高层超高层钢结构综合项目施工关键技术.doc
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高层超高层钢构造施工技术 2.4.3.1概述 1、钢种类 高层建筑钢构造用钢有普通碳素钢、普通低合金钢和热解决低合金钢三大类。大量使用仍以普通碳素钢为主。国内当前在建筑钢构造中应用最普遍是Q235钢。 《高层建筑钢构造设计与施工规程》规定: ①基于高层钢构造重要性,把冷弯实验、冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列为钢材力学性能五项基本规定,这五项指标皆合格钢材方可采用。 ②对于抗震高层钢构造,钢材强屈比应不低于1.2,对8度以上设防钢构造,应不低于1.5。 ③有明显屈服台阶,伸长率应不不大于20%,应具备良好延性和可焊性。对于钢柱,为防止厚板层状扯破,对硫、磷含量需作进一步控制,应不不不大于0.04%. 2、钢材品种 在当代高层钢构造中,广泛采用经济合理钢材截面,见下表。应充分运用构造截面特性值,发挥最大承载能力。老式工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用,但由于其截面力学性能欠佳,已渐被裁减。 钢材品种及性能 3、钢构造构件 A.柱子 高层钢构造钢柱重要截面形式有箱形断面、H形断面和十字形断面,普通都是焊接截面,热轧型钢用得不多。就构造体系而言,筒中筒构造、钢混凝土混合构造和型钢混凝土构造多采用H形柱,其她多采用箱形柱;十字形柱则用于枢架构造底部型钢混凝土枢架某些。 B.梁和桁架 高层钢构造梁用钢量约占构造总用钢量65%,其中主梁占35%~40%。因而梁布置力求合理,连接简朴,规格少,以利于简化施工和节约钢材。采用最多梁是工字截面,受力小时也可采用槽钢,受力很大时则采用箱形截面,但其连接非常复杂。 截面高度相似时,轧制H型钢要比焊接工字截面便宜。对于重荷载或传递弯矩,则采用焊接箱形梁。当净空高度受到限制时,也可采用双槽钢和钢板组焊而成截面,钢梁内部必要作防锈解决。 把桁架用于高层钢构造楼盖水平构件,可作到大跨度、小净空,工程管线安装以便。平行弦桁架是用钢量最小一种水平构件,但制造比较费工费时。楼盖钢桁架普通由平行上下弦杆和腹杆(斜撑和竖撑或只用斜撑)构成。弦杆和腹杆可采用角钢、槽钢、T型钢、H型钢、矩形和正方形截面钢管等钢材。 4、钢构造连接节点 连接节点是钢构造中极其重要构造部位,它把梁、柱等构件连接成整体构造系统,使其获得空间刚度和稳定性,并通过它把一切荷载传递给基本。连接节点自身应有足够强度、延性和可靠性,应能按照设计规定工作,制作和安装应当简朴。 连接节点按其传力状况分为铰接、刚接和介于两者之间半刚接。设计中重要采用前两者,半刚接采用较少。在实际工程中真正铰接和刚接是不容易做到,只能是接近于铰接或刚接。按连接构件分重要有钢柱柱脚与基本连接、柱柱连接、柱梁连接、柱梁支撑连接、梁梁连接(梁与梁对接和主梁与次梁连接)、梁混凝土筒连接等。 5、钢构造加工制造 由于高层建筑钢构造精度规定高,因而,构件加工制造普通由专门钢构造加工厂在工厂预制完毕。 2.4.3.2高层钢构造安装 1、高层钢构造安装特点 ①由于构造复杂而使施工复杂化。 ②高空作业受天气影响较大。 ③高空作业工作效率低。 ④施工安全问题十分突出。 2、高层钢构造安装前准备工作 ①安装机械选取 高层钢构造安装都用塔式起重机,这就规定塔式起重机臂杆足够长以使其具备足够覆盖面;要有足够起重能力,满足不同部位构件起吊规定;钢丝绳容量要满足起吊高度规定;起吊速度要有足够挡位,满足安装需要;多机作业时,互相要有足够高差,互不碰撞。 ②安装流水段划分 一种立面安装流水段内安装顺序 高层钢构造安装需按照建筑物平面形状、构造形式、安装机械数量和位置等划分流水段。总原则是:平面流水段划分应考虑钢构造安装过程中整体稳定性和对称性,安装顺序普通由中央向四周扩展,以减少焊接误差。立面流水段划分,普通以一节钢柱高度内所有构件作为一种流水段。 一种立面安装流水段内安装顺序如上图所示,钢构造原则单元施工顺序如下图所示。 钢构造原则单元施工顺序 ③钢构件运送和堆放 a.运送。 b.中转。 c.配套。 d.现场堆放。 ④钢构件预检 a.出厂检查。 b.计量工具。 c.预检。 ⑤柱基检查 a.定位轴线检查。 b.柱间距检查。 c.单独柱基中心线检查。 d.柱基地脚螺栓检查。 e.基准标高实测。 ⑥标高块设立及柱底灌浆 a.标高块设立。柱基表面采用设立暂时支承标高块办法来保证钢柱安装控制标高,要依照荷载大小和标高块材料强度拟定标高块支承面积。 b.柱底灌浆。普通在第一节钢框架安装完毕后即可开始紧固地脚螺栓并进行灌浆。灌浆前必要对柱基进行清理,立模板,用水冲洗基本表面,排除积水,螺孔处必要擦干,然后用自流平砂浆持续灌溉,一次块,届时试压,作为验收资料完毕流出砂浆应清除干净,加盖草包养护。砂浆必要做实验。 3、钢构造构件连接 (1)焊接连接 现场焊接办法普通用手工焊接和半自动焊接两种办法。焊接母材厚度不不不大于30mm时采用手工焊,不不大于30mm时采用半自动焊,此外尚需依照工程焊接量大小和操作条件等来拟定。手工焊最大长处是灵活以便,机动性大;缺陷是焊工技术素质规定高,劳动强度大,影响焊接质量因素多。半自动焊接质量可靠,工效高,但操作条件相应比手工焊规定高,并且需要同手工焊结合使用。 高层钢构造构件接头施焊顺序,比构件安装顺序更为重要。焊接顺序不合理,会使构造产生难以挽回变形,甚至会因内应力而将焊缝拉裂。焊接时应注意: a.柱与柱对接焊,应由两名焊工在两相对面等温、等速对称焊接。 b.梁、柱接头焊缝,普通先焊H型钢下翼缘板,再焊上翼缘板。梁两端先焊端,待其冷却至常温后再焊另一端。 c.柱与柱、梁与柱焊缝接头,应实验测出焊缝收缩值,反馈到钢构造制作单位,作为加工参照。要注意焊缝收缩值随周边已安装柱、梁约束限度不同而变化。 (2)高强度螺栓连接 钢构造高强度螺栓连接,普通是指摩擦连接。它借助螺栓紧固产生强大轴力夹紧连接板,靠板与板接触面之间产生抗剪摩擦力传递同螺栓轴线方向相垂直应力。因而,螺栓只受拉不受剪。施工简便而迅速,易于掌握,可拆换,受力好,耐疲劳,较安全,已成为取代铆接和某些焊接一种重要现场连接手段。 高强度螺栓类型,除厂大六角头普通型外,广泛采用是扭剪型高强度螺栓。扭剪型高强度螺栓是在普通大六角头高强度螺栓基本上发展起来。区别仅是外形和施工办法不同,其力学性能和紧固后连接性能完全相似。 高强度螺栓连接运送、装卸、保管过程中,号、规格分类保管。在安装使用前禁止任意开箱。 高强度螺栓施工涉及摩擦面解决、螺栓穿孔、要防止损坏螺纹。应按包装箱上注明批螺栓紧固等工序。 4、钢构造构件安装工艺 (1)钢柱安装 第一节钢柱是安装在柱基暂时标高支承块上,钢柱安装前应将登高扶梯和挂篮等暂时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就位,固定地脚螺栓,校正垂直度。其她各节钢柱都安装在下节钢柱柱顶(采用对接焊),钢柱两侧装有暂时固定用连接板,上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后,即用螺栓固定连接板作暂时固定。 钢柱起吊有两种办法,一种是双机抬吊法;另一种是单机吊装法。 (2)框架钢梁安装 钢梁在吊装前,应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前,应在梁上装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位后,将扶手绳与钢柱系牢,以保证施工人员安全。 钢梁采用两点起吊,普通在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。吊点位置取决于钢梁跨度。为加快吊装速度,对质量较小次梁和其她小梁,常运用多头吊索一次吊装数根。 水平桁架安装基本同框架梁,但吊点位置选取应依照桁架形状而定,需保证起吊后平直,便于安装连接。安装连接螺栓时禁止在状况不明状况下任意扩孔,连接板必要平整。 (3)墙板安装 装配式剪力墙板安装在钢柱和楼层框架梁之间,剪力墙板有钢制墙板和钢筋混凝土墙板两种。 剪力支撑安装部位与剪力墙板吻合,安装时也应采用剪力墙板安装办法,尽量组合后再进行安装。 (4)钢扶梯安装 钢扶梯普通以平台某些为界限分段制作,构件是空间体,与框架同步进行安装,然后再进行位置和标高调节。在安装施工中常作为操作人员在楼层之间工作通道,安装工艺简便,定位固定较复杂。 (5)高层钢框架校正 选取原则柱和基准点,按照校正流程进行校正,校正时容许偏差在规范范畴内。 (6)楼面工程及墙面工程 高层钢构造中,楼面由钢梁和混凝土楼板构成。它有传递垂直荷载和水平荷载构造功能。楼面应当轻质,并有足够刚度,易于施工,为构造安装提供以便,尽量快地为后继防火、装修和其她工程创造条件。 A.楼板种类 高层钢构造中,楼板种类有压型钢板现浇楼板、钢筋混凝土叠合楼板、预制楼板和现浇楼板。 ①压型钢板现浇楼板。 ②钢筋混凝土叠合楼板。 ③预制楼板。 ④现浇楼板。 B.墙面工程 高层钢框架体系普通采用在钢框架内填充与钢框架有效连接剪力墙板(亦称框架一剪力墙构造)。这种剪力墙板可以是预制钢筋混凝土墙板、带钢支撑预制钢筋混凝土墙板或钢板墙板,墙板与钢构造连接用焊接或高强度螺栓固定,也可以是现浇钢筋混凝土剪力墙。 为减轻自重,对非承重构造隔墙、围护墙等,普通广泛采用各种轻质材料,如加气混凝土、石膏板、矿渣棉、塑料、铝板、玻璃围幕等。 (7)安全施工办法 钢构造高层和超高层建筑施工,安全问题十分突出,应当采用有力办法以保证安全施工。 ①在柱、梁安装后而未设立压型钢板楼板时,为便于人员行走和施工以便,需在钢梁上铺设恰当数量走道板。 ②在钢构造吊装期间,为防止人员、物料和工具坠落或飞出导致安全事故,需铺设安全网。安全网分平网和竖网。 ③为便于接柱施工,并保证操作工人安全,在接柱处要设操作平台,平台固定在下节柱顶部。 ④钢构造施工需要许多设备,如电焊机、空气压缩机、氧气瓶、乙炔瓶等,这些设备需随着构造安装而逐渐升高。为此,需在刚安装钢梁上设立存储施工设备用平台。固定平台钢梁暂时螺栓数要依照施工荷载计算拟定,不能只投人少量暂时螺栓。 ⑤为便于施工登高,吊装钢柱前要先将登高钢梯固定在钢柱上。为便于进行柱梁节点紧固高强度螺栓和焊接,需在柱梁节点下方安装吊篮脚手架。 ⑥施工用电动机械和设备均需接地,绝对不容许使用破损电线和电缆,严防设备漏电。施工用电器设备和机械电缆,需集中在一起,并随楼层施工而逐节升高。每层楼面须分别设立配电箱,供每层楼面施工用电需要。 ⑦高空施工,当风速达10m/s时,有些吊装工作要停止;当风速达到15m/s时,普通应停止所有施工工作。 ⑧施工期间应当注意防火,配备必要灭火设备和消防人员。 2.4.3.3钢构造防火与防腐 1、防火工程 钢构造高层建筑要特别注重火灾防止。由于钢材热传导快,比热小,虽是一种不燃材料,但极不耐火。当钢构件暴露于火灾高温之下时,其温度不久上升,当其温度达到600 ℃时,钢构造发生变化,其抗拉强度、屈服点和弹性模量都急剧下降(如屈服点可下降60%)。此外,钢柱以及承重钢梁会由于挠度急剧增大而失去稳定性,导致整个建筑物坍垮。 钢构造防火工程目,在于用防火材料阻断火灾热流传给钢构件通路,延缓传热速率(延长钢构件升温达到临界温度时间),使钢构造在某一种特定期间内可以继续承受荷载。 (1)耐火极限级别 钢构造构件耐火极限级别,是依照它在耐火实验中能继续承受荷载作用最短时间来分级。耐火时间不不大于或等于30min,则耐火极限级别为F30,每一级都比前一级长30min,因此耐火时间级别分为F30,F60,F90,F120,F150,F180等。 钢构造构件耐火极限级别拟定,依建筑物耐火级别和构件种类而定;而建筑物耐火级别又是依照火灾荷载拟定。火灾荷载,是指建筑物内如构造部件、装饰构件、家具和其她物品等可燃材料燃烧时产生热量。 与普通钢构造不同,高层建筑钢构造耐火极限又与建筑物高度有关,由于建筑物越高,重力荷载也越大。高层钢构造耐火级别分为Ⅰ、Ⅱ两级,其构件燃烧性能和耐火极限应不低于下表规定。 2. 防火材料 钢构造防火保护材料,应选取绝热性好,具备一定抗冲击振动能力,能牢固地附着在钢构件上,又不腐蚀钢材防火涂料或不燃性板型材。选用防火材料,应具备国家检测机构提供理化、力学和耐火极限实验检测报告。 防火材料种类重要有: ① 热绝缘材料; ② 能量吸取(烧蚀)材料; ③ 膨胀涂料。 大多数最惯用防火材料事实上是前两类材料混合物。采用最广具备优良性能热绝缘材料有矿物纤维和膨胀骨料(如蛙石和珍珠岩);最惯用热能吸取材料有石膏和硅酸盐水泥,它们遇热释放出结晶水。 (2)防火工程施工办法 钢构造高层建筑防火是十分重要,它关系到居住人员生命财产安全和构造稳定。高层钢构造防火办法费用普通占钢构造造价18%~20%,占构造造价9%~10%,占整个建筑物造价5%~6%。钢构造构件防火办法见上表。 2、防腐工程 (1)钢构造腐蚀化学过程与防腐蚀办法 钢构造腐蚀限度和速度,与相对大气温度以及大气中侵蚀性物质含量密切关于。研究表白,当相对大气湿度不大于70%时,钢材腐蚀并不严重;只有当相对大气湿度超过70%时,才会产生值得注重腐蚀。在潮湿环境中,重要是氧化腐蚀,即氧气与钢材表面铁产生化学作用而引起锈蚀。 防止氧化腐蚀重要办法是把钢构造与大气隔绝。如在钢构造表面现浇一定厚度混凝土覆面层或喷涂水泥砂浆层等,不但能防火,也能保护钢材免遭腐蚀。此外,在钢构造表面增长一层保护性金属镀层,也是一种有效防腐办法。 (2)钢构造涂装防护 用涂油漆办法对钢构造进行防腐,是用得最多一种防腐办法。钢构造涂装防护施工,涉及钢材表面解决、涂层设计、涂层施工等。 ①钢材表面解决。进行钢材表面解决,先要拟定钢材表面原始状态、除锈质量级别、除锈办法和表面粗糙度等。 ②涂层设计。涂层设计涉及涂料品种选取、拟定涂层构造和涂层厚度。 ③涂层施工。 (3)金属镀层防腐 锌是保护性镀层用得最多金属。在钢构造高层建筑中亦有不少构件是采用镀锌来进行防腐。镀锌防腐多用于较小构件。 镀锌可用热浸镀法或喷镀法。热浸镀锌在镀槽中进行,可用来浸镀大构件,镀锌层厚度约为80~100μm 。 喷镀法可用于车间或工地上,镀锌层厚度约为80~150μm。在喷镀之前应先将钢构件表面恰当打毛。 钢构造防腐费用,约占建筑总造价0.1%~0.2%。一种较好防腐系统,在正常气候条件下使用寿命可达10~。在到达使用年限末期,只要重新油漆一遍即可。 2.4.4 高层/超高层钢筋混凝土-钢组合构造施工技术 钢筋混凝土-钢组合构造(Concrete filled steel tubular (CFST) structures)是在钢构造和混凝土构造基本上发展起来新型构造。该组合构造重要有如下几种构造形式: ①钢--混凝土组合受弯构造; ②钢骨混凝土(劲性混凝土)构造; ③钢管混凝土构造和外包钢构造。 2.4.4.1钢管混凝土概述 1、钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管强度和刚度而形成构件。普通,咱们把混凝土强度级别在C50如下钢管混凝土称为普通钢管混凝土;混凝土强度级别在C50以上钢管混凝土称为钢管高强混凝土;混凝土强度级别在C100以上钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。 2、截面形式 工程中常用截面形式有: 正方形、矩形和圆形。 钢管 混凝土 钢管 4、钢管混凝土特点 (1)构造特点: 众所周知,混凝土抗压强度高。但抗弯能力很弱,而钢材,特别是型钢抗弯能力强,具备良好弹塑性,但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在构造上可以将两者长处结合在一起,可使混凝土处在侧向受压状态,其抗压强度可成倍提高.同步由于混凝土存在,提高了钢管刚度,两者共同发挥作用,从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴组合构造,重要以轴心受压和作用力偏心较小受压构件为主,被广泛使用于框架构造中(如厂房和高层)。 (2)钢管混凝土构造迅速发展是由于它具备良好受力性能和施工性能,详细体现为如下几种方面: ①承载力高、延性好,抗震性能优越。 钢管混凝土柱中,钢管对其内部混凝土约束作用使混凝土处在三向受压状态,提高了混凝土抗压强度;钢管内部混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表白,钢管混凝土柱承载力高于相应钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间互相作用使钢管内部混凝土破坏由脆性破坏转变为塑性破坏,构件延性性能明显改进,耗能能力大大提高,具备优越抗震性能。 塑性是指在静载作用下塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表白,试件压缩到原长2/3,纵向应变达30%以上时,试件仍有承载力。剥去钢管后,内部混凝土虽已有很大鼓凸褶皱,但仍保持完整,并未松散,且仍有约5%承载力,用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下,具备良好延性和吸能性。在这方面,钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯重复荷载作用下,弯矩曲率滞回曲线表白,构造吸能性能特别好,无刚度退化,且无下降段,和不丧失局部稳定性钢柱相似,但在某些建筑中,钢柱经常要采用很厚钢板以保证局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因而,钢管混凝土柱抗震性能也优于钢柱。 ②施工以便,工期大大缩短。 钢管混凝土构造施工时,钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段施工荷载和构造重量,施工不受混凝土养护时间影响;由于钢管混凝土内部没有钢筋,便于混凝土浇注和捣实;钢管混凝土构造施工时,不需要模板,既节约了支模、拆模材料和人工费用,也节约了时间。 ③有助于钢管抗火和防火。 由于钢管内填有混凝土,能吸取大量热能,因而遭受火灾时管柱截面温度场分布很不均匀,增长了柱子耐火时间,减慢钢柱升温速度,并且一旦钢柱屈服,混凝土可以承受大某些轴向荷载,防止构造崩塌。组合梁耐火能力也会提高,由于钢梁温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而减少。经实验记录数据表白:达到一级耐火3小时规定和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多,随着钢管直径增大,节约涂料也越多。 ④耐腐蚀性能优于钢构造。 钢管中浇注混凝土使钢管外露面积减少,受外界气体腐蚀面积比钢构造少得多,抗腐和防腐所需费用也比钢构造节约。钢管混凝土构件截面形式对钢管混凝土构造受力性能、施工难易限度、施工工期和工程造价均有很大影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效约束作用,使钢管内部混凝土处在三向受压状态,使混凝土具备更高抗压强度。但是圆钢管混凝土构造施工难度大,施工成本较高。相比之下,方钢管混凝土构造施工较为以便,但钢管混凝土受到约束作用较小,构造承载力较低。 ⑤施工以便。 钢管混凝土柱零件较少,焊缝少,构造简朴,柱脚常采用在混凝土基本上预留杯口插入式柱脚,因而工厂制造比较简朴,同步构件自重较小,运送和吊装也较易,施工很简便,并且钢管混凝土柱采用板材卷制,板材厚度都不大,普通在40mm以内,无论工厂焊接和现场进行对接,都没有什么困难。同步,与钢筋混凝土柱相比,钢管混凝土柱外皮钢管具备钢筋功能,兼有纵向钢筋和横向箍筋作用,因此管内没钢筋,省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺,又由于柱外皮钢管自身就是耐侧压模板,同步也省了支模和拆模等工序。近年来,泵送混凝土相称普遍,现场灌溉并无困难,国内创造并广泛使用高位抛落不振捣混凝土施工办法,更简化了现场灌混凝土工序,简便了施工。也有在管柱下部开暂时灌溉孔,用混凝土泵自下而上灌注混凝土办法,既快,又保证灌溉质量。并且,在浇筑后,钢管内处在相称稳定湿度条件,水分不易蒸发,省去浇水养护工序,简化了混凝土养护工艺。 ⑥经济效益好。 2.4.4.2钢管混凝土发展 钢管混凝土是在劲性混凝土及螺旋配筋混凝土基本上演变和发展起来。最早采用钢管混凝土工程之一是1879年英国severn铁路桥桥墩。前苏联乌拉尔伊谢特铁路桥采用钢管混凝土构件做拱形桁架上弦和上部建筑柱子,省钢25%。1961年比利时建造船坞时,采用钢管混凝土构件做桁架压杆和立柱,比钢构造节约钢材40%。法国巴黎居民区第一座摩天大楼采用了钢管混凝土框架柱,比钢构造节约钢材40%。前苏联在某些吊车栈桥(跨度达48m)中采用钢管混凝土构造,比全钢构造节约钢材12%-28%,减少造价28%,比钢筋混凝土构造省钢9%,减少造价56%。日本、瑞士等国在输电跨越塔中采用了钢管混凝土构造,也都获得了明显经济效益。在20世纪60年代此前,由于钢管内浇注混凝土施工工艺尚未得到较好解决,现场施工操作显得繁琐,钢管混凝土构造在施工性能方面优势没有得到应有发挥。到80年代后期,由于泵送混凝土工艺发展,解决了现场钢管内部灌溉混凝土工艺问题,加上当代高强混凝土需要用钢管约束来克服其脆性。因而,钢管混凝土构造在美国和澳大利亚等国高层建筑中得到了广泛应用,被以为是高层建造技术一次重大突破。国内钢管混凝土构造技术开发和应用已有近40年历史。1966年钢管混凝土构造应用于北京地铁车站工程,70年代又在单层工业厂房、重型构架中得到了成功应用。自1990年在四川省旺苍县建成跨度为115米国内第一座钢管混凝土拱桥以来,在10来年时间里,国内已经建成了100多座钢管混凝土拱桥,其中跨度在100米以上就有30多座,特别是重庆市万县长江公路大桥,跨度达到420米,一跨过江。近来,随着国家经济迅猛发展,钢管混凝土构造在国内高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程中得到了卓有成效地应用,推动了建造技术发展。 2.4.4.3钢管混凝土施工技术 1、施工办法 钢管混凝土浇筑办法:可采用泵送顶升浇筑、立式手工浇筑、高位抛落无振捣法。 立式手工浇筑法:混凝土自钢管上口灌入,当管径不不大于350mm时,用插入式内部振捣器振捣密实,每次振捣时间不少于30s,混凝土一次浇筑高度不超过2m.当管径不大于350mm时,可采用附着在钢管外壁外部振捣器进行振捣,外部振捣器位置应随混凝土灌溉进展而加以调节,外部振捣器工作范畴,以钢管横向振幅不不大于0.3mm为有效,振幅可用百分表实测,振捣时间不不大于1min,混凝土一次灌溉高度应不不不大于振捣器有效工作范畴和2~3m柱长。 高位抛落无振捣法:该种办法是以混凝土下落是产生动能达到振实混凝土目。它合用于管径不不大于350mm、高度不不大于4m状况。对于抛落高度局限性4m区段,应用内部振捣器振密,一次抛落量宜在0.7m2。 2、注意事项 所采用混凝土配合比、坍落度应符合规定,为满足坍落度规定,应掺加适量减水剂;为减少混凝土收缩,可掺入适量混凝土微膨胀剂。 钢管内混凝土浇筑宜持续进行,必要间歇时,间歇时间不应超过混凝土终凝时间,需要留水平施工缝时,应将柱端管口封盖,以防止杂物、雨水等落入钢管内。 每次灌溉混凝土前,应先灌溉一层10-20mm厚与混凝土强度级别相似水泥砂浆,作为接触砂浆,以做好水平施工缝连接解决。 钢管内混凝土灌溉质量,可采用敲击法进行初步检查,如有异常,则应用超声波进行检测。对于混凝土浇筑不密实部位,可采用局部钻孔压浆法进行补强,然后将钻孔补焊封固。 3、施工实例 深圳赛格广场高355米,地上72层,是当前世界上最高钢管混凝土构造建筑,也是深圳主体楼层最高建筑。 广州国际金融中心----广州西塔,成了名幅其实广州最重要新地标。432米西塔可抗八级地震。被称作“通透水晶”西塔有如站立在广州都市新中轴线窈窕美女。亮丽身段是钢管混凝土巨型斜交网格外筒,纤纤骨架是钢筋混凝土内筒,连接内外筒是钢—混凝土组合楼盖。独特筒中筒构造体系在当前世界超高层建筑中是唯一。 香港“国际金融中心”大厦 420米,88层国金二期办公室升降机大堂国际金融中心二期(国金二期),楼高415.8米,是香港第一高楼,世界第六高楼,竣工于,普通说有地上88层,但事实上建筑构造(蓝图)有90层楼,地下6层,楼面面积18万5,805平方米,设有22层交易楼层,有多达62部电梯。其外型设计与国金一期相似,墙均为玻璃幕墙,在顶层设计皇冠式和象牙形装饰,晚间由投射灯照射。香港金融管理局总部设于国金二期,是金管局于4月以接近37亿港元向发展商购入,涉及顶楼在内共14层办公室面积,曾被部份人士批评挥霍公帑。金管局当前持有34万平方呎楼面,分别位于55至56楼、77至88楼,部份楼层出租予香港按揭证券公司及国际结算银行等有关金融机构。金融管理局总裁任志刚办公室位于88楼,并可使用私人专用电梯出入,以加强保安及隐私。 杭州瑞丰国际商务大厦是杭萧钢构制作安装国内第一幢采用矩形钢管混凝土构造高层建筑,此构造形式系国家经贸委与建设部技术创新重点专项筹划之一 ,此工程建设被列为杭州市建筑新技术应用示范工程实行项目。本工程地下2层,地上裙房6层,东塔楼(宾馆)为15层,高58.5米,西塔楼(写字楼)为24层,高88.2米,柱网尺寸为7.6 m×7.6 m,建筑面积为51095平米,采用矩形钢管混凝土框架-筒体构造。柱采用矩形钢管混凝土组合柱,梁采用焊接H型钢-混凝土持续组合梁,楼盖采用压型钢板组合楼盖,筒体采用钢筋混凝土构造;本工程除4根钢柱截面为□600×600外别的均为□500×500,材质为Q345B,最大板厚为28mm,钢柱内灌混凝土强度级别由C55渐变至C35;主梁截面高度为400,次梁截面高度为350,用钢约3000吨。 2.4.4.4钢-混凝土组合楼盖构造 1、组合梁板基本原理 A.非组合梁 由混凝土板和钢梁构成楼盖构造中,若两者交界面处没有连接办法,则在竖向荷载作用下,混凝土板截面和钢梁截面弯曲变形互相独,各自有中和轴。若忽视摩擦力,交界面上仅有竖向压力,两者之间必然发生相对水平滑移错动。因此,其受弯承载力M=M1+M2。 B.组合梁 如果在钢梁上翼缘设立足够抗剪连接件并伸入混凝土板形成整体,制止板和钢梁之间相对滑移,使两者弯曲变形协调,共同承担荷载作用,则称为组合梁。在荷载作用下,组合梁截面仅有一种中和轴,混凝土板重要承受压力,钢梁重要承受拉力。与非组合梁相比,组合梁中和轴高度和内力臂增大,其受弯承载力明显提高 。组合梁截面高度大,因而刚度也大。 掀起作用 普通在板梁交界面上竖向分布力为压力。当荷载作用于钢梁上时,交界面上竖向分布力为拉力,将引起板、梁分离。组合梁中这种上下层分离趋势称为掀起作用。由于掀起力远不大于交界面上剪切力,并且抗剪连接件形状具备一定抗掀起作用,在设计中普通不进行抗掀起计算。 在压型钢板-混凝土楼板中,钢板和混凝土组合伙用不是通过抗剪连接件,而是依托压型钢板纵向波槽,钢板上压痕、开小洞、冲成孔眼或在钢板上焊接横向钢筋等办法实现。 2、完全抗剪连接和某些抗剪连接 依照抗剪连接件布置、数量和受剪承载力,可把组合梁分为完全抗剪连接组合梁和某些抗剪连接组合梁两类。 完全抗剪连接:虽然在梁产生弯曲破坏最不利截面处再增长连接件数量,梁受弯承载力也不再增长时抗剪连接设计。 某些抗剪连接:抗剪连接件数量少于完全抗剪连接所需要数量时。在实际工程中,在满足设计规定状况下,采用某些抗剪连接可以获得较好经济效益。 2.4.4.5压型钢板-混凝土组合板 压型钢板-混凝土组合板长处 非组合板 若仅考虑把压型钢板作为浇注混凝土时永久性模板使用,则压型钢板只需要满足施工阶段承载力和变形规定。施工完毕后,所有使用荷载由混凝土板承受。其设计办法与钢筋混凝土板相似,对压型钢板截面构造也无特殊规定。 组合板 若压型钢板除在施工阶段作为模板使用外,在使用阶段还作为混凝土板受力钢筋或某些受力钢筋,与混凝土共同工作承担使用荷载。此时,为保证混凝土与压型钢板共同工作,在压型钢板表面需设立抗剪齿槽或者采用开孔洞、焊接短钢筋、横向钢筋等办法,以抵抗交界面纵向剪力和竖向揿起力。此外,还要考虑对板防火性能和耐久性能规定。常用压型钢板和混凝土组合形式见图。 压型钢板-混凝土组合板具备下列长处: ①压型钢板可作为灌溉混凝土模板,节约了大量木模板及支撑; ②压型钢板非常轻便,堆放、运送及安装都非常以便; ③使用阶段,压型钢板可代替受拉钢筋,减少钢筋制作与安装工作。 ④刚度较大,省去许多受拉区混凝土,节约混凝土用量,减轻构造自重; ⑤有助于各种管线布置、装修以便; ⑥与木模板相比,施工时减小了火灾发生也许性; ⑦压型钢板也可以起到支撑钢梁侧向稳定作用。- 配套讲稿:
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