新技术新材料在钢结构施工中的合理应用.pdf

中国建筑2013年技术交流会论文集 新技术、新材料在钢结构施工中的合理应用 杜澎泉 樊云鹏 天津市滨海新区塘沽新北路 4919 号 300451 摘 要： 当下钢结构的建筑设计正是百花齐放的黄金时段，各种新奇形状、大跨度、新材料等设计新颖的 钢结构层出不穷，从施工层面来说，老的施工工艺已不能完全满足，且造成大量的材料及人力的浪费，一 是建设工期较长，二是成本较大，所以针对新颖的设计应开发新的工艺及方法，达到国家提倡的节能降耗 的目的。本文仅从中建六局工业设备安装有限公司近十年承接的比较有特色的钢结构工程施工出发，对新 技术、新材料在工程中的成功应用取得较好的节能减排效果作以说明。 关键词： 大跨度张弦桁架施工、全铸钢高塔结构施工、大面积钢网架整体顶升滑移施工 工程施工行业是一个大量消耗资源的行业，特别是钢结构行业，其使用的钢铁资源是不 可再生资源，且钢铁行业在炼制的过程中大量消耗煤炭等能源，所以在钢结构工程施工中， 通过科学管理，技术进步，大量采用新材料、新技术、新工艺设备，尽可能地减少原材料的 消耗，减少人力物力机械等的投入，缩短施工工期，以达到节能减排的目的。 1 新材料的应用 新材料较传统材料相比，其工艺性能更为先进，材料性能更为出色，若运用得当，可直 接地降低材料使用总量，结构受力更为合理，其节能降耗的效果最为显著。 1.1 拉索支座焊接球节点代替铸钢节点 黄河口物理模型试验厅工程是国内目前跨度最大的张弦桁架结构， 对于大跨度预应力张 弦结构来说，其拉索支座节点多采用铸钢节点，这种节点的优点：形状适应性比较好，可以 根据需要铸造成各种形状，以适应支座节点复杂的受力和构造要求；不足之处：由于铸钢节 点生产工艺比较复杂，导致生产周期比较长，容易对整个建筑物的工期造成影响、经济性不 好，相同性能的铸钢比钢材价格贵很多。有鉴于此，项目部组织国内知名的设计院，大胆设 想，并经过行业专家的多次论证，采用了一种新型的大跨度预应力张弦结构拉索支座焊接球 节点，如下图所示： 239 中国建筑2013年技术交流会论文集 图 1 拉索支座焊接球节点 此种新型节点具有的优点和积极效果是：组成焊接空心钢球的材料均可以在市场上买 到现成的产品，组装所采用的焊接技术也非常成熟，因此，生产周期大大缩短，并可以保证 质量；主要材料焊接球和钢板的价格比相同性能的铸钢材料低很多，并且生产工艺简单，使 其具有良好的经济性；完全采用现有产品和材料进行焊接组装，不需要开模具和铸造，相应 地减少了材料和能源消耗。 相比于传统铸钢支座节点，此种新型焊接球节点支座总计节省费用 204 万元，并减少 了采购周期，为建设单位河口管理局节省了建设成本，达到了较好的节能效果。 1.2 新型低合金 CUO 焊接直缝钢管代替无缝钢管 在黄河口物理模型试验厅工程中，海域厅B区张弦焊接球网架的主桁架下弦杆为直径 480mm无缝钢管，该种钢管约240吨重，在市场上很难采购到如此大批量的无缝钢管，且该规 格无缝钢管单价高， 且不定尺，下料损耗远远大于3%的普通水平， 造成国家资源的较大浪费， 不符合国家的节能减排的政策。经与北京冶金建筑设计研究院合作，对新型低合金CUO焊接 直缝钢管与同类型无缝钢管的理化性能和实用性进行了多次对比、分析、论证，并经多次送 样试验证明，两种钢管在结构上使用基本可以替换。通过与设计、业主、监理单位沟通、协 商，取得了应用新型直径480mm低合金CUO焊接直缝钢管替代无缝钢管的一致意见，在实际施 工中，使用了新型直径480mm低合金CUO焊接直缝钢管。节能效果：该材料共需240吨，两者 价差达5000元/吨，降低成本120万元，通过定尺生产，合理套材下料，将该材料的损耗控制 在了3%以