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劲性混凝土结构在工程中的应用与分析

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工程概况
  福建石狮市明昇凯悦酒店位于石狮市区内,东北向临石泉路,南临明发工业大夏,占地面积为8408㎡,总建筑面积58907.93㎡。其中地上部分45903.93㎡,地下部分13004㎡。本建筑结构类型为30层框支剪力墙结构,采用劲性砼柱,裙房为大跨度预应力劲性砼梁(29.6M)、设有超荷载的转换层梁(最大梁断面尺寸为2200*2000)。
  2施工组织与材料准备
  2.1 施工组织
  钢结构施工依据现场施工进度安排,将钢柱分段分层安排施工,根据钢柱平面位置分布情况,将钢柱施工划分为2个施工段:Ⅰ、Ⅱ段,每段依据自然层再进行分层施工,在两个施工段都完成最后一层钢柱的吊装后,进行钢梁的吊装工作,钢构件的制作围绕此吊装进度安排组织生产加工。
  2.2 材料准备
  为安装及运输方便,在加工时将钢骨分段,由厂家预制成型后运输至工地进行安装。为保证上下柱拼接连接焊缝根部的间隙,在工厂加工时,应预先按要求在拼接处设置连接衬板,并与加工端面紧密接触,以保证拼接处位置的准确和焊缝的质量。现场拼装时,用垫板将连接衬板用高强螺栓固定并校正轴线及垂直后,将上下柱之间进行焊接,待焊接完毕后可将衬板切割去除。  本工程钢骨采用Q345B材质,钢骨由H 型钢焊接而成。为保证十字型钢柱加工满足现场安装精度的要求,上下层钢柱的高强螺栓孔采用配钻打孔方式,以保证钢柱连接处各板件上的螺栓孔位置的一致;每层钢柱在加工完成运往现场安装前,先在工厂将该层钢柱与下层钢柱进行预拼装,预拼装通过并且检验合格后,在两段钢柱上打上标记方可出厂;通过预拼装工艺来减少因加工误差而对现场安装进度的影响,避免钢柱吊装时因孔位偏差造成不必要的返工。  同时为保证钢骨柱与混凝土紧密结合,钢骨上每间隔150mm焊接栓钉,钢骨在吊装之前必需按设计要求进行栓钉的焊接,首先在钢骨上画线,标注栓钉的焊接位置,焊接前将构件焊接面上的水、锈、油等有害杂质清除干净,并按规定烘焙瓷环。由于钢结构耐腐蚀性及耐火性差,外露部位必需除锈及做防火涂层,而与混凝土接触的部位严禁涂刷任何涂料。
  3 劲性柱的安装与校正
  3.1 地脚螺栓埋设
  地脚螺栓埋设流程:
  为保证安装精度及施工效率,地脚螺栓的埋设采用定位模板辅助。定位模板孔位与立柱同尺寸,孔径较地脚螺栓直径大1-2mm,且标注其X、Y轴中心线。放线确定地脚螺栓的座标与标高后,在基础钢筋上组立好定位模板,定位模板临时固定在钢筋上,然后在定位模板孔穿入地脚螺栓,并校正其垂直度、标高、间距等,用螺帽固定其标高,并将其点焊在钢筋或固定框板上。地脚螺栓埋设后,即涂以黄油外封胶布或塑料袋包扎,以防螺牙附着混凝土或因锈蚀等损害其强度。
  3.2 钢柱吊装
  (1)钢柱安装采用分段分层方式,依据施工进度计划安排构件的生产加工和进场施工,首层钢柱安装前,先将基础面清理干净,测量放线和标高标记,然后进行安装、固定。柱子安装流程:
  放线→绑扎→吊装→校正→固定
  (2)放线:安装前根据基础座标线及基准标高线,用木工墨斗放好基础平面的纵横轴向基准线作为柱底板的安装定位线。
  (3)钢柱、钢梁场内运输钢构件运至现场卸车时,用汽车吊(视现场情况适时调整吊车吨位)卸至操作层,用专用的平板拖车将构件运至安装位置附近,较长的构件在头尾各配1部专用的拖车进行运输。
  (4)本工程十字高柱高度33.47m(局部35.27m),工地场地不满足钢柱对接组装,钢柱重量最重达34.8T左右,整体吊装难度大,且现场条件满足不了吊车吊装的工作面,所以钢柱采用人字拔桿分段吊装(拔杆起吊构件重量按10T计,受力分析及计算附后),所有钢柱分段吊装,每段接口均设在楼层面以上1.3m处(单段最大重量为10T)。
  (5)拔杆安装及缆风绳设置:利用塔吊安装调动拔杆,吊装钢柱时,拔杆立在钢柱就位位置附近1m处,拔杆设缆风绳和柱脚固定绳,在钢筋混凝土梁浇筑混凝土前,在楼层上预埋钢筋地锚作为钢丝绳固定点。
  (6)钢柱安装:吊装时,吊点选择在柱顶。柱子起吊前,从柱底板向上500~1000mm处划一水平线,以便安装固定前后复查平面标高基础用。钢柱柱脚套入地脚螺栓时,为防止其损伤螺纹,用铁皮卷成筒状套在螺栓上,钢柱就位后取去套筒,调节柱底的调节螺母调整钢柱的垂直度,用经纬仪在两个方向核对无误后,锁紧地脚螺母并将柱脚垫板与柱脚板焊接,在柱顶设四个方向缆风绳配置法兰螺栓张拉紧固定,保证后续土建施工过程中钢柱的垂直度。二层钢柱吊装方法同下部钢柱,吊点也选择在钢柱顶部,两段钢柱先用安装螺栓连接固定,校正合格调整好垂直度后再焊接固定。在第一根钢柱安装后第二根钢柱安装前,拉缆风绳将钢柱固定,以免钢柱倾倒, 缆风绳可就近固定,必要设预埋地锚。
  3.3 柱子的校正
  主要校正钢柱的垂直度与标高。柱基标高调整采用螺母调整,即根据柱子实际长度,在钢柱柱底板下的地脚螺栓上加一个调整螺母,螺母表面的标高调整到与柱底板标高齐平,钢柱吊装完毕利用底板下的螺栓调节钢柱的标高。因钢柱周围需要绑扎钢筋,为保证钢柱底板下与原混凝土基础之间预留空隙容易浇筑,在钢柱底板上预先开设四个直径5cm的圆孔用高标号微膨胀的砂浆填实。垂直度测量采用两部经纬仪首先将经纬仪放在柱子一侧,使纵中丝对准柱子座的基线,然后固定水平度盘的各螺丝。测柱子的中心线,由下而上观测,若纵中心线对准,则柱子垂直,不对准则需调整柱子,直至对准经纬仪中丝为止。以同样的方法测横线,使柱子另一面中心线垂直于基线横轴。柱子准确定位后,即可对柱子进行固定工作。
  钢梁安装
  4 钢梁安装
  (1)每道钢梁采用分3段加工,现场拼接,在钢梁下方的3层楼面设拼裝平台,平台靠近吊装就位位置旁,避免钢梁拼装完二次转运。为保证拼装不破坏已完工的混凝土梁板,在每根平台梁下应垫方木,增加与地面接触面积。同时为保证钢梁抬吊时避开两侧的主楼的主体结构,钢梁拼装时摆放方位绕转15度左右。
  (2)大梁分三段现场组对,并按设计要求预留100mm的拱度。在构件加工时,中间一段钢梁预留一定的长度,钢梁实际成型长度应按已吊装完毕的钢柱实际距离控制,现场在完成钢梁两端的钢柱安装工并校核尺寸后,重新测量钢柱的间距,采用测距仪至少从2个方位进行测量,测量结果相互校核验证,以最终的测量结果作为钢梁的实际长度,并考虑吊装时钢梁挠曲而减小梁长。
  (3)钢梁吊装采用2套独脚拔杆抬吊的方法吊装钢梁,钢梁上设置2个吊点,在三层楼面每道钢梁就位位置附近设立2套摇臂杆,大梁安装时一次吊装一支,构件抬吊到安装高度位置用拔杆辅助溜绳调整钢梁方向,使钢梁转回到预定的安装位置,并将钢梁搁置钢牛腿上,而后进行钢梁与钢柱进行连接。
  (4)考虑到测量精度、加工精度及吊装时钢梁的挠曲变形可能导致梁柱间螺栓连接孔位的误差而致高强螺栓无法全部穿过,施工时梁柱采用全焊接连接。钢梁对接焊缝采用底部垫衬板,单面焊接成型的方法焊接。
  5 钢筋混凝土施工
  (1)对于劲性梁柱与混凝土梁的连接较为复杂,特别是钢筋穿梁柱时,位置较复杂,处理要细致,钢筋要贯通。(2)钢筋绑扎同框架柱梁钢筋绑扎,注意钢筋接头位置,搭接长度、间距等。(3)支模和浇筑混凝土混凝土浇捣过程中需要检查劲性混凝土柱梁的空间位置,符合要求后,进行上层柱梁的施工。
  结语
  (1)劲性钢筋混凝土结构中劲性可以大幅度提高构件的承载力,而混凝土又可弥补劲性钢筋刚度的不足,彼此起到了相辅相成的作用。实践证明,它有承载力高、延性好、抗震性好,施工方便等一系列优点,可取得良好的经济效益和社会效益。
  (2)要确保工程质量,钢骨柱的安装校正尤为重要。要加强工厂质检工作,严格控制外形尺寸、节点板位置、孔距和焊缝外观等;安装吊装就位后,紧跟着进行校正、焊接固定,以便形成稳定结构。

更新:2024-01-23 14:21:59 © 著作权归作者所有
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