1〕體育場(chǎng)館、劇院、飛機(jī)庫、鋼天橋〔廊〕等大跨度屋蓋與鋼構(gòu)造，具有地面拼裝條件，又有較好的周邊支承條件時(shí)，可采用整體頂升與提升技術(shù)?！?〕電視塔鋼桅天線、電站鍋爐等超高構(gòu)件的整體提升?！?〕大型龍門起重機(jī)主梁、鍋爐等大型設(shè)備的整體提升。4.已應(yīng)用的典型工程國家圖書館主體鋼構(gòu)造〔10800t〕整體提升、首都國際機(jī)場(chǎng)A380飛機(jī)維修庫屋蓋鋼構(gòu)造〔10500t〕整體提升，深圳市民中心大屋蓋、廣州新電視塔、東方鍋爐廠130mm×4200mm數(shù)控液壓卷板機(jī)安裝、海洋石油工程〔青島〕800t×185m龍門起重機(jī)〔4750t〕整體提升等。五、鋼與混凝土組合構(gòu)造技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容

型鋼與混凝土組合構(gòu)造主要包括鋼管混凝土柱，十字、H型、箱型、組合型鋼骨混凝土柱，箱型、H型鋼骨梁、型鋼組合粱等。鋼管混凝土可顯著減小柱的截面尺寸，提高承載力；鋼骨混凝土承載能力高，剛度大且抗震性能好；組合梁承載能力高且高跨比小。

鋼管混凝土施工簡(jiǎn)便，梁柱節(jié)點(diǎn)采用內(nèi)環(huán)板或外環(huán)板式，施工與普通鋼構(gòu)造一致，鋼管內(nèi)的混凝土可采用高拋免振搗混凝土，或頂升法施工鋼管混凝土。關(guān)鍵技術(shù)是設(shè)計(jì)合理的梁柱節(jié)點(diǎn)與確保鋼管內(nèi)澆搗混凝土的密實(shí)性。

鋼骨混凝土除了鋼構(gòu)造優(yōu)點(diǎn)外還具備混凝土構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)構(gòu)造具有良好的防火性能。其關(guān)鍵技術(shù)是若何合理解決梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋的穿筋問題，以確保節(jié)點(diǎn)良好的受力性能與加快施工速度。

組合梁是在鋼梁上部澆筑混凝土，形成混凝土受壓、鋼構(gòu)造受拉的截面合理受力形式，充分發(fā)揮鋼與混凝土各自的受力性能。組合梁施工時(shí)，鋼梁可作為模板的支撐。組合梁設(shè)計(jì)時(shí)要確保鋼梁與混凝土結(jié)合面的抗剪性能，又要充分考慮鋼梁各工況下從施工到正常使用各階段的受力性能。2.技術(shù)指標(biāo)

鋼管混凝土設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循《鋼管混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》CECS28的要求。型鋼混凝土設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循《型鋼混凝土組合構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》JGJ138的要求。3.適用范圍

鋼管混凝土特別適合應(yīng)用于高層、超高層建筑的柱及其他有重載承載力設(shè)計(jì)要求的柱；鋼骨混凝土適合于高層建筑外框柱及公共建筑的大柱網(wǎng)框架與大跨度梁設(shè)計(jì)；組合梁適用于構(gòu)造跨度較大而高跨比又有較高要求的樓蓋構(gòu)造。4.已應(yīng)用的典型工程

深圳地王大廈、深圳世貿(mào)中心大廈〔招商大廈〕、國家體育館、上海世貿(mào)中心大樓、法門寺合十舍利塔等。七、住宅鋼構(gòu)造技術(shù)

1.主要技術(shù)內(nèi)容采用鋼構(gòu)造作為住宅的主要承重構(gòu)造體系，對(duì)于低密度住宅以采用冷彎薄壁型鋼構(gòu)造體系為主，墻體為墻柱加石膏板，樓蓋為C型格柵加輕板；對(duì)于多層住宅以鋼框架構(gòu)造體系，樓板宜采用混凝土樓板，墻體為預(yù)制輕質(zhì)板或輕質(zhì)砌塊。多層鋼構(gòu)造住宅的另一個(gè)方向是采用帶鋼板剪力墻或與普鋼混合的輕鋼構(gòu)造；對(duì)于高層住宅，則以鋼框架與混凝土筒體組合構(gòu)成的混合構(gòu)造或以帶鋼支撐的框架構(gòu)造。2.技術(shù)指標(biāo)對(duì)于低層冷彎薄壁型鋼住宅體系，其總構(gòu)造用鋼量為22～25kg/m2，開間尺寸為3.3～4.8m；多層鋼框架住宅體系，其鋼構(gòu)造用鋼量為35～40kg/m2，開間尺寸以3.3～4.5m為宜；高層鋼框架混合構(gòu)造或帶鋼支撐鋼框架體系，其鋼構(gòu)造用鋼量為5Okg/m2左右，開問尺寸為3.3～7.2m為宜。3.適用范圍冷彎薄壁型鋼可廣泛應(yīng)用于低層住宅(1～3層)的建設(shè)；鋼框架構(gòu)造可廣泛應(yīng)用于多層住宅(4～7層)的建設(shè)；鋼與混凝土混合構(gòu)造或帶鋼支撐框架構(gòu)造可應(yīng)用于高層住宅(9～24層)的建設(shè)。鋼構(gòu)造住宅建設(shè)要以產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)做好墻板的配套工作，以試點(diǎn)工程為根基做好鋼構(gòu)造住宅的推廣工作。4.已應(yīng)用的典型工程武漢世紀(jì)家園高層住宅工程，都江堰幸福家園逸苑鋼構(gòu)造住宅小區(qū)，北京金宸公寓等。六、高強(qiáng)度鋼材應(yīng)用技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容

對(duì)承受較大荷載的鋼構(gòu)造工程,選用更高強(qiáng)度級(jí)別的鋼材，可減少鋼材用量及加工量，節(jié)約資源，降低成本。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)牌號(hào)，橋梁用構(gòu)造鋼有Q235q、Q345q、Q370q、Q420q四個(gè)牌號(hào)，高層建筑構(gòu)造用鋼有Q235GJ、Q345GJ、Q235GJZ、Q345GJZ四個(gè)牌號(hào)。而目前鋼廠供貨及工程設(shè)計(jì)使用較多的是Q345強(qiáng)度等級(jí)鋼材，很少使用Q390及以上更高強(qiáng)度等級(jí)鋼材，還大有提高使用高強(qiáng)度級(jí)別鋼材的空間。2.技術(shù)指標(biāo)

鋼廠供貨品種及規(guī)格：軋制鋼板的厚度為6～120㎜，寬度為1500～3600㎜，長(zhǎng)度為6000～18000㎜；低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼的機(jī)械性能和化學(xué)成分，詳見《碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》GB/3274；高層建筑構(gòu)造用鋼的機(jī)械性能和化學(xué)成分，詳見《高層建筑構(gòu)造用鋼板》YB4104；橋梁構(gòu)造鋼的機(jī)械性能和化學(xué)成分，詳見《橋梁用構(gòu)造鋼》GB/T714。使用高強(qiáng)度鋼材時(shí)注意選用匹配的焊接材料和焊接工藝，并經(jīng)過工藝評(píng)定檢驗(yàn)。3.適用范圍

適用于高層建筑、大型公共建筑、大型橋梁等構(gòu)造用鋼、摩擦型鋼樁、其它承受較大荷載的鋼構(gòu)造。4.已應(yīng)用的典型工程

國家體育場(chǎng)、國家游泳中心、中央電視臺(tái)新址、新保利大廈、廣州新電視塔、法門寺合十舍利塔等。八、大型復(fù)雜膜構(gòu)造施工技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容

膜構(gòu)造工程屬較新的構(gòu)造體系，按受力體系可分為整體張拉式膜構(gòu)造、骨架式膜構(gòu)造、骨架支承張拉式膜構(gòu)造、索系支承式膜構(gòu)造和空氣支承膜構(gòu)造五種基本類型。按照膜材性質(zhì)劃分為織物類和薄膜類膜構(gòu)造兩類膜構(gòu)造。該技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：膜構(gòu)造優(yōu)化及深化設(shè)計(jì)技術(shù)；膜構(gòu)造加工制作技術(shù)；膜構(gòu)造安裝技術(shù)；膜材及膜構(gòu)造質(zhì)量檢查技術(shù)。2.技術(shù)指標(biāo)

通過找形分析、裁剪設(shè)計(jì)等深化設(shè)計(jì)過程將膜構(gòu)造優(yōu)化為受力最優(yōu)狀態(tài)的空間曲面，符合設(shè)計(jì)要求；采取合理的施工技術(shù)進(jìn)展膜構(gòu)造安裝，保證施工質(zhì)量滿足《膜構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》CECS158及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.適用范圍

適用于各類膜構(gòu)造施工。4.已應(yīng)用的典型工程

國家體育場(chǎng)采用了45000m2ETFE單層張拉膜屋面和55000m2PTFE膜聲學(xué)吊頂，國家游泳中心采用了10萬m2ETFE膜氣枕用于屋面和維護(hù)構(gòu)造。上海體育場(chǎng)、上海世博軸、上海F1國際賽車場(chǎng)、青島頤中體育場(chǎng)、長(zhǎng)沙世界之窗劇場(chǎng)、深圳歡樂谷中心、廣州海洋世界海豚館等。九、模塊式鋼構(gòu)造框架組裝、吊裝技術(shù)1.主要技術(shù)內(nèi)容

模塊式鋼構(gòu)造組裝、吊裝技術(shù)是指：將大型超高鋼構(gòu)造框架分割成假設(shè)干個(gè)框架單元〔模塊〕分別在地面進(jìn)展各個(gè)框架單元〔模塊〕的組裝，在符合吊裝能力的前提下，將框架內(nèi)的設(shè)備和局部管道預(yù)先安裝到位，減少了高空施工作業(yè)，然后選用符合工況條件的大型起重機(jī)分別進(jìn)展各個(gè)框架單元〔模塊〕的吊裝就位。其技術(shù)特點(diǎn)是：〔1〕用分段立體式地面低空組裝，減少了散裝大型鋼構(gòu)造高空組裝測(cè)量時(shí)受風(fēng)載荷和溫度而引起的測(cè)量誤差?！?〕采用分段立體式模塊以框架單元地面組裝減少了大量的高空作業(yè)量和組裝吊裝的難度?！?〕模塊框