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摘 要:现如今,我国建筑行业的发展速度较快,其中钢结构是比较常见的结构类型。这种建筑结构不仅在空间结构上体现出一定的优越性,而且其结构性能也比较突出。对于超高层建筑来说主要是以钢混外框架筒、核心筒以及伸臂桁架等体系相结合的形式,其中伸臂桁架的设置主要是为了加强结构的整体稳定性。在具体的应用中,建筑物的水平荷载力可以直接传递给混凝土核心筒,这种受力情况可以在建筑结构的不同层次中体现。本文中,笔者主要对伸臂桁架结构的施工技术以及质量控制方式进行全面地分析和探讨,仅供参考。
关键词:超高层建筑;钢结构;伸臂桁架;施工技术;质量控制
现如今,建筑工程中多数都是以钢结构为主,其中伸臂桁架结构的重要性日益突出。伸臂桁架结构在应用的过程中具有一定的特殊性,其主要的功能就是保证建筑结构的稳固性。接下来,笔者主要以具体的工程为例,对钢结构中的伸臂桁架施工技术进行全面地介绍和分析,仅供参考。
1 工程概况
此工程位于某市的国际广场,属于超高层建筑。起重地上为50层,地下为3层。总体高度为220米,其核心筒主要是以混凝土剪力墙的形式为主,其外筒则是钢管混凝土柱,无论是内筒还是外筒都是借助钢梁桁架承板来进行支撑和连接。然后将其接在不同的楼层上,在伸臂桁架结层之间设置带状的桁架结构。
2 施工技术分析
在实际的施工中,施工人员需要对伸臂桁架结构形式进行全面地优化,同时对施工经验以及应用的技术进行全面地分析,使得伸臂桁架结构在安装的过程中更加简化和合理。具体来说主要表现在以下几个方面:
2.1 在原设计中,伸臂桁架主要采用的是高强螺栓连接的形式。核心筒剪力墙的施工主要是以钢结构的施工形式为主,在施工的过程中需要进行科学地预埋。另外,在考虑剪力墙本身刚度的过程中,预埋的混凝土达到了标准的强度,就可以进行节点的连接。一般情况下,预埋段伸臂桁架节点的连接方式从栓接变为焊接。主要是由于焊接的精准度比较高,而且对质量也可以进行全面地控制。
2.2 混凝土核心筒内部的伸臂桁架上弦和下弦都需要进行预埋。在对钢骨柱进行预埋时,剪力墙内部的钢筋结构需要进行牢固地绑扎和支模。因此,在对混凝土进行浇筑的过程中安装结构会出现一定的偏差。这就会使得伸臂桁架结构出现严重地错位问题。通过对这种情况进行全面地技术分析之后,技术人员将接头取消,预埋的钢骨柱被重新设置了标高。进行通高通长的设置,然后将伸臂桁架下弦落入到钢骨柱的焊接处。经过优化处理之后,可以减少钢骨柱的错位现象。
2.3 通常情况下,原设计中的螺栓的等级都比较高,其直径可以达到30,通过对这一等级螺栓进行全面地分析可以看出,存在的主要问题如下所示:如果是单个节点,螺栓的数量需要在已有钢筋结构的截面上进行布置,否则就需要提升螺栓的直径和强度等级。一般来说,伸臂桁架节点栓接作用主要是呈现的是连接作用。这种方式并不是十分可行,因此,需要规定设计的上限。另外,在施工的过程中,工作人员还需要按照施工的特点来调整预拉力,需要注意的是,在解决技术问题的同时,必须要减少现场螺栓的数量。一般来说,螺栓的强度需要达到12.9S,预应力拉力为410KN,扭矩系数的平均值需要被控制在0.11-0.15的范围内。这些参考数据都需要符合技术论证会的标准,同时还要经得起扭矩系数试验,做好螺栓拉力试验,尽量满足施工的要求。
3 伸臂桁架加工预拼装质量控制
对于超高层建筑钢结构中伸臂桁架的设计来说,高强螺栓直径需要被控制在30mm以内,螺栓孔径可以超出1.5mm。超出的部分就是最大的误差值。经过加工、制作和安装之后,构件会出现各种不同类型的误差。要将偏差形式控制在标准的误差范围内具有一定的难度。严重的话还会导致螺栓无法正常穿入到孔位当中。基于以上的分析,施工人员对构件进行预拼装具有一定的的现实意义。在预拼装工程符合标准之后,工作人员要对构件进行全面地检查,将安装方向和安装顺序进行明确,提升构件加工的精准度。
3.1 预拼装目的预拼装的目的在于检验构件加工能否保证现场拼装、安装的质量要求,确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求,能满足现场一次吊装成功率,减少现场安装误差,所以预拼装在本工程加工过程中,显得尤为重要。
3.2 预拼装内容预拼装主要内容为桁架所有的弦杆、腹杆和节点的接口拼装以及钢柱连接接口的预拼,切割弦杆余量、钻孔,标记。
3.3 预拼装细则。预拼装胎架底线必须严格按要求画线,并提交检查员验收后方可使用;先定位弦杆的中间段,定位纵横向中心线及节点角度线,切割端面余量,切割余量时必须注意焊缝间隙尺寸;吊上所有節点和腹杆、用安装螺栓与连接板紧固,检查所有的眼孔是否正确,否则进行补孔,或重新钻孔;把两侧钢柱吊上胎架定位,注意定对钢柱的母线方向和楼层标高线及侧面母线的左右水平度,然后与胎架定位,检查与桁架弦杆、腹杆的连接接口,焊缝隙间隙尺寸;用钻模配钻弦杆、腹板的高强度螺栓孔;为配合现场的安装方便,必须做好各连接接口处的对合标识、中心线、对合线、标高线、水平线标记,并用洋冲标识,提交监理验收,同时做好各种数据的测量记录表,提供现场安装用。
4 伸臂桁架现场安装质量控制
4.1 桁架构件进入施工现场,检查工程出厂合格证,探伤检测报告。
4.2 工程师会同施工单位质检人员,核对构件尺寸,是否满足设计要求。
4.3 现场采用动臂塔吊吊装伸臂桁架下弦杆,下弦杆就位校正后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.4 吊装伸臂桁架上弦杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.5 吊装伸臂桁架腹杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.6 检查校正伸臂桁架,检查高强螺栓初拧情况。
4.7 伸臂桁架连接高强螺栓待主体结构封顶后终拧,用扭矩扳检查。
结束语
为了加强结构的侧向刚度,提高其抗震性能,超高层建筑都会沿竖向高度设置几道水平加强层,钢桁架加强层便是代表。为了使提高施工水平,使钢桁架加强层达到设计要求,需要对其施工方法进行深入研究,并对其施工期进行结构分析,从而保证施工质量。在建筑的建造过程中,如果施工控制不当,就会容易引起安全问题,因此深入研究结构在施工过程中的受力性能,模拟结构的施工过程,对结构设计和指导施工都具有重要意义。
参考文献
[1]于贵景.超高层框筒结构加强层形式探讨[J].建筑结构,2011(S2).
[2]黄愿,汪梦甫,宋兴禹.带钢桁架水平加强层的高层混合结构抗震性能分析[J].钢结构,2010(9).
[3]邱文雄.钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J].科技资讯,2011(19).
[4]温华立.浅析加强层在框架——核心筒结构中的作用[J].科技风,2011(8).
[5]吕西林,程明.超高层建筑结构体系的新发展[J].结构工程师,2011(2).
关键词:超高层建筑;钢结构;伸臂桁架;施工技术;质量控制
现如今,建筑工程中多数都是以钢结构为主,其中伸臂桁架结构的重要性日益突出。伸臂桁架结构在应用的过程中具有一定的特殊性,其主要的功能就是保证建筑结构的稳固性。接下来,笔者主要以具体的工程为例,对钢结构中的伸臂桁架施工技术进行全面地介绍和分析,仅供参考。
1 工程概况
此工程位于某市的国际广场,属于超高层建筑。起重地上为50层,地下为3层。总体高度为220米,其核心筒主要是以混凝土剪力墙的形式为主,其外筒则是钢管混凝土柱,无论是内筒还是外筒都是借助钢梁桁架承板来进行支撑和连接。然后将其接在不同的楼层上,在伸臂桁架结层之间设置带状的桁架结构。
2 施工技术分析
在实际的施工中,施工人员需要对伸臂桁架结构形式进行全面地优化,同时对施工经验以及应用的技术进行全面地分析,使得伸臂桁架结构在安装的过程中更加简化和合理。具体来说主要表现在以下几个方面:
2.1 在原设计中,伸臂桁架主要采用的是高强螺栓连接的形式。核心筒剪力墙的施工主要是以钢结构的施工形式为主,在施工的过程中需要进行科学地预埋。另外,在考虑剪力墙本身刚度的过程中,预埋的混凝土达到了标准的强度,就可以进行节点的连接。一般情况下,预埋段伸臂桁架节点的连接方式从栓接变为焊接。主要是由于焊接的精准度比较高,而且对质量也可以进行全面地控制。
2.2 混凝土核心筒内部的伸臂桁架上弦和下弦都需要进行预埋。在对钢骨柱进行预埋时,剪力墙内部的钢筋结构需要进行牢固地绑扎和支模。因此,在对混凝土进行浇筑的过程中安装结构会出现一定的偏差。这就会使得伸臂桁架结构出现严重地错位问题。通过对这种情况进行全面地技术分析之后,技术人员将接头取消,预埋的钢骨柱被重新设置了标高。进行通高通长的设置,然后将伸臂桁架下弦落入到钢骨柱的焊接处。经过优化处理之后,可以减少钢骨柱的错位现象。
2.3 通常情况下,原设计中的螺栓的等级都比较高,其直径可以达到30,通过对这一等级螺栓进行全面地分析可以看出,存在的主要问题如下所示:如果是单个节点,螺栓的数量需要在已有钢筋结构的截面上进行布置,否则就需要提升螺栓的直径和强度等级。一般来说,伸臂桁架节点栓接作用主要是呈现的是连接作用。这种方式并不是十分可行,因此,需要规定设计的上限。另外,在施工的过程中,工作人员还需要按照施工的特点来调整预拉力,需要注意的是,在解决技术问题的同时,必须要减少现场螺栓的数量。一般来说,螺栓的强度需要达到12.9S,预应力拉力为410KN,扭矩系数的平均值需要被控制在0.11-0.15的范围内。这些参考数据都需要符合技术论证会的标准,同时还要经得起扭矩系数试验,做好螺栓拉力试验,尽量满足施工的要求。
3 伸臂桁架加工预拼装质量控制
对于超高层建筑钢结构中伸臂桁架的设计来说,高强螺栓直径需要被控制在30mm以内,螺栓孔径可以超出1.5mm。超出的部分就是最大的误差值。经过加工、制作和安装之后,构件会出现各种不同类型的误差。要将偏差形式控制在标准的误差范围内具有一定的难度。严重的话还会导致螺栓无法正常穿入到孔位当中。基于以上的分析,施工人员对构件进行预拼装具有一定的的现实意义。在预拼装工程符合标准之后,工作人员要对构件进行全面地检查,将安装方向和安装顺序进行明确,提升构件加工的精准度。
3.1 预拼装目的预拼装的目的在于检验构件加工能否保证现场拼装、安装的质量要求,确保下道工序的正常运转和安装质量达到规范、设计要求,能满足现场一次吊装成功率,减少现场安装误差,所以预拼装在本工程加工过程中,显得尤为重要。
3.2 预拼装内容预拼装主要内容为桁架所有的弦杆、腹杆和节点的接口拼装以及钢柱连接接口的预拼,切割弦杆余量、钻孔,标记。
3.3 预拼装细则。预拼装胎架底线必须严格按要求画线,并提交检查员验收后方可使用;先定位弦杆的中间段,定位纵横向中心线及节点角度线,切割端面余量,切割余量时必须注意焊缝间隙尺寸;吊上所有節点和腹杆、用安装螺栓与连接板紧固,检查所有的眼孔是否正确,否则进行补孔,或重新钻孔;把两侧钢柱吊上胎架定位,注意定对钢柱的母线方向和楼层标高线及侧面母线的左右水平度,然后与胎架定位,检查与桁架弦杆、腹杆的连接接口,焊缝隙间隙尺寸;用钻模配钻弦杆、腹板的高强度螺栓孔;为配合现场的安装方便,必须做好各连接接口处的对合标识、中心线、对合线、标高线、水平线标记,并用洋冲标识,提交监理验收,同时做好各种数据的测量记录表,提供现场安装用。
4 伸臂桁架现场安装质量控制
4.1 桁架构件进入施工现场,检查工程出厂合格证,探伤检测报告。
4.2 工程师会同施工单位质检人员,核对构件尺寸,是否满足设计要求。
4.3 现场采用动臂塔吊吊装伸臂桁架下弦杆,下弦杆就位校正后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.4 吊装伸臂桁架上弦杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安装高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.5 吊装伸臂桁架腹杆,安装就位后,安装连接板,校核、校正后安高强螺栓,用扭矩扳手初拧。
4.6 检查校正伸臂桁架,检查高强螺栓初拧情况。
4.7 伸臂桁架连接高强螺栓待主体结构封顶后终拧,用扭矩扳检查。
结束语
为了加强结构的侧向刚度,提高其抗震性能,超高层建筑都会沿竖向高度设置几道水平加强层,钢桁架加强层便是代表。为了使提高施工水平,使钢桁架加强层达到设计要求,需要对其施工方法进行深入研究,并对其施工期进行结构分析,从而保证施工质量。在建筑的建造过程中,如果施工控制不当,就会容易引起安全问题,因此深入研究结构在施工过程中的受力性能,模拟结构的施工过程,对结构设计和指导施工都具有重要意义。
参考文献
[1]于贵景.超高层框筒结构加强层形式探讨[J].建筑结构,2011(S2).
[2]黄愿,汪梦甫,宋兴禹.带钢桁架水平加强层的高层混合结构抗震性能分析[J].钢结构,2010(9).
[3]邱文雄.钢结构施工技术在高层建筑中的应用[J].科技资讯,2011(19).
[4]温华立.浅析加强层在框架——核心筒结构中的作用[J].科技风,2011(8).
[5]吕西林,程明.超高层建筑结构体系的新发展[J].结构工程师,2011(2).