勁性混凝土鋼結(jié)構(gòu)工程施工實(shí)例分析
隨著近年來高層建筑的出現(xiàn),鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越廣泛。本文結(jié)合某工程實(shí)例就勁性混凝土鋼結(jié)構(gòu)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(biāo)號(hào)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(shè)計(jì)。
一、鋼骨混凝土施工
勁性混凝土結(jié)構(gòu)是在鋼結(jié)構(gòu)柱、梁周圍配置鋼筋,澆筑混凝土,鋼構(gòu)件同混凝土連成一體,共同作用的一種結(jié)構(gòu)。
1、材料準(zhǔn)備及技術(shù)準(zhǔn)備
根據(jù)本工程建筑高度為43.12米,為安裝及運(yùn)輸方便,將鋼骨加工時(shí)分為五段,由廠家預(yù)制成型后運(yùn)輸至工地進(jìn)行安裝,柱鋼骨拼裝在二、五、八、十一層結(jié)構(gòu)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(shí),應(yīng)預(yù)先按要求在拼接處設(shè)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(zhǔn)確和焊縫的質(zhì)量?,F(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí),用墊板將連接襯板用高強(qiáng)螺栓固定并校正軸線及垂直后,將上下柱之間進(jìn)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(zhì),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(zhì)量,腹板和翼緣采用部分熔透二級(jí)貼角焊縫,柱子上下拼接及牛腿翼緣上下700mm范圍內(nèi)采用一級(jí)全熔透焊縫,要求一二級(jí)焊縫必需進(jìn)行超聲波探傷,以檢測(cè)焊縫質(zhì)量,檢測(cè)應(yīng)在焊接完畢24小時(shí)后進(jìn)行。
同時(shí)為保證鋼骨柱與混凝土緊密結(jié)合,鋼骨上每間隔150mm焊接栓釘,鋼骨在吊裝之前必需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行栓釘?shù)暮附樱紫仍阡摴巧袭嬀€,標(biāo)注栓釘?shù)暮附游恢茫附忧皩?gòu)件焊接面上的水、銹、油等有害雜質(zhì)清除干凈,并按規(guī)定烘焙瓷環(huán)。焊接完畢,目測(cè)栓釘焊接部位外觀合格后,對(duì)栓釘進(jìn)行沖力彎曲試驗(yàn),彎曲角度30°,試驗(yàn)時(shí)使拉力作用在熔化金屬最少的一側(cè),當(dāng)達(dá)到規(guī)定彎曲角度時(shí),焊接面無任何缺陷為合格。抽樣栓釘不合格時(shí),應(yīng)再取兩個(gè)栓釘進(jìn)行試驗(yàn),只要有一個(gè)不合格,則余下的栓釘都應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)沖力試驗(yàn)合格的栓釘可在彎曲狀態(tài)下使用。由于鋼結(jié)構(gòu)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(yán)禁涂刷任何涂料。
2、鋼構(gòu)件的起吊安裝
為滿足施工進(jìn)度,本工程采用流水施工,每層劃分4個(gè)流水段,在⑤~⑥軸之間及⑧~⑨軸之間樓板上設(shè)置南北向通長(zhǎng)施工縫,施工時(shí)先澆筑東西兩段框架結(jié)構(gòu)梁板柱混凝土,將鋼結(jié)構(gòu)部分后續(xù)施工,鋼結(jié)構(gòu)安裝和樓蓋鋼筋混凝土的施工,兩項(xiàng)作業(yè)相距不超過5層。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度安排,編制鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃。制定吊裝方案,采用工地現(xiàn)有的50塔吊進(jìn)行吊裝。吊裝前鋼筋混凝土基礎(chǔ)完成并驗(yàn)收合格,鋼構(gòu)件驗(yàn)收完畢。為減少二次搬運(yùn),將進(jìn)場(chǎng)的鋼構(gòu)件堆放在綜合樓外的裙樓地面上,位于塔吊回轉(zhuǎn)半徑內(nèi),構(gòu)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(cè)鋼骨柱開始,依次安裝北側(cè)鋼柱,再安裝⑧軸鋼骨柱,柱吊裝時(shí)采用吊索綁扎,吊索應(yīng)預(yù)留有效高度,起吊時(shí)使柱子處于垂直狀態(tài),盡量做到回轉(zhuǎn)扶直,便于對(duì)線、校正。起吊回轉(zhuǎn)過程中避免同其他已安裝好的構(gòu)件相碰撞。
為保證鋼柱的空間位置,在⑥~⑧軸之間搭設(shè)腳手架以固定鋼構(gòu)件,并設(shè)置纜風(fēng)繩。調(diào)整柱垂直度的纜風(fēng)繩應(yīng)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(shí)固定地腳螺栓、校正柱子垂直度。鋼柱接長(zhǎng)時(shí),鋼柱兩側(cè)有臨時(shí)固定用的連接襯板,上節(jié)鋼柱對(duì)準(zhǔn)下節(jié)鋼柱柱頂中心線時(shí),即用螺栓固定連接襯板做臨時(shí)固定。在鋼柱安裝到位,對(duì)準(zhǔn)軸線、臨時(shí)固定牢固后才能松開吊索。
3、鋼骨柱的校正
柱子的安裝應(yīng)先調(diào)整標(biāo)高,再調(diào)整位移,最后調(diào)整垂直偏差,并依次重復(fù)以上步驟,直到標(biāo)高位移、垂直偏差符合要求。柱子校正包括柱基標(biāo)高調(diào)整、軸線調(diào)整及柱子垂直度調(diào)整。
(1)地下室部分的勁性鋼柱柱基標(biāo)高調(diào)整采用螺母調(diào)整,即根據(jù)柱子實(shí)際長(zhǎng)度,在鋼柱柱底板下的地腳螺栓上加一個(gè)調(diào)整螺母,螺母表面的標(biāo)高調(diào)整到與柱底板標(biāo)高齊平,鋼柱吊裝完畢利用底板下的螺栓調(diào)節(jié)鋼柱的標(biāo)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(chǔ)之間預(yù)留空隙容易澆筑,在鋼柱底板上預(yù)先開設(shè)四個(gè)直徑5cm的圓孔用高標(biāo)號(hào)微膨脹的砂漿填實(shí)。
(2)軸線調(diào)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(shí)在不松鉤的情況下,將柱底板中心線與混凝土柱基礎(chǔ)控制軸線對(duì)齊,緩慢降落至設(shè)計(jì)標(biāo)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(diào)軸線偏差。
?。?)垂直度調(diào)整:在鋼柱外兩個(gè)方向上安置兩臺(tái)經(jīng)緯儀,用纜風(fēng)繩和千斤頂、電動(dòng)葫蘆等調(diào)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(diǎn)焊,防止螺栓松動(dòng)。
?。?)柱頂標(biāo)高調(diào)整和其他鋼骨柱標(biāo)高控制:本工程采用相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行安裝,鋼柱吊裝就位后,用高強(qiáng)螺栓臨時(shí)固定連接襯板,通過塔吊及撬棍微調(diào)柱間間隙,量取上下柱頂預(yù)先標(biāo)定的標(biāo)高值,符合后將柱間翼緣腹板進(jìn)行焊接,在柱頂標(biāo)高處安置水準(zhǔn)儀,進(jìn)行控制。
?。?)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(cè)面加墊板,進(jìn)行調(diào)節(jié),每節(jié)柱的軸線需要從基礎(chǔ)控制軸線網(wǎng)引向高空,禁止使用下一節(jié)柱的軸線進(jìn)行控制,以免過大的累計(jì)誤差。
?。?)第二節(jié)柱的垂直度校正:采用兩臺(tái)徑向放置的經(jīng)緯儀對(duì)鋼柱進(jìn)行觀測(cè),采用纜風(fēng)繩及電動(dòng)葫蘆、千斤頂?shù)冗M(jìn)行垂直調(diào)整。
?。?)安裝完畢一層的鋼柱以后,立即安裝本層范圍內(nèi)的梁板,與柱子形成空間穩(wěn)定體系。
4、梁的安裝
?、掭S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(diǎn)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(shí),測(cè)量必須跟蹤校正柱與柱之間的距離,梁與柱之間的節(jié)點(diǎn)連接,采用對(duì)稱施工,互相協(xié)調(diào),先栓后焊,螺栓連接從中心軸開始,對(duì)稱擰固,對(duì)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(duì)于勁性鋼骨柱與混凝土梁的連接較為復(fù)雜,特別是箍筋和主筋穿柱時(shí),位置較復(fù)雜,處理要細(xì)致,鋼筋要貫通。梁混凝土澆筑時(shí)和柱的混凝土澆筑要分開,避免混凝土出現(xiàn)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(zhǎng)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(jìn)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(shè)計(jì)。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(yàn)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(zhì)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(xiàn)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(shí)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(hào)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(jìn)場(chǎng)時(shí)壓型鋼板規(guī)格為7.1m長(zhǎng)及11.7m長(zhǎng)各半,要求板材搭接時(shí),東西向搭接一個(gè)槽,南北向搭接一個(gè)梁寬200mm,且南北搭接時(shí)接縫錯(cuò)開布置。
2、壓型鋼板的安裝
壓型鋼板凹肋處沿鋼梁設(shè)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(wǎng)片,再澆筑混凝土,共同形成受力樓板結(jié)構(gòu)。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(yīng)用砂漿、膠帶等封堵。
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