多层与高层钢结构安装施工工艺标准.wps
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1、多层与高层钢结构安装施工工艺标准2.2.1 总则2.2.1.1 适用范围当前,多层与高层建筑钢结构在我国蓬勃发展,充分体现了钢结构良好的综合经济效益和力学性能。为了适应多层与高层钢结构的发展需要,在钢结构工程施工中贯彻执行国家的技术经济政策,即在保证工程质量的基础上,贯彻技术先进、经济合理。安全适用原则,结合目前钢构件工厂加工、现场安装的特点,特制定本施工工艺标准。本施工工艺标准用于指导多层与高层钢结构工程安装及验收工作。主要针对框架结构、框架-剪力墙结构、 框架-支撑结构。 框架-核心筒结构、 筒体结构以及劲性混凝土和钢管混凝土中的钢结构,屋顶特殊节框架构筑物等多、高层钢结构体系编写。多层与
2、高层钢结构的安装施工除执行本施工工艺标准外,还应符合国家现行有关标准的规定。2.2.1.2 编制参考标准及规范(1)钢结构设计规范GB 500172003(2)高层民用建筑钢结构技术规程JGJ 9998(3)钢结构工程施工质量验收规范GB 502052001(4)建筑工程施工质量验收统一标准GB 503002001(5)工程测量规范GB 5002593(6)建筑钢结构焊接技术规程JGJ 812002(7) 钢结构高强度螺栓连接的设计、 施工及验收规范 JGJ 8291(8)建筑施工高处作业安全技术规程JGJ 8091(9)建筑抗震设计规范GB 5001120012.2.2 术语、符号2.2.2
3、.1 术语(1)设计文件:设计图纸、施工技术要求和设计变更文件等的统称。(2)材质证明书:由钢材生产部门或销售单位委托有资质的质量检测部门出具的钢材质量的证明文件。(3)零件:组成部件或构件的最小单元,如节点板、加劲肋、翼缘板等。(4)部件:由若干零件组成的单元,如焊接H 形钢、牛腿等。(5)构件:由若干零件、部件或由零件和部件组成的钢结构基本单元,如梁、柱、支撑等。(6)高强度螺栓连接副:高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称。(7)抗滑移系数:高强度螺栓连接中,使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值。(8)预拼装:为检验构件是否满足安装质量要求而进行的拼装
4、。(9)空间刚度单元:由构件组成的基本的稳定空间体系。(10)地脚螺栓;预埋在钢筋混凝土基础中的螺栓,用以固定柱子。(11)翘曲:同时包括线位移和角位移的构件的组合变形,其特点是截面变形后不再保持在同一平面上。(12)环境温度:安装时的现场温度。2.2.2.2 符号(1)a间距;(2)b宽度或板的自由外伸宽度;(3)d直径;(4)e偏心距;(5)f 一挠度、弯曲矢高;(6)H柱高度;(7)Hi各楼层高度;(8)h截面高度;(9)he角焊缝计算厚度;(10)l长度、跨度;(11)Ra轮廓算术平均偏差(表面粗糙度参数);(12)r半径;(13)t板、壁的厚度;(14) 增量;(15)K系数。2.2
5、.3 基本规定2.2.3.1 钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质,施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度,施工现场应有经项目技术负责人审批的施工组织设计、施工方案等技术文件。进行钢结构安装前,同设计单位认真交底,明确钢结构体系的力学模式、施工荷载、结构承受的动载及疲劳要求,做好保证结构安全的技术准备;有需要时,应进行钢结构安装的施工模拟。2.3.2.2 熟悉安装现场周边环境,建立合理的测量控制网,编制满足构件空间定位精度要求的测量方案。2.2.3.3 同监理单位联系,就专项施工工艺交底或委托有资质的单位检测,包括焊接工艺评定或焊缝检测,高强度螺栓
6、检测或抗滑移系数复测,大型设备安装检测等关系结构安全的工艺。2.2.3.4 钢结构工程安装质量不符合现行施工质量验收规范要求时,按规范规定进行处理。钢结构构件出厂要按现行标准检查并验收。2.2.3.5 钢结构工程施工速度较快,在结构形成空间刚度单元后,应及时对构件按设计要求进行最终固定并做好保护工作。2.2.4 施工准备施工准备是一项技术、 计划、 经济、 质量、 安全、 现场管理等综合性强的工作,是同设计单位、 钢结构加工厂、 混凝土基础施工单位、 混凝土结构施工单位以及钢结构安装单位内部资源组合的重要工作。施工准备包括技术准备,资源准备,管理协调准备等内容。其程序如下图:设计、合同要求质量
7、、工期交底 编制施工组织设计编制资源使用计划 基础、钢构件、控制网检测现场施工水、 电、 构件堆场工作程序 相关单位协调工作程序审批2.2.4.1 技术准备技术准备主要包括设计交底和图纸会审、钢结构安装施工组织设计、钢结构及构件验收标准及技术要求、 计量管理和测量管理、 特殊工艺管理等。 具体如下:(1)参加图纸会审,与业主、 设计、 监理充分沟通,确定钢结构各节点、构件分节细节及工厂制作图,分节加工的构件满足运输和吊装要求。(2)编制施工组织设计,分项作业指导书。施工组织设计包括工程概况、工程量清单、现场平面布置、 主要施工机械和吊装方法、 施工技术措施、 专项施工方案、工程质量标准、安全及
8、环境保护、主要资源表等。其中吊装主要机械选型及平面布置是吊装重点。分项作业指导书可以细化为作业卡,主要用于作业人员“明确相应工序的操作步骤、质量标准、施工工具和检测内容、检测标准。(3)依承接工程的具体情况,确定钢构件进场检验内容及适用标准,以及钢结构安装检验批划分、 检验内容、 检验标准、 检测方法、 检验工具,在遵循国家标准的基础上,参照部标或其他权威认可的标准,确定后在工程中使用。(4)各专项工种施工工艺确定,编制具体的吊装方案、测量监控方案、焊接及无损检测方案、 高强度螺栓施工方案、 塔吊装拆方案、 临时用电用水方案、质量安全环保方案。(5)组织必要的工艺试验,如焊接工艺试验、压型钢板
9、施工及栓钉焊接检测工艺试验。尤其要做好新工艺、新材料的工艺试验,作为指导生产的依据。对于栓钉焊接工艺试验,根据栓钉的直径、长度及焊接类型(是穿透压型钢板焊还是直接打在钢梁上的栓钉焊接),要做相应的电流大小、通电时间长短的调试。对于高强度螺栓,要做好高强度螺栓连接副扭矩系数、预拉力和摩擦面抗滑移系数的检测。(6)根据结构深化图纸,验算钢结构框架安装时构件受力情况,科学地预计其可能的变形情况,并采取相应合理的技术措施来保证钢结构安装的顺利进行。(7)钢结构施工中计量管理包括按标准进行的计量检测,按施工组织设计要求的精度配置的器具,检测中按标准进行的方法。测量管理包括控制网的建立和复核,检测方法、检
10、测工具、检测精度符合国家标准要求。(8)和工程所在地的相关部门进行协调,如治安、 交通、 绿化、环保、文保、电力等。并到当地的气象部门了解以往年份的气象资料,做好防台风、防雨、防冻、防寒、防高温等措施。2.2.4.2 材料要求材料要求包括劳动力、 机械设备、 钢构件、 资源准备、 连接材料、测量器具、现场平面规划、钢构件运输等准备工作。多层与高层建筑钢结构的钢材,主要采用Q235 的碳素结构钢和Q345 的低合金高强度结构钢,国外进口钢的强度等级大多相当于Q345,Q390。 其质量标准应分别符合我国现行国家标准碳素结构钢GB 700 和低合金高强度结构钢GB/T 1591 的规定。当有可靠根
11、据时,可采用其他牌号的钢材。当设计文件采用其他牌号的结构钢时,应符合相对应的现行国家标准。多层与高层钢结构连接材料主要采用E43、E50 系列焊条或H08 系列焊丝,高强度螺栓主要采用45 号钢、40B 钢、20MnTiB 钢,栓钉主要采用ML15、DL15 钢。(1)品种规格钢型材有热轧成型的钢板和型钢以及冷弯成型的薄壁型钢。热轧钢板有:薄钢板(厚度为0.354mm)、中厚钢板(厚度为4.560mm)、超厚钢板(厚度60mm),还有扁钢(厚度为460mm、宽度为30200mm,比钢板宽度小)。热轧型钢有:角钢、 工字钢、 槽钢、 钢管等以及其他新型型钢。角钢分等边和不等边两种。工字钢有:普通
12、工字钢、轻型工字钢和宽翼缘工字钢,其中宽翼缘工字钢也称“H”型钢。槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。钢管有无缝钢管和焊接钢管。1)钢板现行国家标准 热轧钢板和钢带 GB/T709 规定了热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差。标准适用于宽度大于或等于600mm,厚度为0.35200mm 的热轧钢板。钢板表面质量应符合碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带GBT3274 中的表面质量的要求。钢板和钢带不得有分层。2)对工字钢现行国家标准热轧工字钢GBT706 规定了热轧工字钢的尺寸、外形、质量及允许偏差。3)角钢现行国家标准 热轧等边角钢 GB/T9787 和 热轧不等边角钢GB/T9788 分别
13、规定了热轧等边和不等边角钢的尺寸、外形、质量及允许偏差。4)槽钢现行国家标准热轧槽钢GBT707 规定了热轧槽钢的尺寸、外形、质量及允许偏差。5)冷弯型钢现行国家标准 冷弯型钢技术条件 GB 6725 规定了冷弯型钢的尺寸、外形、质量及允许偏差。6)钢管现行国家标准 结构用无缝钢管 GBT 8162 和 直缝电焊钢管GB/T 13793分别规定了无缝钢管和电焊钢管的尺寸、外形、质量及允许偏差。采用钢板制作的钢管应符合国家标准中的相应要求。7)H 型钢现行国家标准热轧H 型钢和剖分T 型钢GB ll263 规定了H 型钢的尺寸、外形、质量及允许偏差。国外进口的H 型钢应充分研究其材质和力学性能,
14、在检验合格条件下合理采用,焊接H 型钢的制作应符合 焊接H 型钢 YB 301 标准中的相应要求。8)花纹钢板现行国家标准花纹钢板GB/T 3277 规定了花纹钢板的尺寸、外形、质量及允许偏差。9)波形钢板现执行宝钢标准BZJ 450。(2)厚度方向性能钢板随着多层与高层钢结构的发展,焊接结构使用的钢板厚度有所增加,对钢材材性要求提出了新的内容要求钢板在厚度方向有良好的抗层状撕裂性能,因而出现了新的钢材厚度方向性能钢板。 国家标准 厚度方向性能钢板 GB 5313 有这方面的专用规定。(3)现场安装的材料准备1)根据施工图,测算各主耗材料(如焊条、焊丝等)的数量,作好定货安排,确定进场时间。2
15、)各施工工序所需临时支撑、 钢结构拼装平台、 脚手架支撑、安全防护、环境保护器材数量确认后,安排进场搭设、制作。3)根据现场施工安排,编制钢构件进场计划,安排制作、运输计划。对于特殊构件(如放射性、腐蚀性等)的运输,要做好相应的措施,并到当地的公安、消防部门登记。对超重、超长、超宽的构件,还应规定好吊耳的设置,并标出重心位置。2.2.4.3 主要机具在多层与高层钢结构安装施工中,由于建筑较高、大,吊装机械多以塔式起重机、履带式起重机、汽车式起重机为主。(1)塔式起重机塔式起重机,又称塔吊,有行走式、固定式、附着式与内爬式几种类型。在高层钢结构安装中,塔式起重机是首选安装机械。塔式起重机由提升、
16、行走、变幅、回转等机构及金属结构两大部分组成。塔式起重机具有提升高度高、工作半径大、动作平稳,工作效率高等优点。随着建筑机械技术的发展,大吨位塔式起重机的出现,弥补了塔式起重机起重量不大的缺点。(2)其他施工机具在多层与高层钢结构施工中,除了塔式起重机、汽车式起重机、履带式起重机外,还会用到以下一些机具,如千斤顶、 葫芦、 卷扬机、 滑车及滑车组、电焊机、熔焊栓钉机、电动扳手、全站仪、经纬仪等。多层与高层钢结构工程施工中,钢构件在加工厂制作,现场安装,工期较短,机械化程度高,采用的机具设备较多。因此在施工准备阶段,根据现场施工要求,编制施工机具设备需用计划,同时根据现场施工现状、场地情况,确定
17、各机具设备进场日期、安装日期及临时堆放场地,确保在不影响其他单位的施工活动的同时,保证机具设备按现场安装施工要求安装到位。2.2.4.4 劳动力准备所有生产工人都要进行上岗前培训,取得相应资质的上岗证书,做到持证上岗。尤其是焊工、起重工、塔吊操作工、塔吊指挥工等特殊工种。2.2.5 材料和质量要点2.2.5.1 材料的关键要求在多层与高层钢结构工程现场施工中,安装用的材料,如焊接材料、高强度螺栓、压型钢板、栓钉等应符合现行国家产品标准和设计要求 。CO2、C2H2、O2 等应符合焊接规程的要求。并按要求进行必要的检验,如:焊缝检测,工艺评定,高强度螺栓检测及抗滑移系数检测,钢材质量复测等。2.
18、2.5.2 技术关键要求在多层与高层钢结构工程现场施工中,吊装机具的选择,吊装方案、测量监控方案、焊接方案等的确定尤为关键。2.2.5.3 质量关键要求在多层与高层钢结构工程现场施工中,节点处理直接关系结构安全和工程质量,必须合理处理,严把质量关。对焊接节点处必须严格按无损检测方案进行检测,必须做好高强度螺栓连接副和高强度螺栓连接件抗滑移系数的试验报告。对钢结构安装的每一步都应做好测量监控。2.2.5.4 职业健康安全关键要求在多层与高层钢结构工程现场施工中,高空作业较多,必须编制安全方案,作好安全措施。高空作业必须使用“三宝”,必须作好“四口”的防护工作。组织员工定期进行体检。2.2.5.5
19、 环境关键要求在多层与高层钢结构工程现场施工中,对于施工中和施工完后所产生的施工废弃物,如钢材边角料、废旧安全网等,应集中回收、处理。对于焊接中产生的电弧光,应采取一定的防护措施。2.2.5.6 协调准备协调准备主要是按合同要求确定设计、 监理、 总包、 构件制作厂、钢结构安装单位的工作程序,大型构件运输同相关部门协调,混凝土基础、预埋件、钢构件验收协调,混凝土同钢结构施工交叉协调等工作。(1)钢结构安装在建筑施工中是一项特殊工艺,协调工作量大,协调准备首先需要建立正常的工作程序,并在施工中落实。(2)同总包协调施工平面规划、 测量控制网、 混凝土基础及预埋件验收等内容,构件堆场及文明施工要求
20、等。(3)同钢结构加工厂协调钢构件进场安排、 加工顺序、 配合预拼装、构件加工质量检查等内容。(4)超长、超高、超重钢构件运输路线、时间,同运输单位及交管部门协调,确保运输安全。(5)钢结构安装单位协调施工中不同专业人员的配合作业,协调劲性混凝土、钢管混凝土、组合结构混凝土施工间的交叉作业,达到资源的最佳配置。2.2.6 钢结构安装施工工艺2.2.6.1 工艺流程多层与高层钢结构安装工艺流程图如图2.2.6.1。2.2.6.2 吊装方案确定根据现场施工条件及结构形式,选择最优的吊装方案。2.2.6.3 吊装概况对工程的概况和吊装过程作一简述。2.2.6.4 吊装机具选择根据多层与高层钢结构工程
21、结构特点、平面布置及钢构件重量等情况,钢构件吊装一般选择采用塔式起重机(塔吊)。在地下部分如果钢构件较重的,也可选择采用汽车式起重机或履带式起重机完成。吊装机具的选择是钢结构安装的重要组成内容,直接关系到安装的成本、质量、安全等。2.2.6.5 起重视的选择多高层钢结构安装,起重机除满足吊装钢构件所需的起重量、起重高度、回转半径外,还必须考虑抗风性能、卷扬机滚筒的容绳量、吊钩的升降速度等因素。起重机数量的选择应根据现场施工条件、建筑布局、单机吊装覆盖面积和吊装能力综合决定。多台塔吊共同使用时防止出现吊装死角。起重机械应根据工程特点合理选用,通常首选塔式起重机,自升式塔式起重机根据现场情况选择外
22、附式或内爬式。行走式塔吊或履带式起重机、汽车吊在多层钢结构施工中也较多使用。2.2.6.6 吊装机具安装对于汽车式起重机直接进场即可进行吊装作业;对于履带式起重机需要组装好后才能进行钢构件的吊装;塔式起重机(塔吊)的安装和爬升较为复杂,而且要设置固定基础或行走式轨道基础。当工程需要设置几台吊装机具时,要注意机具不要相互影响。(1)塔吊基础设置严格按照塔吊说明书,结合工程实际情况,设置塔吊基础。(2)塔吊安装、爬升列出塔吊各主要部件的外形尺寸和重量,选择合理的机具,一般采用汽车式起重机来安装塔吊。塔吊的安装顺序为:标准节套架驾驶节塔帽副臂卷扬机主臂配重。塔吊的拆除一般也采用汽车式起重机进行,但当
23、塔吊是安装在楼层里面时,则采用拨杆及卷扬机等工具进行塔吊拆除。塔吊的拆除顺序为:配重主臂卷扬机副臂塔帽驾驶节套架标准节。(3)塔吊附墙计划高层钢结构高度一般超过100m,因此塔吊需要设置附墙,来保证塔吊的刚度和稳定性。塔吊附墙的设置按照塔吊的说明书进行。附墙杆对钢结构的水平荷载在设计交底和施工组织设计中明确。2.2.6.7 钢结构吊装(1)吊装前准备工作作业条件在进行钢结构吊装作业前,应具备的基本条件如下:1)钢筋混凝土基础完成,并经验收合格。2)各专项施工方案编制审核完成。3)施工临时用电用水铺设到位,平面规划按方案完成。4)施工机具安装调试验收合格。5)构件进场并验收。6)劳动力进场(2)
24、吊装程序多层与高层钢结构吊装,在分片分区的基础上,多采用综合吊装法,其吊装程序一般是:平面从中间或某一对称节间开始,以一个节间的柱网为一个吊装单元,按钢柱钢梁支撑顺序吊装,并向四周扩展,垂直方向由下至上组成稳定结构后,分层安装次要结构,一节间一节间钢构件、一层楼一层楼安装完,采取对称安装、对称固定的工艺,有利于消除安装误差积累和节点焊接变形,使误差降低到最小限度。2.2.6.8 钢构件配套供应现场钢结构吊装是根据方案的要求按吊装流水顺序进行,钢构件必须按照安装的需要供应。为充分利用施工场地和吊装设备,应严密制定出构件进场及吊装周、日计划,保证进场的构件满足周、日吊装计划并配套。(1)钢构件进场
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