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1、钢结构施工技术1 工程概况某项目总建筑面积5489m2， 建筑高度 95m， 大楼主体采用钢结构。工程设计耐久年限50 年，结构安全等级为一级，基础采用1.2m厚筏板式钢筋混凝土基础，强度等级C35内为地下三层，地上十四层。工程施工中遇到了很多困难，钢管柱承插施工关键技术就是其中之一。1.1 钢管柱承插施工关键技术1.1.1 技术特点及难点该建筑主体为钢结构， 结构形式采用钢框架一支撑体系。 其中钢柱为直径600mm厚度为30mm 25mm 20mm的焊接直缝钢管，用钢量2380余吨。材质除钢柱 Q345C外，其余均为Q345B每个楼层在明层外框的角柱上沿着 45 度角平分线向内收缩，内收20
2、0-300mm不等，该承插节点钢柱共计 96根。在施工技术的应用中， 结构逐层内收式的钢管柱承插应用率较低。但是在该项工程施工中主体钢结构所采用的便是该技术。该技术又被称作“移位法”， 也就是说伴随着每一层高度的不断提升， 柱子会向内以一定的比例发生位移， 从而导致柱向一侧出现“内收”。通过分析可以知道， 钢管柱承插施工技术在施工过程中其难 点主要内容如下：a. 钢管柱节点的组对：该节点处不但是上下钢管互相承插，同时还通过牛腿把上下钢管柱一级周边框架梁连接为整体的结构。也就是说，钢管的承插轴线、多个框架梁连接节点板所具有的标高以及方位控制都对结构标高、 安装质量以及安全性有着直接的影响。正因为
3、如此，该节点组对是作为关键控制点存在的，其也是施工过程中最难的技术点。b. 焊接难度大：该节点处的零部件不但多，而且结构复杂，同时由于受空间的限制， 在进行多方位焊接是对焊接质量的要求较高。c. 钢管柱的安装： 钢柱标高、 轴线以及垂直度在方向控制上也是技术难点。1.1.2 解决方案在起始阶段先把牛腿分开，在完成?管承插连接的基础上，后组对牛腿的上下翼缘与连接腹板， 导致钢管柱的收缩量与轴线出现严重的超差， 因而对质量造成极大恶劣的影响； 后从确保楼层钢管柱所具有的收缩量与轴线的要求出发， 将下柱与牛腿部分组对好通过焊接完成成型， 上柱是通过高空安装时将其直接插入牛腿上翼缘与下柱的承插口， 这
4、种操作方式存在的难度是不易操作， 同时还要求搭设高空操作平台， 也就是说需要支付较高的成本。 经过研究分析， 将技术确定为： 先对牛腿部分进行提前制作，然后上柱、下柱、牛腿在1： 1 的胎具上组对成整体，在此基础上进行焊接， 经过检测质量指标满足施工的各项要求， 可以将其作为施工方案对施工进行指导。1.1.3 工艺的实施过程a. 工艺流程工艺流程依次为：准备、承插节点放样、胎具制作、牛腿部分组对、焊接、上下钢管柱下料、焊接内环板、开槽、组装上下钢柱及牛腿、焊接、探伤检验、进行验收、安装钢柱、校正、焊接、探伤检验以及验收。b. 放实样制作钢柱承插收缩胎具从制作质量的层面来说， 应确保牛腿部分零件
5、的放样所具有的准确度。在具体的工艺流程中应用 0.5mm的白铁皮作为基础进行样板制作，准确的放出构件大样。牛腿部分应提前进行组装，同时要完成焊接成型， 包括穿心腹板也必须提前进行焊接。 由于钢柱重达 6.5 吨，所以在对场地的要求上是应平整坚硬，确定20mmi的钢板为制作胎具所用的材料。在制作的1: 1胎膜上完成上下钢柱和牛腿组对， 应先组对下柱和牛腿， 接下来组对上柱。c. 钢管柱节点的焊接当对已经组装好的钢柱焊接时， 应在焊接该节点处由两个焊工同时进行对称焊接， 通过这种焊接方式来避免由于变形过大而出现很难校正的校正， 焊接中采用的技术是CO2气体保护焊与手工电弧焊，在焊接是应对坡口处进行
6、打磨清理， 焊接完成后应打上焊工钢印号。 钢管柱承插节点处焊缝是一级焊缝， 牛腿翼缘焊接、 腹板焊接以及钢柱焊缝是二级； 钢管柱承插节点处焊缝要求 100% 探伤检测， 其余的要求是20%探伤检测，对所发现的不合格焊缝处理后重新进行焊接， 并重新进行探伤检测， 一直到合格为止。d. 吊装准备钢柱安装顺序为先建筑中部后四周， 先下后上进行。 钢柱有箱型与 H 型两种，根据钢构件的重量、长度、吊点选择的情况，准备足够的不同长度、 不同规格的钢丝绳以及卡环。 钢柱吊装前，必须对钢柱的中心线和标高、 轴线等进行检查， 并对钢柱的编号、外形尺寸、螺孔位置及直径、承剪板的方位等进行全面复核，确认无误后办理
7、交接验收。起吊前，钢构件应横放在垫木上，钢柱起吊时不得在地面上有拖拉现象，回转时，需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓慢进行，就位时缓慢下落，防止擦坏螺栓丝口。1.2 实施效果承插的钢管柱制作改为地面进行， 牛腿部分提前制作， 然后上柱、下柱、牛腿在1： 1 的胎具上组对成整体，并采用反变形、火焰矫正焊接，整体吊装等措施，减少高空作业工作量，确保钢柱标高、轴线、垂直度、焊接等施工质量，提高施工效率。该整套施工工艺，具有结构受力合理，抗震性能好、高空作业工作量少，施工周期短、工程质量易于保证等特点。2 小结钢材虽然是不燃烧体， 但就其本身耐火性来讲， 远低于砖石和钢筋混凝土，钢结构建筑耐火性能差。因此，针对钢结构建筑消防安全方面存在的耐火等级先天较低的情况，应鼓励摸索研究钢结构防火保护新措施，研究耐火性能好、时效长、粘结力高的 钢结构防火材料以及金属、非金属钢结构复合防火材料，积极应 用建筑耐火钢，进一步提高钢结构建筑的耐火性能。绿色建筑， 是未来世界建筑业的发展方向，中国与世界建筑业的节能减排任 务艰巨。钢结构虽有其独特的优势，但节能减排也任重道远。如 何评价和考虑钢的可再生、可循环性在节能减排中的作用仍是学 术上和政策上的重要课题。
