勁性混凝土鋼結構工程施工實例分析
隨著近年來高層建筑的出現,鋼結構的應用也越來越廣泛。本文結合某工程實例就勁性混凝土鋼結構施工作一介紹。
河北教育出版社綜合樓工程,建筑面積16168.84㎡,地上12層、地下1層,建筑總高度43.2米。工程⑥軸及⑧軸柱子采用鋼骨混凝土,其鋼柱截面形式分為工字型及十字型,截面尺寸為800*800,混凝土標號C40;每層⑥軸及⑧軸上的梁為鋼骨混凝土梁;⑥軸以西及⑧軸以東均為鋼筋混凝土框架梁柱;⑥~⑧軸之間2~9層采用鋼制走廊連通,上鋪鋼隔板;10層以上⑥~⑧軸之間空中連廊部分為壓型鋼板組合樓板及組合梁設計。
一、鋼骨混凝土施工
勁性混凝土結構是在鋼結構柱、梁周圍配置鋼筋,澆筑混凝土,鋼構件同混凝土連成一體,共同作用的一種結構。
1、材料準備及技術準備
根據本工程建筑高度為43.12米,為安裝及運輸方便,將鋼骨加工時分為五段,由廠家預制成型后運輸至工地進行安裝,柱鋼骨拼裝在二、五、八、十一層結構樓面上1.1米處。為保證上下柱拼接連接焊縫根部的間隙,在工廠加工時,應預先按要求在拼接處設置連接襯板,并與加工端面緊密接觸,以保證拼接處位置的準確和焊縫的質量?,F場拼裝時,用墊板將連接襯板用高強螺栓固定并校正軸線及垂直后,將上下柱之間進行焊接,待焊接完畢后可將襯板切割去除。
本工程鋼骨采用Q345B材質,焊接采用E50焊條,鋼骨由鋼板焊接而成,其可分解形式為,為保證焊接質量,腹板和翼緣采用部分熔透二級貼角焊縫,柱子上下拼接及牛腿翼緣上下700mm范圍內采用一級全熔透焊縫,要求一二級焊縫必需進行超聲波探傷,以檢測焊縫質量,檢測應在焊接完畢24小時后進行。
同時為保證鋼骨柱與混凝土緊密結合,鋼骨上每間隔150mm焊接栓釘,鋼骨在吊裝之前必需按設計要求進行栓釘的焊接,首先在鋼骨上畫線,標注栓釘的焊接位置,焊接前將構件焊接面上的水、銹、油等有害雜質清除干凈,并按規(guī)定烘焙瓷環(huán)。焊接完畢,目測栓釘焊接部位外觀合格后,對栓釘進行沖力彎曲試驗,彎曲角度30°,試驗時使拉力作用在熔化金屬最少的一側,當達到規(guī)定彎曲角度時,焊接面無任何缺陷為合格。抽樣栓釘不合格時,應再取兩個栓釘進行試驗,只要有一個不合格,則余下的栓釘都應進行試驗。經沖力試驗合格的栓釘可在彎曲狀態(tài)下使用。由于鋼結構耐腐蝕性及耐火性差,外露部位必需除銹及做防火涂層,而與混凝土接觸的部位嚴禁涂刷任何涂料。
2、鋼構件的起吊安裝
為滿足施工進度,本工程采用流水施工,每層劃分4個流水段,在⑤~⑥軸之間及⑧~⑨軸之間樓板上設置南北向通長施工縫,施工時先澆筑東西兩段框架結構梁板柱混凝土,將鋼結構部分后續(xù)施工,鋼結構安裝和樓蓋鋼筋混凝土的施工,兩項作業(yè)相距不超過5層。
根據現場進度安排,編制鋼結構進場計劃。制定吊裝方案,采用工地現有的50塔吊進行吊裝。吊裝前鋼筋混凝土基礎完成并驗收合格,鋼構件驗收完畢。為減少二次搬運,將進場的鋼構件堆放在綜合樓外的裙樓地面上,位于塔吊回轉半徑內,構件吊裝前清理干凈,特別是在接觸面、磨擦面上,必須用鋼絲刷清除鐵銹、污物等。
吊裝從⑥軸南側鋼骨柱開始,依次安裝北側鋼柱,再安裝⑧軸鋼骨柱,柱吊裝時采用吊索綁扎,吊索應預留有效高度,起吊時使柱子處于垂直狀態(tài),盡量做到回轉扶直,便于對線、校正。起吊回轉過程中避免同其他已安裝好的構件相碰撞。
為保證鋼柱的空間位置,在⑥~⑧軸之間搭設腳手架以固定鋼構件,并設置纜風繩。調整柱垂直度的纜風繩應在柱子起吊前在地面綁扎好,且在鋼骨柱校正完畢后才能拆除。起吊就位后臨時固定地腳螺栓、校正柱子垂直度。鋼柱接長時,鋼柱兩側有臨時固定用的連接襯板,上節(jié)鋼柱對準下節(jié)鋼柱柱頂中心線時,即用螺栓固定連接襯板做臨時固定。在鋼柱安裝到位,對準軸線、臨時固定牢固后才能松開吊索。
3、鋼骨柱的校正
柱子的安裝應先調整標高,再調整位移,最后調整垂直偏差,并依次重復以上步驟,直到標高位移、垂直偏差符合要求。柱子校正包括柱基標高調整、軸線調整及柱子垂直度調整。
?。?)地下室部分的勁性鋼柱柱基標高調整采用螺母調整,即根據柱子實際長度,在鋼柱柱底板下的地腳螺栓上加一個調整螺母,螺母表面的標高調整到與柱底板標高齊平,鋼柱吊裝完畢利用底板下的螺栓調節(jié)鋼柱的標高。因鋼柱周圍需要綁扎鋼筋,為保證鋼柱底板下與原混凝土基礎之間預留空隙容易澆筑,在鋼柱底板上預先開設四個直徑5cm的圓孔用高標號微膨脹的砂漿填實。
?。?)軸線調整:在吊裝鋼柱之前,先在鋼柱底板及四周用墨斗彈線,吊裝時在不松鉤的情況下,將柱底板中心線與混凝土柱基礎控制軸線對齊,緩慢降落至設計標高位置。借助地腳螺栓與鋼柱底板螺栓孔之間的微小空隙,可以微調軸線偏差。
(3)垂直度調整:在鋼柱外兩個方向上安置兩臺經緯儀,用纜風繩和千斤頂、電動葫蘆等調節(jié)鋼柱垂直度,在校正完畢后,將地腳螺栓上的螺母擰緊并與螺桿點焊,防止螺栓松動。
(4)柱頂標高調整和其他鋼骨柱標高控制:本工程采用相對標高進行安裝,鋼柱吊裝就位后,用高強螺栓臨時固定連接襯板,通過塔吊及撬棍微調柱間間隙,量取上下柱頂預先標定的標高值,符合后將柱間翼緣腹板進行焊接,在柱頂標高處安置水準儀,進行控制。
(5)第二節(jié)柱軸線控制:上下柱連接保證柱子中心線重合。如有偏差,在柱與柱連接襯板的不同側面加墊板,進行調節(jié),每節(jié)柱的軸線需要從基礎控制軸線網引向高空,禁止使用下一節(jié)柱的軸線進行控制,以免過大的累計誤差。
?。?)第二節(jié)柱的垂直度校正:采用兩臺徑向放置的經緯儀對鋼柱進行觀測,采用纜風繩及電動葫蘆、千斤頂等進行垂直調整。
(7)安裝完畢一層的鋼柱以后,立即安裝本層范圍內的梁板,與柱子形成空間穩(wěn)定體系。
4、梁的安裝
⑥軸及⑧軸上的梁為鋼骨混凝土梁;⑥軸以西及⑧軸以東均為鋼筋混凝土框架梁柱。鋼骨梁與鋼骨柱連接采用翼緣焊接,腹板栓接的方式。鋼梁采用兩點綁雜吊裝,吊升過程中使鋼梁保持水平狀態(tài)。在安裝柱與柱之間的主梁時,測量必須跟蹤校正柱與柱之間的距離,梁與柱之間的節(jié)點連接,采用對稱施工,互相協調,先栓后焊,螺栓連接從中心軸開始,對稱擰固,對于一節(jié)有多道梁的,采用從上到下逐層安裝,先安裝上層梁,再安裝下層梁。
對于勁性鋼骨柱與混凝土梁的連接較為復雜,特別是箍筋和主筋穿柱時,位置較復雜,處理要細致,鋼筋要貫通。梁混凝土澆筑時和柱的混凝土澆筑要分開,避免混凝土出現裂縫。
5、鋼筋綁扎
同框架柱梁鋼筋綁扎,注意鋼筋接頭位置,搭接長度、間距等。
6、支模和澆筑混凝土
混凝土澆搗過程中需要檢查勁性混凝土柱梁的空間位置,符合要求后,進行上層柱梁的施工。
二、壓型鋼板的施工
本工程10層以上⑥~⑧軸之間空中連廊部分為壓型鋼板組合樓板及組合梁設計。壓型鋼板安裝之前,10層以上⑥~⑧軸之間空中連廊部分鋼梁安裝完畢,且隱蔽驗收合格。
1、材料的選用及布置
本工程壓型鋼板采用鍍鋅板0.8厚YX-75-200-600,材質為Q195,壓型鋼板同鋼梁連接組成建筑樓板的永久性模板,它既是樓蓋的永久性支撐模板,還可以同現澆混凝土層共同工作,是建筑物的永久組成部分。由于鋼板厚度較小,為避免施工焊接固定時焊接擊穿,采用E45,Φ3.2的小直徑焊條。
本工程⑥~⑧軸(東西向)軸距12米,○D~○J軸(南北向)8.4米,因鋼梁為東西向(型號H700*200*12*20),且鋼梁中心線間距為2.3m,壓型鋼板垂直鋼梁安裝,所以進場時壓型鋼板規(guī)格為7.1m長及11.7m長各半,要求板材搭接時,東西向搭接一個槽,南北向搭接一個梁寬200mm,且南北搭接時接縫錯開布置。
2、壓型鋼板的安裝
壓型鋼板凹肋處沿鋼梁設置Φ19*110的栓釘,穿透壓型鋼板并將栓釘、鋼板均焊牢與鋼梁上,壓型鋼板上布置鋼筋網片,再澆筑混凝土,共同形成受力樓板結構。所有板與板之間的縫隙不能直接透光,所有寬度大于5mm的縫應用砂漿、膠帶等封堵。
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