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鋼骨柱|型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)安裝施工
隨著城市建筑的不斷發(fā)展,大空間、大跨度建筑越來越多,建筑功能越來越完善,因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜。因此,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)就應(yīng)運(yùn)而生。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)又稱勁性混凝土結(jié)構(gòu)或包鋼混凝土結(jié)構(gòu),是在型鋼結(jié)構(gòu)外面包裹一層鋼筋混凝土外殼形成的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。哈爾濱市哈西客運(yùn)綜合交通樞紐工程?hào)|廣場工程C區(qū)地下結(jié)構(gòu)與地鐵交叉施工區(qū)域換乘大廳,哈爾濱市哈西客運(yùn)綜合交通樞紐工程公路客運(yùn)站中庭售票大廳及哈爾濱嘉茂商業(yè)廣場工程一層至二層采光穹頂均等高跨結(jié)構(gòu)均為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu),構(gòu)件由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成。更好地解決換乘大廳、售票大廳及商場等大空間、大跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力問題,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的延展性高,在結(jié)構(gòu)承載力允許的條件下可以增加使用面積和層高,增加建筑空間。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)安裝施工工法從安裝鋼柱柱腳埋件開始,到鋼骨柱以及鋼骨梁的安裝,妥善解決了型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工過程中,鋼骨的定位、安裝,型鋼、鋼筋以及混凝土的穿插施工,通過各過程中的節(jié)點(diǎn)詳圖,直觀的表述了鋼筋與鋼骨的位置關(guān)系和連接形式,解決了不同梁柱節(jié)點(diǎn)的施工方法。
型鋼混凝土可以做成多種構(gòu)件更能組成多種結(jié)構(gòu),它可代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于各類建筑和橋梁結(jié)構(gòu)中。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的外包混凝土可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲并能提高鋼構(gòu)件的整體剛度,顯著改善鋼構(gòu)件的平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能,使鋼材的輕度得到充分的發(fā)揮,此外混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。在哈爾濱市哈西客運(yùn)綜合交通樞紐工程(東廣場工程)、客運(yùn)站工程及哈爾濱嘉茂尚都商業(yè)廣場工程中應(yīng)用獲得成功,在此基礎(chǔ)上總結(jié)形成工法,該技術(shù)達(dá)到省內(nèi)領(lǐng)先水平。
2.工法特點(diǎn)
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是指在混凝土內(nèi)配置了型鋼和普通鋼筋的結(jié)構(gòu),本工程鋼骨柱采用了十字鋼骨,在表面布滿90mm長剪力釘?shù)男弯摻Y(jié)構(gòu)的外面包裹一層鋼筋混凝土外殼。這種結(jié)構(gòu)具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點(diǎn):
2.0.1型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性和耐火性。型鋼外包裹的混凝土具有抵抗有害介質(zhì)侵蝕,防止鋼材銹蝕等作用,同時(shí)型鋼外混凝土的保護(hù)層厚度也決定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐火性能。
2.0.2型鋼不受含鋼率限制,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材,由于以混凝土和型鋼共同承擔(dān)荷載,剛度大,承載能力高,使型鋼混凝土成為節(jié)約鋼材的一個(gè)重要手段。
2.0.3型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)受力性能好,普通的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常具有受壓失穩(wěn)的弱點(diǎn),而型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)的型鋼因周圍混凝土的約束,型鋼受壓失穩(wěn)的弱點(diǎn)得到了克服。
2.0.4型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)抗震性能好,由于型鋼的設(shè)置其延性比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有明顯提高,因此在大震中此種結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出較好的抗震性能。
2.0.5型鋼構(gòu)件截面積小,在結(jié)構(gòu)承載力允許的條件下可以增加使用面積和層高,其經(jīng)濟(jì)效益可觀。
2.0.6鋼筋安裝工程在鋼構(gòu)件施工完畢后進(jìn)行,鋼筋密集、鋼構(gòu)件表面布滿剪力釘,鋼筋安裝非常困難。豎向結(jié)構(gòu)模板安裝要避免碰撞已經(jīng)施工完畢的密集的型鋼梁,鋼柱部位無法設(shè)置對(duì)拉螺栓,模板設(shè)計(jì)要全面考慮。豎向結(jié)構(gòu)模板與型鋼柱間僅有150mm空隙,且鋼筋和栓釘非常密集,模板上口分布有型鋼梁,對(duì)混凝土的施工提出更高的要求。
3.適用范圍
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)體系。適用于框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系,可以應(yīng)用于全部構(gòu)件,也可以于部分構(gòu)件。
4.工藝原理
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由型鋼、主筋、箍筋及混凝土結(jié)構(gòu)組合而成。即核心部分有型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其外部則為以箍筋約束并配置適當(dāng)縱向受力主筋的混凝土結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是在型鋼混凝土內(nèi)配置型鋼提高結(jié)構(gòu)的抗剪能力,從而減小梁柱截面尺寸,增加建筑空間。
5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)
5.1 工藝流程(見圖5.1)
施工技術(shù)交底→綁扎承臺(tái)及筏板鋼筋→預(yù)埋地腳埋件→澆筑底板、承臺(tái)柱混凝土→安裝第一節(jié)型鋼柱→柱腳灌漿→安裝型鋼梁→綁扎柱子鋼筋→安裝柱模板→澆筑柱子混凝土至梁底→拆除柱模→安裝水平結(jié)構(gòu)模板→綁扎梁、板鋼筋→澆筑梁、板混凝土→安裝第二節(jié)型鋼柱
圖5.1 施工工藝流程圖
5.2.1預(yù)埋地腳螺栓
型鋼結(jié)構(gòu)地腳螺栓的預(yù)埋工作非常關(guān)鍵,它直接影響第一節(jié)型鋼柱的安裝精度乃至關(guān)系到整個(gè)工程鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量。型鋼柱從人工挖孔樁承臺(tái)柱-8.45m開始或基礎(chǔ)承臺(tái)頂面開始,需要從基礎(chǔ)承臺(tái)柱或承臺(tái)頂面內(nèi)生根。為保證第一節(jié)型鋼柱的安裝精度,方便地腳螺栓的預(yù)埋工作,在預(yù)埋時(shí)增加一塊輔助鋼墊板,該鋼墊板的截面尺寸及螺栓孔位與第一節(jié)柱的柱腳完全相同。因此只需保證鋼墊板的安裝精度即可。
安裝地腳螺栓需專人在縱橫兩個(gè)方向用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀控制預(yù)埋件軸線及標(biāo)高。并在四個(gè)方向加固,安放調(diào)節(jié)螺母利用水準(zhǔn)儀調(diào)節(jié)螺桿的高度,保證埋件標(biāo)高。校正并加固牢固,檢查合格后,請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。預(yù)埋驗(yàn)收合格后,在螺栓絲頭部位上涂黃油并包上油紙保護(hù)。在澆筑混凝土前再次復(fù)核,確認(rèn)其位置及標(biāo)高準(zhǔn)確、固定牢固后方可進(jìn)行澆灌工序。澆筑混凝土?xí)r,拉通線控制以避免預(yù)埋件發(fā)生位移。
圖1 梁柱節(jié)點(diǎn)
5.2.2澆筑承臺(tái)基礎(chǔ)柱混凝土
按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求澆筑承臺(tái)基礎(chǔ)柱混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高,澆筑承臺(tái)基礎(chǔ)柱混凝土?xí)r注意留出后澆的(用于填充型鋼柱底板和基礎(chǔ)頂面空隙)微膨脹無收縮細(xì)石混凝土的高度。澆筑完成后重新復(fù)核預(yù)埋件的標(biāo)高及軸線位置,確?;炷翝仓^程中埋件無位移。
5.2.3型鋼柱的吊裝
1.型鋼柱多采用十字型,為充分利用塔吊及起重機(jī)的能力和減少連接,結(jié)合工程(層高4.800m或4.500m)特點(diǎn),一般制成一層一節(jié)、節(jié)與節(jié)之間采用坡口焊接。
2.型鋼柱就位后立即對(duì)垂直度、軸線、牛腿標(biāo)高進(jìn)行初校, 安設(shè)臨時(shí)螺栓固定,采用倒連與鋼絲繩或纜風(fēng)繩配合經(jīng)緯儀校正檢查柱子的垂直度。
3.型鋼柱的焊接
圖2型鋼梁連接
1)若安裝第一節(jié)型鋼柱,在鋼柱安裝前取掉輔助用的鋼墊板將地腳羅栓螺紋清理干凈,對(duì)已損傷的螺牙要進(jìn)行修復(fù),然后吊裝。若型鋼柱的軸線、標(biāo)高、垂直度有偏差立即采用液壓千斤頂頂起調(diào)節(jié)柱腳的上下螺母配合經(jīng)緯儀或吊線進(jìn)行檢查校正,柱腳校正后立即緊固地腳螺栓,并將承重鋼墊板上下點(diǎn)焊固定防止走動(dòng)。
2)型鋼柱節(jié)點(diǎn)焊接部位,若上、下接觸面的間歇一般不大于1.5mm,若上、下接觸面間隙在1.6~6.0mm之間,可采用低碳鋼的墊板墊實(shí)間隙后,再進(jìn)行焊接,坡口焊接應(yīng)先做好準(zhǔn)備焊接口的預(yù)熱。柱與柱的對(duì)接焊接一般采用二人同時(shí)對(duì)稱焊接,以減少焊接變形和殘余應(yīng)力。對(duì)于厚板的坡口焊多采用φ5mm焊條,底層多采用φ4mm焊條焊接,中間層可采用φ5mm或φ6mm焊條,蓋面層多用φ5mm的焊條 ,三層應(yīng)連續(xù)施焊,每層焊接完成后及時(shí)清理。蓋面層焊縫搭坡口兩邊各2mm,焊后如溫度低于0℃以下,要用石棉布保溫,使焊縫緩慢冷卻。焊縫質(zhì)量檢查采用二級(jí)檢查。
5.2.4柱腳灌漿料的施工
型鋼柱安裝校正、定位并形成空間剛度單元后及時(shí)對(duì)型鋼柱底板和承臺(tái)基礎(chǔ)柱頂面的50mm空隙采用無收縮C35細(xì)石混凝土進(jìn)行二次澆灌。澆灌前先在柱腳四周立模板,將基礎(chǔ)柱混凝土表面清洗干凈,清除積水,然后澆筑混凝土,澆筑無收縮細(xì)石混凝土?xí)r,從一側(cè)澆灌并振搗,至另一側(cè)溢出并明顯高于錨板下表面為止,嚴(yán)禁從兩個(gè)以上方向輪流澆筑。開始澆筑后必須連續(xù)進(jìn)行,不能間斷并盡可能的縮短澆灌時(shí)間。
5.2.5型鋼梁的吊裝
1.型鋼梁的吊裝前的準(zhǔn)備
1)型鋼梁吊裝前在型鋼梁翼緣處適當(dāng)位置焊接耳板作為吊點(diǎn)。
2)對(duì)型鋼梁的規(guī)格型號(hào)、長度、截面尺寸和牛腿的位置標(biāo)高進(jìn)行檢查。
3)對(duì)采用高強(qiáng)螺栓聯(lián)接的構(gòu)件,要對(duì)構(gòu)件的摩擦面進(jìn)行抗滑移的加工處理,一般采用噴砂或砂輪打磨處理,經(jīng)過處理的構(gòu)件連接件摩擦面應(yīng)進(jìn)行摩擦系數(shù)的測定,其數(shù)值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,安裝前應(yīng)逐組復(fù)驗(yàn)?zāi)Σ料禂?shù),合格后方可安裝。處理后的摩擦面應(yīng)在生銹前進(jìn)行安裝,亦可在生銹后安裝,安裝時(shí)應(yīng)先用鋼絲刷清除表面的氧化鐵皮、泥土、毛刺等略呈赤銹即可。
2.型鋼梁的施工
型鋼梁與型鋼柱的連接、次梁與主梁、主梁與主梁一般上、下翼緣采用坡口焊接,而腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。
1)當(dāng)一節(jié)型鋼梁吊裝完畢后,即需要對(duì)已吊裝的柱、梁進(jìn)行誤差檢查和校正。
校正內(nèi)容包括標(biāo)高、垂直度、軸線及凈跨。型鋼梁校正完畢后,采用高強(qiáng)螺栓連接再進(jìn)行柱子校正。
2)安裝高強(qiáng)螺栓,應(yīng)用尖頭撬棒及沖釘對(duì)正上下或前后連接板的螺孔,將螺栓自由插入。對(duì)于連接構(gòu)件不重合的孔,應(yīng)用鉆頭或絞刀擴(kuò)孔或修孔,使其符合要求時(shí)方可安裝。
高強(qiáng)螺栓的緊固應(yīng)分兩次寧緊(初擰和終擰),每組擰緊順序應(yīng)從節(jié)點(diǎn)中心開始逐步向邊緣施擰。整體結(jié)構(gòu)的不同連接位置或同一節(jié)點(diǎn)的不同連接位置有兩個(gè)連接構(gòu)件時(shí)應(yīng)先緊主要構(gòu)件再緊次要構(gòu)件。當(dāng)日安裝的螺栓應(yīng)在當(dāng)日終擰完畢,以防止構(gòu)件摩擦面、螺紋沾污、生銹和螺栓漏擰。螺栓初擰、終擰后要做不同的標(biāo)記,以便識(shí)別,避免重?cái)Q或漏擰并在48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行終擰扭矩檢查。高強(qiáng)螺栓緊固后應(yīng)按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接工程質(zhì)量和檢查方法進(jìn)行檢查和測定,若發(fā)現(xiàn)欠擰、漏擰應(yīng)補(bǔ)擰;超擰時(shí)要更換。處理后的扭矩值要符合設(shè)計(jì)要求。緊固連接高強(qiáng)螺栓,高強(qiáng)螺栓要經(jīng)過(當(dāng)天初擰的螺栓當(dāng)天終擰)終擰并用扭矩扳手驗(yàn)收合格。
3)柱與梁焊接、梁與梁的對(duì)接一般在柱子的兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)焊接以減少焊接變形和殘余應(yīng)力,然后進(jìn)行超聲波探傷試驗(yàn)。
5.2.6安裝柱子鋼筋
1.柱主筋的施工
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)鋼筋的施工。柱主筋φ25的鋼筋,采用直螺紋連接。水平方向設(shè)有多肢箍筋組成的箍筋組及拉鉤。主筋的安裝與普通鋼筋工程基本相同。
2.柱箍筋的施工
箍筋是型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中對(duì)混凝土起約束作用的重要鋼筋構(gòu)件,必須保證其完全閉合,并與主筋牢固連接。柱箍筋由矩形箍筋、八邊形箍筋和拉筋組成,大部分箍筋均設(shè)計(jì)為φ12的鋼筋,硬度大,可調(diào)性差。鋼筋加工時(shí)嚴(yán)格控制下料長度和彎折角度,保證成品箍筋安裝順利。為加快工程進(jìn)度方便施工,我們常用U型或L型開口箍筋,然后現(xiàn)場焊接成封閉箍筋的辦法來解決。焊接位置宜避開主筋,以免傷及主筋。箍筋安裝過程中要注意保護(hù)主筋連接絲頭,一旦破壞將無法修復(fù)。
梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)范圍內(nèi)箍筋對(duì)提高型鋼混凝土框架的延性和節(jié)點(diǎn)的抗震能力起著非常重要的作用,因此箍筋的構(gòu)造要求非常重要,由于核心區(qū)內(nèi)型鋼梁柱的存在,其封閉箍筋穿過型鋼則十分困難。因此,我們常采用將柱箍筋加工成90°開口箍,然后焊接在型鋼梁的腹板上。
5.2.7安裝梁鋼筋
1.梁主筋的施工
梁鋼筋在上部或下部遇有型鋼梁時(shí),需要提前進(jìn)行深化設(shè)計(jì), 若梁的主筋能穿過型鋼柱的腹板則可在型鋼柱腹板上,主筋標(biāo)高處打眼,若主筋無法穿過腹板則可根據(jù)普通鋼筋混凝土的規(guī)范要求核實(shí)柱邊到腹板的長度能否滿足錨固長度,若滿足要求則按普通鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)圖籍≧0.4laE的錨固要求施工,若主筋即不能穿過,柱邊到腹板的長度亦無法滿足錨固要求則可采用單面搭接焊,將梁的主筋焊接在型鋼牛腿上,焊縫長度必須滿足規(guī)范要求
型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處,當(dāng)鋼筋必須穿過型鋼時(shí),穿孔位置及穿孔直徑必須符合要求:穿孔位置應(yīng)盡量避開在型鋼的翼緣上。在柱內(nèi)型鋼腹板上預(yù)留孔時(shí),型鋼腹板截面損失率不打于腹板面積的25%;穿孔的直徑宜按所穿過鋼筋公稱直徑加4~6mm確定。需要時(shí)穿孔的孔徑可放寬為所穿過鋼筋公稱直徑加8mm。當(dāng)鋼筋穿孔造成型鋼截面損失而不能滿足承載能力要求時(shí),應(yīng)對(duì)型鋼采取加固補(bǔ)強(qiáng)措施,最簡單的補(bǔ)強(qiáng)措施是采取型鋼截面局部加厚的方法,但是要注意兩個(gè)問題,一是型鋼梁柱剛度不宜突變過大,二是確保不影響混凝土的澆筑質(zhì)量。
圖3型鋼抗剪栓釘
2.梁箍筋的施工
由于梁底模已經(jīng)安裝完成,必須先將梁筋連接好后方可施工,且箍筋必須做開口箍,梁的主筋套好后將箍筋焊接封閉并綁扎牢固。
5.2.8柱模板施工
本工程方柱全部配制木模板,方柱采用定型木模。在鋼筋安裝完畢,安裝專業(yè)預(yù)留預(yù)埋完成,并經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格同意隱蔽后安裝豎向結(jié)構(gòu)模板,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)模板施工與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模板施工基本相同,但要注意以下幾點(diǎn):
1.配板尺寸:豎向結(jié)構(gòu)模板安裝前,上部的型鋼梁已經(jīng)安裝完畢。本工程方柱采用四片木模板組拼,方便快捷,定型木模提前澆筑柱子混凝土至梁底。
2.對(duì)拉螺栓:柱箍采用槽鋼加固,若柱截面小于800mm時(shí)不需要對(duì)拉螺栓,若柱截面大于800mm時(shí)采用對(duì)拉螺栓,對(duì)拉螺栓按焊接長度焊接在型鋼柱上。
3.模板配制高度以能夠滿足層高要求即可,不要過高,否則將與柱頂部的型鋼梁發(fā)生沖突;配制木模板,可拆改,增強(qiáng)模板施工的可調(diào)節(jié)性。
5.2.9柱混凝土施工
1.普通型鋼柱(十字柱)
圖4 型鋼梁柱安裝
工藝流程:澆筑部位施工縫的清理 → 相關(guān)專業(yè)的驗(yàn)收(土建、水電)→ 施工縫提前澆水濕潤 → 混凝土輸送泵試運(yùn)行 → 鋪設(shè)50mm的水泥砂漿(其配合比與混凝土的砂漿成分相同)→ 分層澆筑混凝土→分層振搗→柱上口混凝土標(biāo)高檢查→清除混凝土表面浮漿→拆模→養(yǎng)護(hù)→成品保護(hù)
2.澆筑方法
1)柱混凝土澆筑前,先澆筑50mm厚的水泥砂漿,其配合比與混凝土的砂漿成分相同,并用鐵鍬入模,以避免爛根現(xiàn)象。柱混凝土澆筑時(shí)應(yīng)分層澆筑,分層厚度不大于400mm。
2)由于地下一層柱的高度為8.4米,柱混凝土采用分段澆筑法施工,同時(shí)在混凝土澆筑過程中,要加溜槽,混凝土下落高度控制在2米以下,保證混凝土在澆筑過程中不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。
3)軟管出口混凝土離模板內(nèi)側(cè)面不應(yīng)小于50mm,且不得向模板內(nèi)側(cè)面直沖布料,也不得直沖鋼筋骨架;混凝土下料點(diǎn)分散布置,間距控制在2米左右。
4)混凝土的振搗間距為450mm,振搗時(shí)間以混凝土表面出現(xiàn)浮漿,不再下沉為止,時(shí)間宜為20秒左右。
5)振搗棒不得觸及模板鋼筋預(yù)3埋管件;澆筑時(shí),應(yīng)設(shè)專人看護(hù)模板、鋼筋有無位移、變形,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。振搗棒應(yīng)快插慢拔,插點(diǎn)要均勻排列,逐點(diǎn)移動(dòng),點(diǎn)的間距控制在450mm為宜,十字型鋼柱應(yīng)在柱四角進(jìn)行插棒振搗。振搗棒插入混凝土的深度以進(jìn)入下一層混凝土50mm為宜,做到快插慢拔,振搗密實(shí)。
6)型鋼梁混凝土的施工同普通梁板混凝土的施工,但由于節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的不只是有型鋼梁柱通過,而且梁柱鋼筋也在此交匯,混凝土澆筑比較困難必須加強(qiáng)核心區(qū)混凝土的振搗,可以采用30棒加強(qiáng)振搗或采用高塌落度細(xì)石混凝土。
圖5型鋼柱、型鋼梁安裝后現(xiàn)場效果圖
6.材料與設(shè)備
6.1 材料
6.1.1 型鋼
1.型鋼混凝土構(gòu)件的型鋼材料宜采用牌號(hào)Q235—B.C.D級(jí)的碳素結(jié)構(gòu)鋼,以及牌號(hào)Q345—B.C.D.E級(jí)的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB 700和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1951的規(guī)定。
2.型鋼可采用焊接型鋼和軋制型鋼。型鋼鋼材應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇其牌號(hào)和材質(zhì),并應(yīng)保證抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服點(diǎn)、冷彎試驗(yàn)、沖擊韌性合格和硫、磷、碳含量符合使用要求。型鋼焊縫和坡口尺寸應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ 81的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)焊接型鋼的鋼板厚度大于或等于50mm,并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí),應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《厚度方向性能鋼板》GB 5313的規(guī)定,其附加板厚方向的斷面收縮率不得小于該標(biāo)準(zhǔn)Z15級(jí)規(guī)定的允許值。考慮地震作用的結(jié)構(gòu)用鋼,其強(qiáng)屈比不應(yīng)小于1.2,且應(yīng)有明顯的屈服臺(tái)階和良好的可焊性。
3.型鋼材料的強(qiáng)度指標(biāo),應(yīng)按表3.1.3的規(guī)定采用。
4.型鋼材料的物理性能指標(biāo),應(yīng)按表3.1.4的規(guī)定采用。
5.型鋼的焊接應(yīng)符合下列要求:
1)手工焊接用焊條應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素鋼焊條》GB 5117或《低合金鋼焊條》GB 5118的規(guī)定。選用的焊條型號(hào)應(yīng)與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)。
2)自動(dòng)焊接或半自動(dòng)焊接采用的焊絲和焊劑,應(yīng)與主體金屬強(qiáng)度相適應(yīng)。焊絲應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《熔化焊用鋼絲》GB/T 14957的規(guī)定。
6.焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表3.1.6的規(guī)定采用。
7.構(gòu)件中設(shè)置的栓釘應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《圓柱頭焊釘》GB 10433的規(guī)定。栓釘?shù)牧W(xué)性能應(yīng)符合表3.1.7的規(guī)定。
8.型鋼使用的螺栓、錨栓材料應(yīng)符合下列要求:
1)普通螺栓應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《六角頭螺栓-A和B級(jí)》GB 5782和《六角頭螺栓-C級(jí)》GB 5780的規(guī)定;
2)錨栓可采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB 700規(guī)定的Q235鋼或《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1591規(guī)定的Q345鋼;
3)高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母,墊圈與技術(shù)條件》GB/T 1228-1231或《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB 3632-GB 3633的規(guī)定;
4)螺栓連接的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力值,以及高強(qiáng)度螺栓連接的鋼材摩擦面抗滑移系數(shù)值,應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 17的規(guī)定采用。
6.1.2 鋼筋
1.縱向鋼筋宜采用Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)熱軋鋼筋;箍筋宜采用Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)熱軋鋼筋,其強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)按表3.2.1的規(guī)定采用。
2.鋼筋彈性模量Es應(yīng)按表3.2.2的規(guī)定采用。
6.1.3 混凝土
1. 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30;混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)按表3.3.1-1、表3.3.1-2的規(guī)定采用。
2.混凝土彈性模量Ec應(yīng)按表3.3.2的規(guī)定采用。
3.鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的混凝土最大骨料直徑宜小于型鋼外側(cè)混凝土保護(hù)層厚度的1/3,且不宜大于25mm。
6.2 機(jī)具及設(shè)備(見表6.2)
表6.2 機(jī)具及設(shè)備
序號(hào) | 機(jī)械或設(shè)備名稱 | 型號(hào)、規(guī)格 | 數(shù)量 | 功能 |
1 | 塔式起重機(jī) | 50 | 4臺(tái) | 吊裝 |
2 | CO2氣體保護(hù)焊機(jī) | KR-600 | 30臺(tái) | 焊接 |
3 | 自動(dòng)埋弧焊機(jī) | AC1200/DC1000 | 10臺(tái) | 焊接 |
4 | 栓釘焊機(jī) | RSN2000 | 3臺(tái) | 焊接 |
5 | 砂輪打磨機(jī) | / | 10臺(tái) | 抗滑移處理 |
6 | 磁力鉆 | JC49A | 1 | 最大鉆孔40mm |
7 | 氧氣、乙炔 | / | 套 | 切割構(gòu)件 |
8 | 超聲波探傷儀 | EPOCH-Ⅲ2300 | 10臺(tái) | 無損檢測 |
9 | 超聲波測厚儀 | LA-10 | 4臺(tái) | 鋼板檢測 |
10 | 經(jīng)緯儀 | DJ2 | 4臺(tái) | 軸線、垂直度檢查 |
11 | 鋼卷尺 | 50m | 2把 | 測量放線 |
12 | 振搗棒 | 50 | 5臺(tái) | 混凝土澆筑 |
7.質(zhì)量控制
7.1 采用國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范
本工法實(shí)施過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行下列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范:
《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ138-2001
《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造(國標(biāo)圖集04SG523)》
《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母,墊圈與技術(shù)條件》GB/T 1228-1231
《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副》GB 3632-GB 3633
《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB 700
《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T 1951
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001;
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81
《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GB50221
《工程測量規(guī)范》GB50026-2007;
7.2質(zhì)量保證措施
7.2.1 遵守國家、地方有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定。
7.2.2嚴(yán)格控制型鋼構(gòu)件加工精度。型鋼結(jié)構(gòu)的制作、拼裝和安裝的每道工序均應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查,凡未經(jīng)檢查,不得進(jìn)行下一道工序施工。安裝完成后必須進(jìn)行檢查驗(yàn)收。
7.2.3從型鋼梁柱的制作加工、安裝方法及質(zhì)量要求,在每一工序施工前均由技術(shù)人員進(jìn)行詳細(xì)交底及現(xiàn)場指導(dǎo)。對(duì)于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的處理先做樣板,組織現(xiàn)場操作人員現(xiàn)場學(xué)習(xí),同時(shí)加強(qiáng)三檢制度。將質(zhì)量檢查工作貫穿于施工全過程,并嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量獎(jiǎng)罰制度,使施工工序質(zhì)量達(dá)到內(nèi)控要求。
7.2.4防止鋼框架、柱主筋偏位。在型鋼安裝、柱主筋連接時(shí)要對(duì)鋼骨和連接好的柱筋進(jìn)行臨時(shí)固定,防止偏位或扭曲后無法套箍。對(duì)個(gè)別偏位的柱筋要在箍筋綁扎前進(jìn)行調(diào)較。
7.2.5型鋼柱的安裝應(yīng)嚴(yán)格按圖紙規(guī)定的軸線方向和位置定位,受力和孔位應(yīng)正確;吊裝過程中應(yīng)使用經(jīng)緯儀嚴(yán)格校準(zhǔn)傾斜角度,并及時(shí)定位。
7.3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
7.3.1 地腳螺栓(柱腳預(yù)埋件)的允許偏差mm
項(xiàng)目 | 允許偏差(mm) |
建筑物定位軸線 | l/20000,且不應(yīng)大于3.0mm |
基礎(chǔ)柱底標(biāo)高 | ±2.0 |
基礎(chǔ)柱上的定位軸線 | 1.0 |
地腳螺栓位移 | 2.0 |
7.3.2柱子安裝允許偏差
項(xiàng)目 | 允許偏差(mm) |
底層柱柱底軸線對(duì)定位軸線偏移 | 3.0mm |
柱子定位軸線 | 1.0mm |
單節(jié)柱的垂直度 | h/1000,且不大于10。0 |
主體結(jié)構(gòu)的整體垂直度 | (H/2500+10.0)且不應(yīng)大于50.0 |
7.3.3多層鋼結(jié)構(gòu)中構(gòu)件安裝允許偏差
項(xiàng)目 | 允許偏差 | 檢驗(yàn)方法 |
上下柱連接處的錯(cuò)口 | 3.0 | |
同一層柱的各柱頂高度差 | 5.0 | 水準(zhǔn)儀檢查 |
同一根梁兩端頂面的高差 | l/1000,且不應(yīng)大于10.0 | 水準(zhǔn)儀檢查 |
主梁與此梁表面的高差 | ±2.0 | 用直尺和鋼直尺檢查 |
8.安全措施
8.1認(rèn)真貫徹“安全第一,預(yù)防為主”的方針,按規(guī)定在施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員,專門負(fù)責(zé)組織與協(xié)調(diào)施工現(xiàn)場安全工作,落實(shí)有關(guān)安全生產(chǎn)的規(guī)章制度,做好現(xiàn)場施工人員安全施工宣傳教育,使全體施工人員真正認(rèn)識(shí)安全的重要性。
8.2施工現(xiàn)場設(shè)專人負(fù)責(zé)防火工作,配備消防器材和消防設(shè)備,作到經(jīng)常檢查,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)上報(bào)處理;現(xiàn)場施工作業(yè),設(shè)備、材料堆放不得占用或堵塞消防通道。
8.3嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場用火制度,電氣焊用火前必須辦理用火證,并設(shè)專人看火,配備消防器材。電、氣焊工作業(yè)前,清除作業(yè)范圍內(nèi)易燃物品或采取有效隔離措施。
8.4施工安裝時(shí),不得違章操作,遇有特殊情況,經(jīng)請(qǐng)求有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)同意后,方可施工。材料的堆放、吊運(yùn)必須服從業(yè)主及土建單位的統(tǒng)一指揮;未經(jīng)有關(guān)人員批準(zhǔn)不得任意拆出安全設(shè)施和安全裝置。
8.5施工過程中,應(yīng)在業(yè)主、監(jiān)理公司、土建單位指定的地點(diǎn)休息,施工現(xiàn)場不準(zhǔn)使用電爐子,不準(zhǔn)隨意扔煙頭,并遠(yuǎn)離易燃、易爆物品。
8.6 特種作業(yè)必須持證上崗,且所持證件必須是專業(yè)對(duì)口、有效期內(nèi)的有效證件。
8.7不準(zhǔn)穿拖鞋、高跟鞋、赤腳或赤膊進(jìn)入施工現(xiàn)場;不準(zhǔn)穿硬底鞋進(jìn)行登高作業(yè)。
9.環(huán)保控制
9.1工程施工過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)環(huán)保法律法規(guī)。實(shí)行環(huán)境保護(hù)工作責(zé)任制,項(xiàng)目部每日定時(shí)對(duì)環(huán)保情況進(jìn)行檢查、評(píng)估,進(jìn)而判斷環(huán)保工作的落實(shí)情況,按PDCA循環(huán)進(jìn)行改進(jìn)、預(yù)防和處理。
9.2 對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制作安裝操作過程噪音進(jìn)行控制,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用工廠加工,減少現(xiàn)場敲擊作業(yè);調(diào)整作業(yè)時(shí)間,與周圍居民休息、職工辦公時(shí)間錯(cuò)開,減少對(duì)周圍環(huán)境的影響;吊裝施工前,做好書面交底,過程中做好監(jiān)控,杜絕不必要的敲擊。
9.3為了有效的減小噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響,在外腳手架圍護(hù)上滿掛吸音屏帳,形成全封閉,降低施工產(chǎn)生的噪音。
9.4電氣焊作業(yè),設(shè)置專業(yè)操場作車間(盡量遠(yuǎn)離人員集中處)搞好空氣凈化流通設(shè)施,控制住硫化物。現(xiàn)場焊接過程中采取遮擋措施,避免光污染,
9.5清理后的垃圾集中堆放,集中外運(yùn),不得高空拋下,防止產(chǎn)生揚(yáng)塵。安裝剩余廢料及時(shí)回收,碼放到指定地點(diǎn)。采用封閉式專用垃圾運(yùn)輸車清運(yùn),并適量灑水,減少粉塵對(duì)空氣的污染。采暖設(shè)備使用蒸汽排管加熱系統(tǒng),防止空氣污染。
10.經(jīng)濟(jì)效益分析
10.0.1經(jīng)濟(jì)效益
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的型鋼可以不受含鋼率的限制,其承載力可以高于同樣外形尺寸的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力1倍以上,因而可以減小構(gòu)件的截面,增加使用面積和凈高,其經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。
型鋼混凝土中的型鋼在混凝土未澆筑之前就已形成鋼結(jié)構(gòu)骨架,它具有相當(dāng)大的承載能力,能夠承受構(gòu)件的自重和施工荷載,并且在施工過程中可將模板固定在型鋼結(jié)構(gòu)上,又可以省去為支模板而設(shè)置的支撐,從而減少了支模板的人工和材料。此外型鋼混凝土結(jié)構(gòu)不必等到混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度就可施工上一層,其施工工期比普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大為縮短。
10.0.2社會(huì)效益
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的型鋼骨架,在混凝土未達(dá)到一定強(qiáng)度之前就可承受上部傳來的荷載,繼續(xù)上一層結(jié)構(gòu)的施工,大大縮短了施工工期,提前十天完成甲方的工期要求,為省市重點(diǎn)工程哈西客運(yùn)綜合交通樞紐工程(東廣場工程)提前試通車創(chuàng)造了條件,得到了省市有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門的廣泛好評(píng)和甲方的認(rèn)可與肯定。
本工程型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)給類似工程的施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn),并且培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的專業(yè)施工人員,進(jìn)一步促進(jìn)了型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在我國建筑行業(yè)中的發(fā)展與應(yīng)用。
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