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结构工程师:高层钢结构住宅技术应用

2012-08-31  点击: 次  建培教育

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1、引言
     钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复,高层钢结构工程建设再度兴起,随着炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力,工程建设日益增加,相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善,特别是1960年以来,高层钢结构工程迅速发展,钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。

     随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国住宅建设持续空前发展,人们的居住条件逐步提高,并对居住质量的要求也越来越高。中国已成为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高住宅产业化水平。由于上述优势,钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。
通过百花小区1#楼高层住宅钢结构体系的应用研究,更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术,推动国内钢结构在房地产业中的采用,为钢结构体系的发展做出贡献。

2、工程概况
     百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的百花小区内,建筑面积为3.3万平方米,地下一层,地上26层(其中地下为立体式车库,1~3层为公建,4层以上为住宅楼)。承重框架为箱形截面柱及H型梁,柱采用马钢生产的Q345B型钢车间加工制作。内、外墙板采用南京产ALC(蒸压轻质加气混凝土板),外墙直接在ALC板刷涂料。公建部分外窗采用无框窗;住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗,中空玻璃。楼面为现浇混凝土现场浇筑,屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发泡保温屋面。住宅内水电均走暗线,与梁交叉处走梁腹板预留孔。水、电分户计量,宽带入户。采暖用进口美国原装金玛克电暖器。室内精装修,空间大,效果好,充分体现了钢结构的结构优势。

3、主要施工方法
3.1钢结构加工制作箱型柱采用钢板,在钢构件加工车间加工、钢结构构件的除锈、焊接完成。
3.1.1箱型柱制作工艺
1) 钢板拼接
由于每段柱高在12米以下,为保证下料后钢板的直线度,首先将两块钢板拼接。 钢板两端开坡口。
2) 划线下料
按排料图划线,划线宽度方向留余量3mm,长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。
长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。
用两台半自动切割机(或双头)沿划线中心同时切割,每隔5米留100mm不切割,待冷却后再切割。
3) 组装焊接
用H型钢作临时组装平台,组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线,组装焊接衬板。
定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。
将一腹板与隔板组对,定位焊。
组对两盖板。定位焊。
组装腹板,定位焊。
用三根同尺寸的箱体并排,并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。
焊接:用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。
焊完一层后将箱体翻身,焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。
焊接完毕,即将引熄弧板在离母材5mm处切断,并用砂轮机修磨平整,切不可用锤击落;并修磨后的切割面进行检查。
焊缝无损检测,使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%,按JB11345的规定不低于Ⅱ级。

3.1.2梁及连接板加工及组焊
1)下料
型钢采用型钢切割机下料,钢板采用半自动切割机下料,下料后应进行清渣修磨,编号归类放置;
2)钻孔
先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径,在孔的四周(90°位置)打四只冲孔,钻孔后检查;
3)高强度螺栓摩擦面处理
    喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度:喷砂压力约6Kg/cm2,石英砂的粒度1.5∽4mm,加工后的钢材表面呈现灰白色;
用电动砂轮机打磨钢板的表面,砂轮打磨的方向与受力方向垂直,打磨范围不应小于4倍螺栓直径,打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑;

3.2钢结构安装
3.2.1箱型柱安装:箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接(加固)工艺完成。所有钢结构制品,在刷防锈油漆前,必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。手工除锈达到St2,机械除锈达到Sa2。本工程四层以下裙楼立柱为48根,主楼立柱为37根。立柱单根最短4.5米,最长12.5米。截面形状为箱形。单根立柱最大设计重量为3.5吨,最小设计重量为1.88吨。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。吊装顺序采用由中心向四周扩展的原则,以保证安装过程中框架的对称性和稳定性。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机,利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接,形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。

3.2.2钢梁安装钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装;主梁材质为Q345B轧制H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工,根据该工程的设计特点吊装数量2~4根;次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况,一般采用单根吊装。

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