钢结构施工技术指导手册.pptx
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1、钢 结 构 施 工 技 术 指 导 手 册试行本中铁建工集团山东有限公司勇于跨越追求卓越二零一九年十二月钢结构施工技术指导手册中铁建工集团山东有限公司二零一九年十二月主编:李五星编写人员:周全 王传伟 岳明华审核:刘凡民创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺002前 言随着公司近年的快速发展,承接了越来越多的超高层、高铁站、公共建筑、大型厂房等类型工程,钢结构工程被广泛应于其中。随之而来的,公司从事钢结构施工的管理人员和技术人员的队伍日益壮大,广大钢结构施工一线的管理人员和技术人员需要一本通俗易懂、经济适用的专业书籍来提升自己。为加强企业的基层业务建设,提
2、高技术管理素质,指导现场施工,促进技术进步,进一步提高钢结构工程质量,我们根据多年来的管理实践和施工经验编写本手册。本书基于在建、已建的国内代表性钢结构项目施工案例,结合国内钢结构施工的最新成果和现行有关规范规程进行编写,由钢结构深化设计,施工准备、钢结构安装、焊接、紧固件连接、涂装等七部分组成,涵盖了钢结构工程中的关键施工工艺及做法,能够对项目基层管理岗位及操作层实体操作的质量给予以一定的帮助和启发。由于水平有限,本书难免有不到之处,恳请提出批评指正,以便未来不断完善该书。第一部分 技术准备常见术语.01施工准备事项.005深化设计.007常见起重设备选型.014第二部分 钢结构焊接连接工艺
3、钢板焊接.019栓钉焊接.025目录Contents第三部分 钢结构紧固连接工艺柱脚螺栓安装.028普通螺栓安装.030高强螺栓安装.032化学锚栓安装.036第四部分 钢结构涂装施工工艺防腐涂料涂装.041防火涂料涂装.046第五部分 常用钢结构安装工艺加工厂预拼装.052钢柱安装.054钢梁安装.057钢桁架安装.059焊接球网架安装.061螺栓球网架安装.063索结构施工.065目录Contents第六部分 大跨度空间结构施工工艺整体提升(顶升)工艺.070整体滑移(顶推)工艺.075第七部分 其它工艺球型支座安装.083钢筋桁架楼承板安装.085压型钢板安装.094屋面板安装.099常
4、见检验试验项目汇总.107序号术语术语含义序号术语术语含义1强度构件截面材料或连接抵抗破坏的能力。强度计算是防止结构构件或连接因材料强度被超过而破坏的计算9腹板屈曲后强度腹板屈曲后尚能继续保持承受荷载的能力2承载能力结构或构件不会因强度、稳定或疲劳等因素破坏所能承受的最大内力;或塑性分析形成破坏机构时的最大内力;或达到适应于继续承载的变形时的内力10通用高厚比参数,其值等于钢材受弯、受剪或受压屈服强度除以相应的腹板抗弯、抗剪或局部承压弹性屈曲应力之商的平方根3脆断一般指钢结构在拉应力状态下没有出现警示性的塑性变形而突然发生的脆性断裂11整体稳定在外荷载作用下,对整个结构或构件能否发生屈曲或失稳
5、的评估4强度标准值国家标准规定的钢材屈服点(屈服强度)或抗拉强度12有效宽度在进行截面强度和稳定性计算时,假定板件有效的那一部分宽度5强度设计值钢材或连接的强度标准值除以相应抗力分项系数后的数值13有效宽度系数板件有效宽度与板件实际宽度的比值6一阶弹性分析不考虑结构二阶变形对内力产生的影响,根据未变形的结构建立平衡条件,按弹性阶段分析结构内力及位移14计算长度构件在其有效约束点间的几何长度乘以考虑杆端变形情况和所受荷载情况的系数而得的等效长度,用以计算构件的长细比。计算焊缝连接强度时采用的焊缝长度7二阶弹性分析考虑结构二阶变形对内力产生的影响,根据位移后的结构建立平衡条件,按弹性阶段分析结构内
6、力及位移15长细比构件计算长度与构件截面回转半径的比值8屈曲杆件或板件在轴心压力、弯矩、剪力单独或共同作用下突然发生与原受力状态不符的较大变形而失去稳定16换算长细比在轴心受压构件的整体稳定计算中,按临界力直等的原则,将格构式构件换算为实腹构件进行计算时所对应的长细比或将变扭与扭转失稳换算为弯曲失稳时采用的长细比创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备1 常见术语001中铁建工集团施工工艺序号术语术语含义序号术语术语含义17支撑力为减小受压构件(或构件的受压翼缘)的自由长度所设置的侧向支承处,在被支撑构件(或构件受压翼缘)的屈曲方向,所需施加于该构件(或构件受
7、压翼缘)截面剪心的侧向力25主管钢管结构构件中,在节点处连续贯通的管件,如桁架中的弦杆18无支撑纯框架依靠构件及节点连接的抗弯能力,抵抗侧向荷载的框架26支管钢管结构中,在节点处断开并与主管相连的管件,如桁架中与主管相连的腹杆19强支撑框架在支撑框架中,支撑结构(支撑桁架、剪力墙、电梯井等)抗侧移钢度较大,可将该框架视为无侧移的框架27间隙节点两支管的趾部离开一定距离的管节点20弱支撑框架地支撑框架中,支撑结构抗侧移刚度较弱,不能将该框架视为无侧移的框架28搭接节点在钢管节点处,两支管相互搭接的节点21摇摆柱框架内两端为铰接不能抵抗侧向荷载的柱29平面管节点支管与主管在同一平面内相互连接的节点
8、22术腹板节点域框架梁柱的刚接节点处,柱腹板在梁高度范围内的区域30空间管节点在不同平面内的支管与主管相接而形成的管节点23球形钢支座使结构在支座处可以沿任意方向转动的钢球面作为传力的铰接支座或可移动支座31组合构件由一块以上的钢板(或型钢)相互连接组成的构件,如工字形截面或箱形截面组合梁或柱24橡胶支座满足支座位移要求的橡胶和薄钢板等复合材料制品作为传递支座反力的支座32钢与混凝土组合梁由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组合面成能整体受力的梁002创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺第一部分 技术准备1 常见术语图纸符合含义图纸符合含义GJ钢架XT斜拉条
9、GL/GJL钢梁/钢架梁MZ门边柱GZ/GJZ钢柱/钢架柱ML门上梁XG系杆CG撑杆SC水平支撑HJxx桁架YC隅撑FHB复合板ZC柱间支撑YG压杆/圆管LT檩条XG系杆TL托梁LG拉管QL墙梁QLG墙拉管QLT墙面檩条QCG墙撑管WLT屋面拉条GXG刚性系杆YXB压型金属板SQZ山墙柱创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备1 常见术语-识图003中铁建工集团施工工艺序号名称示意图符号5带钝边单边V形焊缝6带钝边U形焊缝7I形焊缝8卷边焊缝序号名称示意图符号1角焊缝2V形焊缝3单边V形焊缝4带钝边V形焊缝004创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工
10、程在手中中铁建工集团施工工艺第一部分 技术准备1 常见术语-识图创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备2 施工准备事项(1)根据专业工程复杂程度及工程量大小在计划进场施工日之前2-4个月从公司专业分包库中招标选定专业分包队伍,为深化设计及加工运输预留充足时间,专业分包队伍的选择按专业工程分包及供货商信息库中相关规定执行。根据工程复杂程度预留1-2个月深化设计及备料加工时间;对于市场上无货源的材料及材料型号量较少,可能会增加采购加本,特别是定做加工的材料,应尽量协调设计院进行修改,以降低采购成本、缩短采购时间;核对深化图工程量与原设计图中工程量;分析构件截面形
11、式、节点做法、结构布置是否不利于构件加工、运输、吊装及现场安装,及时与设计院进行沟通修改,降低施工成本。中铁建工集团施工工艺005创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺006第一部分 技术准备2 施工准备(2)由于钢结构工程集中用工较多,电焊用电量很大,临建临电需充分考虑,以免影响后续主体阶段施工。(3)现场施工平面布置图,应结合工期、方案、构件尺寸等,布置钢构件堆放、拼装场地以及大型吊装设备作业面及大型钢构件运输路线;(4)编制项目规划,提前将工程所涉及到的必须要做的各种材料复试、过程检测等作好试验策划,将工程中所涉到的专项方案,尤其是危大工程提前做好方
12、案规划。(5)编制进度计划时考虑钢结构与土建等工程交叉作业,尽量避免工作面冲突。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备3 深化设计钢结构深化设计即钢结构详图设计,在钢结构施工图设计之后进行,详图设计人员根据施工图提供的构件布置、构件截面与内力、主要节点构造及各种有关数据和技术要求。严格遵守钢结构相关设计规范和图纸的规定,对构件的构造予以完善。根据工厂制造条件、现场施工条件,并考虑运输要求、吊装能力和安装因素等,确定合理的构件单元。最后再运用专业的钢结构制图深化设计制图软件(Tekla Structures),将构件的整体形式、构件中各零件的尺寸和要求、以及零
13、件间的连接方法等,详细的表现到图纸上,以便制造和安装人员通过查看图纸,能够清楚地了解构造要求和设计意图,完成构件在工厂的加工制作和现场的组拼安装。按钢结构施工规范GB 50755-2012中规定,钢结构施工详图应根据设计院所出具的有效结构设计文件和相关技术文件进行编制,并应经原设计单位确认,当需要进行节点设计时,节点设计文件也应该经原设计单位确认。中铁建工集团施工工艺007创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺008第一部分 技术准备3 深化设计钢结构施工详图应包括图纸目录、设计总说明、构件布置图、构件详图和安装节点详图等内容,图纸应表达清晰、完整,复杂空
14、间构件和节点的施工详图,宜增加三维图形表示,以方便施工和施工结算。钢结构深化设计一般分结构分段、临时措施设计、节点连接设计等几部分,其中结构分段一般有:钢柱分段、钢梁分段、屋盖钢桁架分段分块、屋盖钢网架分块、钢板剪力墙分段、楼承板分段等。临时措施一般为方便吊装,有利于安全的施工措施,需在加工过程中将临时措施跟主构件相连,尽量减少现场的焊接工作。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备3 深化设计(1)钢柱分段:对轻钢厂房类,轻钢厂房高度一般的20米以内,以实腹构件居多,主要考虑的是运输能力,建议按整根深化,不宜分段,对重钢厂房类:由于构件一般长、大、宽,在深化
15、过程宜按现行运输和起重能力进行分段,运至现场后进行整拼然后吊装。对于钢框架、型钢混凝土柱类:此类构件分段一般按23结构层为一节,分段位置应在楼层钢梁顶标高以上1.21.3米左右,一般分段点位于梁跨的1/3处,同时分段后的尺寸、重量不得超过现有运输条件,以及现场起重设备的最大起重能力,建议在配置起重设备时结合项目的综合效效进行配置。中铁建工集团施工工艺009010创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺第一部分 技术准备3 深化设计(2)钢梁分段:对门钢厂房类,由于国内门刚厂房跨度一般在1533之间,在设计过程中,已经将钢梁进行了分段,故在深化过程按设计分段点
16、进行深化即可对于钢框架梁类:常规柱距为612米,对于这类框梁可不分段,按整根梁进行深化,如果梁构件过长,分段点宜在截面受力较小处,并有利于现场作业,一般分段点位于梁跨的1/3处,同时分段后的尺寸、重量不得超过现有运输条件,以及现场起重设备的最大起重能力。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中下弦杆和腹杆作为小拼单元或散件发运至现场进行现场高空散拼。散件分段处散件分段处第一部分 技术准备3 深化设计(3)超高层钢桁架分段:超高层钢桁架分段一般有两种:一种是整榀分段,钢桁架分段后未超过运输条件,且满足现场吊装设备的性能要求;二是高空散拼,若钢桁架分段后仍超过运输条件或现场吊装设备
17、的性能要求时,宜将上011中铁建工集团施工工艺012创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺第一部分 技术准备3 深化设计(4)屋盖钢桁架:屋盖钢桁架一般为平面桁架或三角形管桁架。钢桁架结构的分段,应综合考虑材料的采购、加工制作、运输、工地安装等特点,分段点的断开点尽量设在结构受力较小的位置,分段重量不能超过设备的提升能力,分段的外形尺寸需适应运输的要求。同时也要考虑钢桁架分段间的相互影响,对三角形桁架一般宜按弦杆、腹杆分开散件发运。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备3 深化设计(5)桁架楼承板:钢桁架楼承板的分段应结
18、合运输条件以及现场起重能力,同是要在有主次梁的位置进行分段,即钢桁架的接头必须位于钢梁上,不得有悬挑拼接,其最大长度宜为12米以内。宽度按楼承板的具体型号和结构平面尺寸确定,确定好起铺线,按板有效宽度进行铺设。中铁建工集团施工工艺013创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺014第一部分 技术准备4 常见起重设备选型(1)吊车选用原则:1)对于单层轻型门式刚架厂房类工程:一般宜选择汽车吊。2)对于重钢厂房类工程:一般宜选择汽车吊或履带吊车。3)对于大型场馆、机场、火车站类:结构构件都跨度大,重量大,施工周期长,一般可采用履带吊车与汽车吊进行配合的方式,部分
19、轻型构件可用塔式起重机配合。对于吊车进出场不方便,且设备资源不充足、施工环境较差的可采用整体施工工艺进行施工4)对于多层建筑:一般采用塔式起重机或塔式起重机与汽车吊进行配合的方式,结构物边缘构件重、尺寸大的构件采用汽车吊施工,其他构件采用塔式起重机。5)对于高层、超高层建筑:一般采用塔式起重机进行施工,构件分段时,必须满足设备的起重能力。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备4 常见起重设备选型(1)吊车选用原则:6)上述吊车选用的同时,必须本着经济适用的原则进行选择。结合工地现场实际情况以及构件尺寸,并保证安全的前提下,选择最合适的设备进行施工(2)吊车选
20、型依据:1)构件最大重量表,通过对设计图纸进行二次深化,计算构件最终的重量,这是选择吊车最重要的参数值2)构件安装高度,准确计算安装高度,可以更好的计算吊车主臂的长度;3)现场地理环境,由于吊车自重较大,对地面的承载力有很高的要求,因此吊车站位点必须选择在合适的位置;中铁建工集团施工工艺015创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺016第一部分 技术准备4 常见起重设备选型4)设计图纸,通过分析设计图纸,考虑吊车站位点,为选择吊车提供第一手技术资料;5)市场吊车租赁价格报表,俗话说“货比三家”综合考虑,选择最适宜的吊车;6)吊车性能手册,这是吊车本身所固有
21、的,吊车新旧程度,各项性能指标,都是在今后吊装过程中所必须的(3)吊车选型计算:起重设备的选择,首先要确定三要素:起量量、起重高度以及起重半径。确定好三要素后,再根据工程类别、场地条件等确定选用塔式起重机还是汽车吊或是履带吊。然后再根据上述三要素进行起重设备性能的确定。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第一部分 技术准备4 常见起重设备选型选好吊车站位(塔吊布置位置),确定构件吊装剖面图(如右),从而确定吊车起重高度:H=h1+h2+h3+h4h1:构件安装高度,h2:安装间隙,一般0.30.5米。h3:绑扎点到构件底面高度;h4:索具高度。根据吊车站位以及待安装构件实际
22、安装位置确定起重设备的吊装半径R=构件重心到吊车轴心之间的距离。根据起重半径和起重高度计算所需吊车臂长。中铁建工集团施工工艺017创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺018第一部分 技术准备4 常见起重设备选型查找初选设备的参数表,按照起重半径R以及所需臂长,确定该条件下的最大起重能力Q,如果Q大于构件重量加上索具之和,说明初先设备满足要求。如果Q小于构件重量加上索具之和,说明初选设备不满足要求,需要加大设备型号。直到满足要求为止。汽车吊,塔吊,履带吊选择方法相同。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第二部分 钢结构焊接连接工艺1 焊
23、接工艺-简介焊接是通过加热或加压或两者兼用,还可以选用填充材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊接技术是钢结构工程的关键技术之一。焊接连接是钢结构工程中一种重要的连接方式,在以焊接连接作为主要连接方式的钢结构工程中,焊接工时约占钢结构主体建造工时的30%-40%,焊接成本占钢结构建造成本的20%-40%。因此焊接质量是评价钢结构工程质量的重要指标,而钢结构工程中采用何种焊接方法、焊接工艺,具有十分重要的意义。019中铁建工集团施工工艺020创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺第二部分 钢结构焊接连接工艺1 焊接工艺-分类钢结构焊接方法多种多样,现场施
24、工中最常用二氧化碳气体保护焊及手工电弧焊。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第二部分 钢结构焊接连接工艺1 焊接工艺-电弧焊原理在常用220V或380V电压的基础上,利用电焊机内部变压器的降压和增流作用,促使电能发出很大的热量电弧融化钢铁和焊条,这样一来焊条的熔融可以使金属的融合性进一步得到提高。二氧化碳气体保护焊及手工电弧焊原理如下图所示021中铁建工集团施工工艺创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中中铁建工集团施工工艺022第二部分 钢结构焊接连接工艺1 焊接工艺-常用焊接方法对比(1)手工电弧焊优缺点:优点:设备简单,维护方便;不需要辅助气体防护。
25、焊接过程中产生保护气体,并且具有极强的抗风性;操作灵活,适应性强。凡是焊条能够达到的地方都能进行焊接;应用范围广。缺点:对焊工的操作技术要求高,培训费用大;生产效率低。(2)二氧化碳气体保护焊优缺点:优点:焊接成本低。综合焊接成本约为埋弧自动焊或焊条电弧焊的40%;生产效率高,约为焊条电弧焊的2-4倍;操作简便。缺点:辅助设备较多,维护不易;焊接飞溅多。创优创优工工艺艺在心中在心中精品工程在手中精品工程在手中第二部分 钢结构焊接连接工艺1 焊接工艺-大风及低温焊接保证措施 风力超过4级,应采取挡风措施(搭设防风棚等)。在环境温度低于5条件下进行电弧焊时,除遵守常温焊接的有关规定外,应调整焊接工
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