钢结构▪品味
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项目概况
百花小区商住楼1号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3.3万平方米,地下1层,地上26层(其中地下为立体车库,1至3层为公共建筑,4层以上为住宅)。
承重框架为箱形柱加H型钢,柱采用马钢生产的Q345B型钢,内外墙板采用南京生产的ALC(加气混凝土轻质板),外墙直接在ALC板上刷油漆。
公共建筑外窗为无框窗;居住建筑外窗为60系列PVC塑钢窗,配中空玻璃。楼面采用现浇混凝土现场浇筑,屋面采用PVC防水聚乙基泡沫保温屋面。
房屋内水电全部采用暗装,在与梁相交处梁腹板预留孔位,水电每户单独计量,每户有宽带,采暖采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:箱型柱采用钢板制成,在钢构件加工车间加工,钢结构构件进行防锈、焊接。
3.1.1箱形柱制造工艺
1)钢板拼接
由于每块柱段高度不足12米,为保证钢板切割后的平直度,先将两块钢板拼接在一起。钢板两端均加工有斜角。
2)标记和切割
按照布置图进行标记,宽度方向留3mm余量,长度方向留50mm余量,中间隔板标记不留余量。
沿标记线长度方向每隔5m钻一个φ8mm的孔。
用两台半自动切割机(或双头)同时沿划线中心进行切割,每隔5米留出100mm不切割,待冷却后再切割。
3)装配与焊接
采用H型钢作为临时拼装平台,拼装前用水平尺找平,固定H型垫块,在两腹板上画拼装线,将焊接好的内衬拼装起来。
位置焊接:在衬管内侧每隔300mm焊一条10-20mm的焊缝。
将腹板与隔板组装起来,并进行定位焊接。
将两盖组装起来,并进行定位焊接。
将腹板组装起来,做定位焊接。
将三个大小相同的盒子并排放置,进行点焊,将两边的盒子作为自动焊接机的轨道。
焊接:采用两台埋弧自动焊机,同方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板,并进行灭弧焊。
焊完一层后,将盒子翻过来,在另一面焊两条焊缝,焊接方法同上,焊接完成后,翻过来,在另一面焊两条焊缝。
焊接结束后,应在距母材5mm处将引弧、灭弧板切断,并用砂轮机磨平,严禁使用锤子敲落;磨平后应检查切断面。
焊缝无损检测采用超声波检测,检测长度为每条焊缝的20%,且按JB11345的规定不得低于Ⅱ级。
3.1.2梁及连接板的加工与焊接
1)切割
钢材切割采用钢材切割机,钢板切割采用半自动切割机,切割后应清理熔渣、打磨,并对材料进行编号分类。
2)钻孔
首先用触笔和钢尺在部件上标记出孔的中心和直径,在孔的周围(成90°)打四个孔,钻孔后进行检查;
3)高强度螺栓的摩擦表面处理
喷砂处理后的高强度螺栓摩擦面表面粗糙度:喷砂压力约为6Kg/cm2,石英砂粒径为1.5∽4mm,处理后的钢材表面呈灰白色;
用电磨机对钢板表面进行打磨,砂轮打磨方向应与受力方向垂直,打磨范围不小于螺栓直径的4倍,打磨时钢材表面不应磨出明显的凹坑。
3.2钢结构安装
3.2.1箱形柱安装:实际施工过程中,箱形柱按照材料采购、加工、运输、吊装、连接(加固)等工序完成。
所有钢结构产品在涂刷防锈漆前必须清除构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物,手工除锈应达到St2级,机械除锈应达到Sa2级。
本项目四层以下裙房柱48柱,主楼柱37柱,最短单柱4.5米,最长单柱12.5米,截面为箱形,单柱最大设计重量3.5吨,最小设计重量1.88吨,剪力墙框架柱为150*150H型钢。
吊装顺序按由中心向四周展开的原则进行,保证安装时框架的对称性和稳定性。柱安装吊装采用QTZ-80塔机,利用柱顶临时设计的耳板作为吊点进行吊装。
各柱子采用临时连接板、临时螺栓连接,形成稳定的单元框架,然后进行焊接调整和UT检测。
3.2.2钢梁安装钢梁安装分为主梁、次梁、悬臂梁安装;主梁采用Q345B轧制H型钢,主梁采用柱成单元后捆扎、张线施工,根据工程设计特点,吊装数量为2~4根;次梁、剪力墙框架梁因实际空间及节点情况,一般单独吊装。
3.2.3高强螺栓安装高强螺栓是建筑钢结构最先进的连接方法之一,施工简便,可拆换,传力均匀。根据本工程设计,高强螺栓采用摩擦连接。紧固方式为采用专用棘轮扳手和力矩扳手进行初紧和终紧。
3.2.4. 螺柱焊接 螺柱焊接是高层钢结构施工中不可缺少的环节,常见的螺柱焊接方式有直接焊在钢梁上和穿过波形钢板后焊在钢梁上,本工程采用的是直接焊在钢梁上。
3.3 混凝土施工
本工程混凝土部分主要由核心筒墙、现浇混凝土楼板两部分组成。混凝土运输:混凝土垂直运输主要采用混凝土泵送方式进行。
楼面模板支撑方案根据本工程结构特点,利用H型钢下翼缘支撑小规格H型钢,在H型钢上铺设竹胶板及钢筋。箱型柱采用顶推法浇筑混凝土,利用混凝土泵的压力将混凝土由下而上压入箱型柱内。
混凝土顶升前,设计方会对顶升入口处的管壁进行详细、严格的强度计算,确保顶升压力在要求的强度范围内。同时,在柱下侧壁会安装专门的压力表,随时观察柱内混凝土的压力变化。另外,对顶升混凝土的配合比必须有严格的要求,确保混凝土的坍落度不小于200MM。
3.4 外墙板安装
外墙板采用南京旭建生产的175MM厚ALC板,板材全部在工厂加工后运输到现场吊装,吊装设备为塔吊。
外墙板约9780块,其中TU平板4600余块,TU艺术板5180块。根据厂家提供的图集,墙板在墙板内侧用膨胀螺栓固定在楼板上的全长角钢上,与ALC板上的专用连接杆连接。缝隙用嵌缝砂浆和密封胶密封。在床身连接处,窗户周围增加了角钢。
3.5 内墙板安装
内墙板全部采用南京C型125厚ALC板,工厂化生产,现场安装,施工工艺简单,不受天气条件限制,内墙安装与外墙安装基本类似,卫生间、厨房等部位墙板采用专用PVC密封胶。
4.主要技术成果
1)箱型混凝土柱
箱形柱-混凝土柱是采用高强度(C50)级混凝土浇筑箱形柱,并在箱形柱中间增加隔墙支撑,形成两种材料相互补充、共同作用的机理,解决了在荷载作用下,强度未达到极限就出现过大变形的问题。
具有承载力高、抗震性好、施工简便等特点,一般以每四层(每节长约12米)为一个制作安装单位,钢管柱整体一次性吊装就位,为主体结构安装创造了流水作业的条件。箱形柱-混凝土经防火板包裹后,钢管混凝土柱耐火极限大于三小时,满足高层建筑的防火要求。
H型钢的加工、螺柱的焊接采用合理的工艺,尽量减少焊接引起的残余应力,并用合理的手段修正误差。
高强度螺栓型号,要求先用砂轮将高强度螺栓的接触面打磨平整钢结构双头螺栓厂家,打磨方向垂直于构件受力方向。安装时用钢丝刷清除松散的锈迹,并按规范要求对摩擦面进行抗滑移系数试验,要求抗滑移系数不小于0.35。
2)H型钢
H型钢梁全部采用轧制H型钢,变形能力强,抗震性好,承载力高,H型钢梁表面刷防腐漆,外覆防火板,解决了钢结构的防腐防火难题。
施工时,钢梁承载力大,可大大节省模板工作量,所用梁全部在工厂加工后运到县城现场吊装,大大减少了现场工作量,缩短了工期。
3)侧力支撑混凝土筒体结构
在电梯、楼梯等位置形成钢筋混凝土核心筒,作为剪力墙侧力支撑,提高结构稳定性,对优化侧向刚度、提高抗震性能起到积极作用。
4)现浇钢筋混凝土楼板
利用钢架梁下翼缘作为模板支撑,在其上铺设竹胶板,再根据设计铺设钢筋,浇筑C30混凝土,节省模板材料,缩短工期。
5)节能复合外墙板
从某种意义上来说,墙板尤其是外墙板比结构体系更加重要,因为住宅建筑的主要功能都是通过外墙板来实现的。该项目采用的复合外墙板是被列为“全国住宅建筑推荐产品”的南京旭建牌加压轻质加气混凝土(ALC)板,墙板由加气混凝土和钢龙骨组成。
墙板在工厂预制,现场安装,基本杜绝了湿作业。加工尺寸准确,施工快捷简便,大大缩短了工期;由于质量轻、强度相当,可简化工程基础;优良的保温性能可减小墙体厚度,增加建筑使用面积。
同时可大大减少地震时建筑物的破坏,降低灾害造成的损失,墙板接缝防渗、墙板防火性能也满足国家相关标准的要求。
ALC板主要性能:
1、轻质:比重为0.5,是混凝土的1/5,空心砖的1/3,减轻了建筑物自重,减少经济投资,提高建筑质量。
2、隔热性能:热导率:0.11W/m•k。
3、耐火性:耐火极限达到4小时。
4、隔音性:既具有隔音性能,又具有吸音性能。
5、承载能力、抗震性能优良。
6、绿色环保、无放射性。
ALC板施工安装简便,板材全机械化,精度高,可根据现场需要切割成任意形状,施工工序简单,劳动强度低,解决了传统砌块建筑施工中一系列施工质量问题,工期可缩短三分之一,大大提高施工效率。
6)高层住宅钢结构体系节能供暖方法研究;
节能住宅大到可以节约能源、保护环境;小到可以为业主节省生活成本。据相关调查显示,随着人们对节能住宅认知度的提高,有70%以上的人愿意购买节能住宅。因此,在本项目中,也充分考虑了节能技术的应用:
一是设计应充分减少建筑墙体、屋顶、窗等处的热传导,采用建筑低能耗围护结构设计方案,使用新型低能耗围护材料。
裙房一至三层外墙采用200mm厚加气混凝土砌块,四层及以上住宅楼外墙采用175mm厚节能墙板。新建屋面在防水卷材上铺装膨胀珍珠岩,增加屋面保温效果。
除裙楼办公区域安装的无框落地玻璃外,其余外窗均为PVC系列塑钢窗,物理性能达到A级,中空玻璃腔体气层厚度不小于12MM。热水系统采用太阳能集中供热系统,减少投资的同时保护了环境。
本项目供暖除裙楼部分外均为电供暖,采用踢脚线安装的马克智能控温电加热器,电供暖的特点是:环保、无噪音、无污染、无废气、热效率高,热转换率可达99%。
其次,在建筑材料采购上,我们严把质量关,确保建筑材料严格按照设计要求使用。
施工过程中也充分考虑环保节能,本项目钢管混凝土柱浇筑采用新型泵压顶管技术,很少甚至不需要振捣,混凝土满足设计要求,减少了因振捣带来的噪音污染,同时该工艺减少了混凝土的浪费,大大减少了建筑垃圾的产生。
采用钢结构梁、柱减少了截面面积,节省了模板材料的使用,节约资源、保护环境;墙板安装采用焊接或螺栓连接,在钢结构柱、梁上焊接预埋件,用专用连接钢筋、钢板(螺栓)固定,与结构梁或柱连接处的缝隙采用专用密封膏密封。墙板安装过程基本杜绝了现场湿作业。
该项目改变了建筑外墙外保温在节能环保、采暖等方面的单一节能技术理念,将太阳能的开发与新型电采暖技术的利用结合起来。
同时,在施工过程中采用减少湿作业、保护环境的施工工艺,并具有开发新能源、节约能源的前瞻性意识,推动了住宅行业走向环保节能。
7、钢结构主升降车库应用研究;
根据城市对停车位数量的需求及本项目地下室高度较高,在地下室设置立体升降车库,立体多层停车设备具有节省空间、布局灵活、存取自动化、投资少等优点,是一种适合城市中心用地有限的新型设备。
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