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【摘 要】钢结构因其结构造价低、抗震性能好以及施工速度快所以大量应用于高层建筑，日渐取代传统的混凝土框架和砖混结构。钢结构的广泛应用，在全球范围内代表了未来建筑的发展模式和方向。
【关键词】高层建筑；钢结构；安装施工顺序
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
以某大厦工程为例,阐述了该工程的施工工艺流程及施工方法。
1、工程概况
某大厦工程总建筑面积81 600m2地下2 层,地上由28 层的酒店楼和16 层的商务楼组成,酒店楼建筑高度99.5 m ,结构形式为钢框架—混凝土剪力墙核心筒结构。 钢框架由圆管柱、H 型钢柱、热轧H 型钢梁、焊接H 型钢梁构成,酒店楼钢结构总质量3 300 t ,安装需Φ20 和Φ24 高强螺栓约为8 万套, Φ19焊接栓钉约为13 万个。 钢构件分为12 个加工单元,标准层每段钢柱9.9 m ，酒店楼现场安装1 台5075 塔吊和1 台6050塔吊配合施工。
2、首先提一点高层结构施工技术中的质量控制
做好钢构的基础工程的质量控制。目前钢构件的生产加工已走工厂化生产路线，对钢构件的进场验收非常重要。梁、柱的安装一定细致地检查柱底板下的垫铁是不是垫平、垫实，柱体是不是位移和垂直。在鋼构安装完毕后，首次验收合格以后，要求施工方将基础顶面和柱底板的空间以膨胀混凝土再次浇筑密实；在门窗的安装过程中也要注意质量安全，钢窗的进场验收，外观检查以及钢窗的安装固定，钢窗与立柱间的间隙控制，要求施工方先固定立柱，待窗子完全固定后，再行焊接另一侧的立柱，以确保立柱与钢窗间的无缝隙。
3、高层建筑钢结构安装施工顺序
高层钢结构安装施工顺序按建筑物的平面形状、结构形式和现场施工条件等因素进行确定. 在竖向上,以一节钢柱为一个施工层;在平面上,针对每一节钢柱内的柱、梁等构件,编制吊装顺序图。 安装施工顺序:先从中间区段开始安装,形成刚性单元后,再向四周扩展,直至整节钢框架全部完成,当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。
4、关键工序施工技术及质量控制措施
针对高层建筑钢结构安装构件数量多和施工技术复杂的特点,对关键工序进行了研究,通过编制各种专项施工技术方案及质量控制措施,实现高精度安装、快速完成工期的目标。
4.1 地脚螺栓预埋
地脚螺栓预埋位置的准确程度对钢结构工程整体的安装质量至关重要,为保证地脚螺栓的定位准确,采用6～10 mm 厚钢板制作加工成定位钢板,进行地脚螺栓的定位固定。 定位钢板尺寸同钢柱底垫板尺寸(圆管柱直径D + 120 mm) ,在钢板底部螺栓上加止退调节螺母,在钢板上部螺栓上固定调节螺母,钢板上设直径150 mm 浇捣孔,在钢板下部绑扎梁钢筋时将地脚螺栓焊接在柱筋上固定,控制好位置,同钢筋连成一体,并进行反复校核,无误后再进行混凝土的浇注施工,地脚螺栓露出地面部分用塑料布来进行包裹保护。 该方法简单实用,提高了工作效率,保证了预埋螺栓位置的准确度。
4.2 钢柱安装
高层建筑钢结构柱安装的重点主要在于控制每节柱的垂直度、标高及定位轴线的偏差。第一节钢柱与第二节以上钢柱控制的重点与措施不同。 第一节钢柱控制的重点是标高及定位轴线,主要通过设置调节螺母及定位钢板来完成;第二节以上钢柱控制的重点是垂直度、标高及轴线位置,主要是通过使用调节丝杠来完成.
4.2.1 第一节钢柱安装方法
第一节钢柱起吊后,当柱脚距地脚螺栓约30～40 cm 时扶正,使柱脚的安装孔对准螺栓,缓慢落钩就位。 经过初校待垂直偏差在20 mm 内时,拧紧螺栓,临时固定即可脱钩。 第一节柱的标高,可通过在柱脚底板下的地脚螺栓上的调节螺母精确控制钢柱垂直度校正:钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验,当有偏差时采用千斤顶进行校正。标高校正时应采用千斤顶将底座少许抬高,然后增减垫板的厚度,柱脚校正无误后立即紧固地的脚螺栓,待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇筑无收缩细石混凝土固定。钢柱定位轴线的确定:可根据地脚螺栓的位置来定位钢板进行微调。
4.2.2 第二节柱及以上钢柱安装方法
第二节柱以上的钢柱安装方法基本同第一节柱,上节柱与下节柱通过连接的耳板用调节丝杠连接,调节丝杠的型号规格需要经过理论计算后才能确定,满足受力的要求。
钢柱的标高和垂直度通过调节丝杠进行调节:通过调节丝杠调整上、下节钢柱的焊缝宽度,确保楼层标高准确;通过调整4 个方位的调节丝杠,使上节钢柱垂直度得到保证。轴线位置的确定: ①要求加工厂家在钢柱出场时用钢冲在钢柱的上下两端冲好轴线标记点。 ②在上、下节钢柱对接时,在下的节柱上端的轴线标记点作为基准点,用经纬仪将上节钢柱的上下轴线标记点和基准点调节至同轴后,固定上节钢柱。 ③每安装完一节钢柱,都要重新设定轴线标记点,并做好标记,作为上节钢柱安装的基准点。校正完毕及对接焊缝焊接完成后,将耳板割除。
4.3 钢梁安装
钢梁安装为了控制其钢柱连接后形成整体后的轴线位置及垂直度,可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。
4.3.1 钢梁吊装临时固定就位
钢梁吊装采取在钢梁上焊吊装耳板,并采用在钢梁上部两端各焊一块安装限位钢板的措施. 吊装耳板:在梁的两端各焊一个,能满足该梁承载力的要求,耳板中心钻<30 孔,板厚10～15 mm ,用于吊装钢梁。 安装限位钢板:在钢梁上部两端各焊一块,板厚10～15 mm ,安装钢梁时将安装限位钢板卡在钢柱牛腿上,用于临时固定钢梁。通过采用吊装耳板、安装限位钢板,将大大提高安装速度和精度,既保证了安装质量又确保了施工安全。
4.3.2 钢梁校正
钢梁吊装的初步就位后,采用千斤顶和倒链对钢梁轴线位置和垂直度反复进行调整校正,直至钢框架符合要求。
4.4 焊接及螺栓连接
钢结构连接方式主要有焊接与螺栓连接,焊接质量的控制要点是合理确定焊接顺序,减少焊接变形与降低焊接应力;螺栓连接采用先安装临时螺栓后安装高强的螺栓方式有效确保高强螺栓的连接与质量。
4.4.1 焊接连接
（1）高层钢结构现场焊接的顺序应按照力求减少在焊接时变形和降低焊接应力的原则加以确定。 在平面上,从中心框架向四周扩展焊接;先焊收缩量大的焊缝,再焊收缩量小的焊缝;对称施焊;同一根梁的两端不可以同时焊接,等一端温度降下后，再焊另一端。
（2）钢柱之间一般为坡口焊连接。 主梁与钢柱一般为刚接,上、下翼缘用坡口电焊连接,而腹板用高强螺栓连接。 次梁与主梁一般为铰接,在腹板处用高强螺栓连接,只有少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。 焊接顺序:上节柱和梁经校正和固定后进行柱接头焊接。柱与梁焊接时,应先焊顶部梁柱节点,再焊底部的梁柱节点,最后再焊中间部分的梁柱节点。
（3）柱的接头焊接在本层梁与柱连接完成之后进行。 施焊时,首先由两名焊工在相对称位置以相等速度的同时施焊。 H 型钢柱的节点焊接顺序:先焊翼缘焊缝,再焊腹板焊缝;翼缘板焊接时两名焊工对称、反向焊接. 焊接结束后,将柱子连接耳板割除并打磨平整。
4.4.2 螺栓连接
安装临时螺栓。 钢梁安装就位后先采用临时螺栓固定,其螺栓个数为接头螺栓总数的1/ 3 以上;并每个接头不少于2 个,冲钉穿入数量不多于临时螺栓的30%。组装时应先用冲钉对准孔位,在适当的位置插入临时螺栓,用扳手拧紧。
结束语：通过本工程的实例,对高层建筑中的钢结构安装施工顺序与技术质量控制措施:定位钢板的使用也保证了地脚螺栓预埋的准确;调节丝杠可有效调节钢柱的标高、垂直度及轴线位置;吊装耳板和安装限位钢板既提高了安装精度又确保了施工安全;合理确定焊接顺序减小了应力变形,保证了焊接质量等。
参考文献
[1]张海升,王康强. 高层办公楼钢结构安装的施工方法[J].建筑技术,2004,35(2) : 123-125.
[2]徐刚.高层建筑钢结构安装施工技术探讨[J ] . 四川建材,2008 (6) :207-209.
[3]金天德,郁庆浩,汪灏. 高层钢结构工程施工技术[J].浙江建筑,2002 (5) :23-25.
[4]郭淑珍.钢结构的施工技术及应用[J ] . 林业科技情报,2004 ,6 (1) :14.
[5]朱桐生.工业钢结构施工技术及质量控制[J ] . 安徽建筑,2003 ,10 (1) :66-67.
【关键词】高层建筑；钢结构；安装施工顺序
中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号：
以某大厦工程为例,阐述了该工程的施工工艺流程及施工方法。
1、工程概况
某大厦工程总建筑面积81 600m2地下2 层,地上由28 层的酒店楼和16 层的商务楼组成,酒店楼建筑高度99.5 m ,结构形式为钢框架—混凝土剪力墙核心筒结构。 钢框架由圆管柱、H 型钢柱、热轧H 型钢梁、焊接H 型钢梁构成,酒店楼钢结构总质量3 300 t ,安装需Φ20 和Φ24 高强螺栓约为8 万套, Φ19焊接栓钉约为13 万个。 钢构件分为12 个加工单元,标准层每段钢柱9.9 m ，酒店楼现场安装1 台5075 塔吊和1 台6050塔吊配合施工。
2、首先提一点高层结构施工技术中的质量控制
做好钢构的基础工程的质量控制。目前钢构件的生产加工已走工厂化生产路线，对钢构件的进场验收非常重要。梁、柱的安装一定细致地检查柱底板下的垫铁是不是垫平、垫实，柱体是不是位移和垂直。在鋼构安装完毕后，首次验收合格以后，要求施工方将基础顶面和柱底板的空间以膨胀混凝土再次浇筑密实；在门窗的安装过程中也要注意质量安全，钢窗的进场验收，外观检查以及钢窗的安装固定，钢窗与立柱间的间隙控制，要求施工方先固定立柱，待窗子完全固定后，再行焊接另一侧的立柱，以确保立柱与钢窗间的无缝隙。
3、高层建筑钢结构安装施工顺序
高层钢结构安装施工顺序按建筑物的平面形状、结构形式和现场施工条件等因素进行确定. 在竖向上,以一节钢柱为一个施工层;在平面上,针对每一节钢柱内的柱、梁等构件,编制吊装顺序图。 安装施工顺序:先从中间区段开始安装,形成刚性单元后,再向四周扩展,直至整节钢框架全部完成,当天安装的钢构件应形成空间稳定体系。
4、关键工序施工技术及质量控制措施
针对高层建筑钢结构安装构件数量多和施工技术复杂的特点,对关键工序进行了研究,通过编制各种专项施工技术方案及质量控制措施,实现高精度安装、快速完成工期的目标。
4.1 地脚螺栓预埋
地脚螺栓预埋位置的准确程度对钢结构工程整体的安装质量至关重要,为保证地脚螺栓的定位准确,采用6～10 mm 厚钢板制作加工成定位钢板,进行地脚螺栓的定位固定。 定位钢板尺寸同钢柱底垫板尺寸(圆管柱直径D + 120 mm) ,在钢板底部螺栓上加止退调节螺母,在钢板上部螺栓上固定调节螺母,钢板上设直径150 mm 浇捣孔,在钢板下部绑扎梁钢筋时将地脚螺栓焊接在柱筋上固定,控制好位置,同钢筋连成一体,并进行反复校核,无误后再进行混凝土的浇注施工,地脚螺栓露出地面部分用塑料布来进行包裹保护。 该方法简单实用,提高了工作效率,保证了预埋螺栓位置的准确度。
4.2 钢柱安装
高层建筑钢结构柱安装的重点主要在于控制每节柱的垂直度、标高及定位轴线的偏差。第一节钢柱与第二节以上钢柱控制的重点与措施不同。 第一节钢柱控制的重点是标高及定位轴线,主要通过设置调节螺母及定位钢板来完成;第二节以上钢柱控制的重点是垂直度、标高及轴线位置,主要是通过使用调节丝杠来完成.
4.2.1 第一节钢柱安装方法
第一节钢柱起吊后,当柱脚距地脚螺栓约30～40 cm 时扶正,使柱脚的安装孔对准螺栓,缓慢落钩就位。 经过初校待垂直偏差在20 mm 内时,拧紧螺栓,临时固定即可脱钩。 第一节柱的标高,可通过在柱脚底板下的地脚螺栓上的调节螺母精确控制钢柱垂直度校正:钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验,当有偏差时采用千斤顶进行校正。标高校正时应采用千斤顶将底座少许抬高,然后增减垫板的厚度,柱脚校正无误后立即紧固地的脚螺栓,待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇筑无收缩细石混凝土固定。钢柱定位轴线的确定:可根据地脚螺栓的位置来定位钢板进行微调。
4.2.2 第二节柱及以上钢柱安装方法
第二节柱以上的钢柱安装方法基本同第一节柱,上节柱与下节柱通过连接的耳板用调节丝杠连接,调节丝杠的型号规格需要经过理论计算后才能确定,满足受力的要求。
钢柱的标高和垂直度通过调节丝杠进行调节:通过调节丝杠调整上、下节钢柱的焊缝宽度,确保楼层标高准确;通过调整4 个方位的调节丝杠,使上节钢柱垂直度得到保证。轴线位置的确定: ①要求加工厂家在钢柱出场时用钢冲在钢柱的上下两端冲好轴线标记点。 ②在上、下节钢柱对接时,在下的节柱上端的轴线标记点作为基准点,用经纬仪将上节钢柱的上下轴线标记点和基准点调节至同轴后,固定上节钢柱。 ③每安装完一节钢柱,都要重新设定轴线标记点,并做好标记,作为上节钢柱安装的基准点。校正完毕及对接焊缝焊接完成后,将耳板割除。
4.3 钢梁安装
钢梁安装为了控制其钢柱连接后形成整体后的轴线位置及垂直度,可通过限位钢板临时固定、多次反复校正逐步完成。
4.3.1 钢梁吊装临时固定就位
钢梁吊装采取在钢梁上焊吊装耳板,并采用在钢梁上部两端各焊一块安装限位钢板的措施. 吊装耳板:在梁的两端各焊一个,能满足该梁承载力的要求,耳板中心钻<30 孔,板厚10～15 mm ,用于吊装钢梁。 安装限位钢板:在钢梁上部两端各焊一块,板厚10～15 mm ,安装钢梁时将安装限位钢板卡在钢柱牛腿上,用于临时固定钢梁。通过采用吊装耳板、安装限位钢板,将大大提高安装速度和精度,既保证了安装质量又确保了施工安全。
4.3.2 钢梁校正
钢梁吊装的初步就位后,采用千斤顶和倒链对钢梁轴线位置和垂直度反复进行调整校正,直至钢框架符合要求。
4.4 焊接及螺栓连接
钢结构连接方式主要有焊接与螺栓连接,焊接质量的控制要点是合理确定焊接顺序,减少焊接变形与降低焊接应力;螺栓连接采用先安装临时螺栓后安装高强的螺栓方式有效确保高强螺栓的连接与质量。
4.4.1 焊接连接
（1）高层钢结构现场焊接的顺序应按照力求减少在焊接时变形和降低焊接应力的原则加以确定。 在平面上,从中心框架向四周扩展焊接;先焊收缩量大的焊缝,再焊收缩量小的焊缝;对称施焊;同一根梁的两端不可以同时焊接,等一端温度降下后，再焊另一端。
（2）钢柱之间一般为坡口焊连接。 主梁与钢柱一般为刚接,上、下翼缘用坡口电焊连接,而腹板用高强螺栓连接。 次梁与主梁一般为铰接,在腹板处用高强螺栓连接,只有少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接。 焊接顺序:上节柱和梁经校正和固定后进行柱接头焊接。柱与梁焊接时,应先焊顶部梁柱节点,再焊底部的梁柱节点,最后再焊中间部分的梁柱节点。
（3）柱的接头焊接在本层梁与柱连接完成之后进行。 施焊时,首先由两名焊工在相对称位置以相等速度的同时施焊。 H 型钢柱的节点焊接顺序:先焊翼缘焊缝,再焊腹板焊缝;翼缘板焊接时两名焊工对称、反向焊接. 焊接结束后,将柱子连接耳板割除并打磨平整。
4.4.2 螺栓连接
安装临时螺栓。 钢梁安装就位后先采用临时螺栓固定,其螺栓个数为接头螺栓总数的1/ 3 以上;并每个接头不少于2 个,冲钉穿入数量不多于临时螺栓的30%。组装时应先用冲钉对准孔位,在适当的位置插入临时螺栓,用扳手拧紧。
结束语：通过本工程的实例,对高层建筑中的钢结构安装施工顺序与技术质量控制措施:定位钢板的使用也保证了地脚螺栓预埋的准确;调节丝杠可有效调节钢柱的标高、垂直度及轴线位置;吊装耳板和安装限位钢板既提高了安装精度又确保了施工安全;合理确定焊接顺序减小了应力变形,保证了焊接质量等。
参考文献
[1]张海升,王康强. 高层办公楼钢结构安装的施工方法[J].建筑技术,2004,35(2) : 123-125.
[2]徐刚.高层建筑钢结构安装施工技术探讨[J ] . 四川建材,2008 (6) :207-209.
[3]金天德,郁庆浩,汪灏. 高层钢结构工程施工技术[J].浙江建筑,2002 (5) :23-25.
[4]郭淑珍.钢结构的施工技术及应用[J ] . 林业科技情报,2004 ,6 (1) :14.
[5]朱桐生.工业钢结构施工技术及质量控制[J ] . 安徽建筑,2003 ,10 (1) :66-67.