BUILDING SCIENCE础强EARCH 0F SICHUAN 上海高层建筑与首个钢结构住宅群 郑道... 符合住宅空间使用多元化的发展趋势;如果房屋建 块.中福城工程外墙板采用蒸压加气混...
维普资讯 http:// 第 2 6卷 第 6期 V o 1 . 2 6 N o . 6 陆圣平、 柴广厚:上海中福城三期高层住宅建筑全钢结构施工 建 筑 施 工 BUI LDI NG CONST RUCn0N 上海 中福城 三期 高层 住 宅建筑全 钢 结构 施工 口 陆 圣 平 ( 上海捷仁建设有限公司 2 0 0 4 3 4 ) 口 柴 广厚 ( 山东 莱 钢建 设 有限 公司 上海2 0 0 0 0 1 ) 【 摘要 】 为 解决 工程 结构 的安 装及 焊接过 程 中的难题 . 制 定 了一 系列毓相 应 的有效 施 工保证措 施 , 达 到 了预 定 目标 , 并为 全 钢 结构 框架体 系的推 广应 用提 供 了一 个成 功 经验 。
【 关键词】钢结构 安装 【 中图分类号】 T U 7 5 8 . 1 1 焊接 R- r - / 文献识别码 A 【 文章编号】 1 0 0 4—1 0 0 1 ( 2 0 0 4 ) 0 6 —0 5 0 1 — 0 3 Co n s t r u c t i o n o f Co mp l e t e l y S t e e l S t r u c t u r e d Hi g h- - Ri s e Re s i d e n t i a l Bu i l d i n g i n S h a n g h a i Zh o n g Fu Ci t y Ph a s e I H L u S h e n g p i n g Ca i Gu a n g h o u 1 工程 及 结构 概 况 上 海 中福 城 三期 工 程 为 上海 市 高层 住 宅 建筑 全 钢结 构 工程试 点 , 地处 上海 云 南路 与广 西路 之 间 , 汉 口路 北侧 为一 3 0 层 高 级住 宅楼 、高度 9 6 m ,汉 口路南 侧住宅 l 6 层 、高 度 5 7 m,地 下一 层 ,两 地 块 间 由地 下 室通 道 穿 过汉 口路 而贯 通。
该 工 程一 、 二层 为商 场 , 三层 以上 为 住宅 , 层高为 3 m。
内 部 分 隔采 用容 重 为 5 6 0 k g / m 的 轻 质砌 块 ,专 用 粘合 剂 砌 筑, 外墙 饰 面采用 铝 塑及部 分 玻璃 幕墙 。
3 O层 的高层 住 宅结 构采 用全 框 架钢结 构 体 系 ,在 国内 尚属 首例 。本 工程 楼盖 采 用钢一 混凝 土 组合 楼盖 梁 , 且 在钢 梁翼缘 下 腹板 开设 d  ̄ 1 6 m m孔 , 间距 同楼 板 下排 筋 间距 , 这样 钢结 构 柱 的施 工 主要 考虑 现场 起 重机械 的起 吊重量 , 结合 柱 变 截面 进行 分节 , 由下到 上共 分 1 3 节, 最大 分节 长 度 1 2 m, ( 四层 一节 ) , 柱 壁厚 则从 5 0 ~ 3 0 m m逐渐 减 薄 , 2 0 层 以上均 为3 0 m m, 以适 当减轻 上 部荷 重 。
2 需要攻 关 的课 题 针 对本工 程 结构 体 系特点 , 我们 围绕 如何保 证结 构 的安 装精 度及 焊缝 质 量制 定 了相关 的攻 关课 题 。
2 . 1 课 题一 :
采 用 中心单 元安 装法 由于 中福 城 三期 结 构 体 系 采用 无 钢 筋 混凝 土 简 体 的全 钢结 构框 梁 体系 , 而 且长 度达 6 6 . 9 m, 钢结 构 的安 装精 度要 求更 高 。
而安 装单 元 的选 定 更 为重要 。
经综 合 研究 , 最 终决 定 采 用 中心单元 安装 法 , 并 对 其施 工工 艺进 行探讨 。
2 . 2 课 题二 :
控制 焊 接构成 中产 生 的框 梁 变形 既可 增 加住 宅 空 间 高度 ,又 可增 加 钢梁 与 楼 板 系统 整体 刚 度 。( 组 合楼 盖构 造 见 图 1 ) 。
对有 钢筋 ? 昆 凝 土核 心 简 的钢框 结构 , 通 常 由 内向外 流水 焊接 , 其 核 L - 简对 焊接 过程 中的框 架变 形也 具有 一定 的约束 作用 , 而 无核 心简 的全 钢结 构 如何 进行 合理 的流 水焊 接也 就 成 为减 少框架 变 形的 关键课 题 。
2 . 3 课 题三 :
钢构 对 接全 焊透 焊缝 的质 量控 制 图 1 组 合 楼 盖 构 造 示 意 本工 程钢 梁翼 缘最 厚 3 0 m m, 一般 为 2 0 m m。
梁 与柱连 接 采用 栓焊 结合 。
翼 缘 电焊连 接 , 腹 板 高强螺 栓 连接 , 柱与柱 壁 本 工程 东西 向 长度 6 6 . 9 m, 柱 间距 7 . 8 m ; 南北 向柱距 分 隔 主要 根据 住宅 功 能布 置 , 柱距 分别 为 4 . 8 m、 3 . 5 m、 4 . 2 m ; 【 收稿 日期 】 2 0 0 4—1 0—0 8 【 作 者简 介 与地 址 】陆圣平 , 男, 1 9 5 9 . 1 1 生, 大专, 工程师, 上海捷 仁 建设 有限 公 司经理 。联 系地 址 :
凉城 路 7 6 5号后 门三楼 ( 2 0 0 4 3 4 ) , 电话 0 2 1 —6 5 2 6 2 4 9 2 厚最 大达 5 0 a r m,焊 接应 力 、焊 接变 形 以及 热裂纹 和 冷裂纹 的控 制将 直接 影 响到结 构 的承 载力 。
因此 , 钢构 对接 中全 焊 透焊缝 的质量 控 制好坏 , 将 对结 构 的质量 和 安全 度有 着直 接 的关 系 。
3 安装 方 案 的确定 一 2 0 0 4年 第 6期 5 0 1— 维普资讯 http:// 第 2 6卷 第 6期 V o 1 . 2 6 N o . 6 陆圣平、 柴广厚:
上海中福城三期高层住宅建筑全钢结构施工 建 筑 施 工 BUI L Dl NG CONs TRUC TI ON 方 案 一 :本 工 程 楼板 不 采用 压 型 钢 板 的钢 筋混 凝 土结 构框 架 体 系产生一 定 的变形 , 尤其 是全 钢结 构 。
本 工程 尽管 在安 装流 水上 采用 了 中心 单 元法 , 但 如果 焊 接 流水 不 当 , 同样 也会 引起 中心 单元 的微 量 变形 , 或对 中心 单 元产 生因 焊接 引起 的残余 应 力 。
为此 , 在焊 接流 水 中严格 按 先梁后 柱 , 先 上 梁后下 梁 , 先 构, 每层 必须 支设 模板 后方 可 浇捣 混凝 土 , 钢结 构安 装时 考 虑 土建 施工方 便 , 采用 由东 向西或 由西 向东 安装 , 但 安装过 程 中产 生 的钢 结 构累 积误 差较 大 。
方 案二 :
采用单 边 流 水实 施钢结 构 安装 , 即从① ~ ⑧ 轴 或⑥ ~ ⑩ 轴先 安 装一 半 , 同样 也可 以 为土建 楼板 支模 提供 部 分 作业 面 , 但 大 量的柱 子 焊接 产生 的残 余应 力 集中 , 对 已安 装 焊接 完 的钢结 构框 架 体 系不利 。
方 案三 :由于本 工程 结构 体 系无 核心 筒 , 对 钢结 构 的安 下 翼缘 后上 翼缘 , 严 格按 平 面对 称实施 施 焊 。
先焊 中 间构件 , 岳向边 缘扩 展 , 从 人 员安排 上控 制对 称流 水 , 在 中心单 元两 侧 框架 系统 焊接 时 , 两 侧安 排 8 人, 两 人一 组 , 每 侧两 组 , 在 柱 与柱 对接 焊接 时 , 两 人 同时从 同一 方 向 向同一边 焊接 , 焊 装 相对 来说要 求 更高 一些 , 钢 结构 安装 过程 及焊 接过 程均 要 考 虑三 维 变形 , 而 且这 种 变形 或残余 应 力均 不能 造成 一个 方 接 时 速度 尽 可 能保 持一 致 ,使 焊接 产生 的应 力相 对抵 消 在 对称 焊接 过程 中 , 每 焊完 一根 柱 应对其 框架 进行 复测 , 如 有 变形 应及 时调 整焊 接速 度及 焊接 流水 方 向 , 使之 产生单 侧 应力带 动变 形达 到 以调节 焊速 来控 制 变形 的 目的。
4 . 3 厚板 对接 全焊 透焊 缝 的热裂 缝和 冷裂 缝 的处理 质量 4 . 3 . 1 热 裂缝 主要 是焊缝 在 冷却 结 晶过程 中 ,由于快 速 凝 固收缩 , 晶粒 界 面之 间 的液 态 金属补 充 不足 , 冷却 时受 到拉 应力形 式液 态薄 层 开裂 , 另 外在 焊接 热循 环 的作用 范 围 内, 可能 产 生 晶间低熔 点共 晶物 的熔 解 , 在焊 接 应力 的作用 下产生 裂缝 。
向 累积 , 这 将 影响 钢结 构 的安 装精度 控 制 。
为此 , 我们 最终 确 定 采用 中心 单元 安装 法 , 即先 行安 装 中 间结 构 , 然后 向两 侧 对称安 装 , 这 样既 可避 免钢 结 构杆 件安 装过 程 中产生 较 多的 累积误 差 , 也 能从 方案 上确 保 消除 焊接 产生 的残余 应 力 。
采用 中心单 元 法 方 案进 行 钢 结 构安 装 对整 个 结 构体 系 相 对来 说虽 较 为合理 , 但 对 土 建 的施工进 度 产生 了一 定 的影 响 。因此 以该 方案 为安 装 主要工 艺 , 对 楼板 模 板采用 较 为先 进 的桁 架式 支 承系统 施 工 , 来 解决 对土 建进 度影 响 。
本 次工 程 防止热 裂纹 的 产生采 取 的 主要 措施 有 :
① 控制 4 针 对 攻关 课题 制 定 有 效施 工保 证 措施 4 . 1采 用 中心 单 元法 钢 结构 安 装 减 少钢 结构 安 装 的 累积 误差 焊缝 的化学 成分 , 降低母 材 料及 焊接 材料 中形 成低 熔点 共 晶 物即 易于偏 折 的硫 、 磷 含量 ; 降低焊 缝 液态 存在 的时 间 ; 提高 锰的 含量 , 通 常使 M n / S的 比值 大 于 2 O , 以提 高焊 缝 自身 的 抗 裂性 能 。②控 制焊 接 电流及 焊接 速 度 , 避 免坡 口和 间隙 过 小 使 焊缝成 型 系数 太小 , B / H ( 焊缝 宽 高 比 ) 比值 1 . 1 ~1 . 2 ; 焊前 预热 以 降低热 裂倾 向 ( 5 0 m m 厚板 对接 采用 8 0 ~1 0 0 。
C 预热 ) , 柱 与柱 对接坡 口 、 坡 角及 间 隙详 见下 图 2 、 3 。
由于 本工 程无 核心 简 体 , 整个 钢结 构安 装 必须 严格按 先 中心单 元 ( ④ ~ ⑦/ A~D为 中心 单元 ) 后 向外 扩展施 工 的工 艺流程 。首先 在 中心单 元 范围 内完成 中间 四根柱 的安 装 , 并 将 最上 一层 钢 梁安装 完 毕 ,然后 对 四个 柱 网进行 临时 校 正 , 用临时 螺 栓适 当栓 紧加 以 固定 , 使柱 的垂 直度 基本 正确 , 再 行 从 两侧 扩展 安装 其余 柱子 , 形 成 中心单 元框 架体 系 , 栓紧 高强螺 栓 。
中心 框架 体系 基本 形成 后将 所 有涉 及钢 梁安 装完 毕 , 再 对整个 框 架垂直 度进 行 校 正 , 达 到要 求后 , 对 中心单 元 的框 架体 系先行 进行 焊 接 固定 , 焊缝依 次 先上 梁后 下梁 , 再 对柱 子进行 对 焊焊 接 , 中心 单元 焊 接安 排 4人 , 两 人一 组 , 形 成两 两对称 焊 接 , 减少 焊接 变形 。
同 时每组 焊 完 一根柱 , 在进行 第 二根柱 的焊接 时先行 对 需焊 的柱 子进 行 复测 , 如有 误差 先行 校正 。
4 5 。
I 图 2 柱 与柱 对接 示意 图 图 3 柱 对接 焊接 方 向 4 . 3 . 2 焊 缝 的冷 裂缝 发生 与焊 缝 的冷 却过 程 中较 低 温 度时 , 又称 延迟 裂缝 在钢 结构 施工 现场 控制 冷 裂缝 主要从 钢 材 的碳 含 量 、 强 度考 虑 。
一 般低 氢焊 接材 料或 焊接 方法 的 实际扩 散 氢含量 确 定 预热温 度 。
本工 程在 实际 施工 采用 最低 预热 温度 8 O 。
C, 同 时对 手工 焊所 需 的焊条 进行 烘 干处理 , 焊条 使用 前烘 箱烘 不 小于 1 h , 温度 控制 在 3 5 0 。
C, 同时 对温 度大 于 8 0 % 时停止 焊 接作 业 , 有效 地控 制 和延 迟裂缝 的产生 。
4 . 4 焊 缝缺 陷 的返修 这 样安 装 的优 点 是 形 成 了一 个 相对 具 有一 定 刚 度 的 中 心 单 元 。
中心单 元 建 立 后 ,再 依 次 向两 侧 对称 安 装 其 他柱 梁。
有利 于柱 网 的校 正 , 有利 于减 少框 架 体 系的安 装误 差 , 有 利 于消 除钢 结构 焊接 产 生 的变形 及残 余应 力 。
4 . 2 利用 合理 的 焊接 流水 来 控制 焊接 过 程 中产 生的框 架 变 形 钢 结构框 架 体系 在安 装完 成 后进 行焊缝 焊 接 时 , 由于钢 材局 部 受热 后产 生热 膨胀 或冷 却 收缩 , 都 会 或 多或少 对钢 结 5 02 一 4 . 4 . 1 焊缝 表 面缺 陷 的返修 对气孑 L 、 夹渣 、 焊瘤 、 余 高 过大 之缺 陷 , 应 用砂 轮打 磨 、 铲 《 建筑施 工》第 2 6卷 一 维普资讯 http:// 第 2 6卷 第 6期 V o 1 . 2 6 N O , 6 翁益民、 朱亿国 :
狭小场地建造超高层建筑的“ 主楼顺作一裙房逆作” 施工技术 B u l L 建 筑 旄 工 D1 NG C0 N S TRUC T l 0 N 狭 小 场 地 建 造 超 高 层 建 筑 的 “ 主楼顺作一裙房逆作” 结 构 施 工 技 术 口 翁 益 民 ( 上海市安全质量监督总站 2 0 0 0 3 2 ) 口 朱亿 国 ( 上 海市第 一 建筑 有限 公司 2 0 0 1 2 0 ) 【 摘要】结合施工场地狭小而工期 又特别紧的工程特点, 制定了“ 主楼顺作——裙房逆作” 超高层建筑地下结构施工技术, 经 工程 实践 , 取 得 了较 好 的 社 会 和 经 济 效 果 :
【 关键词 】 超高层建筑 【 中图分类号】 T U 4 7 3 结构工程 “ 半顺、 半逆” 施工工艺 沉降控制 / 文献识别码 A 【 文章编号 】 1 0 0 4—1 0 0 1 ( 2 0 0 4 ) 0 6 — 0 5 0 1 — 0 3 S t r u c t u r e Co n s t r u c t i o n Te c h n i q ue o f“ No r ma l Co n s t r u c t i o n Me t h o d f o r Ma i n Bu i l d i n g a n d To p— Do wn Me t h o d or f An n e x ” or f Ex t r a Hi g h —Ri s e Bu i l d i n g wi t h i n Na r r o w P l o t We n g Y i mi n Zh u Y i g u o 1 工 程概 况 1 . 1 长峰 大酒 店工 程 位于 上海 市长 宁 区延 安 西路 、番 禺 路 口, 地下 3 层, 地上 5 3 层, 总 高度 2 l 8 m, 标 准层 高 3 . 9 m ( 办公 区域 ) 及 3 . 3 m( 酒 店 区域 ) , 建 筑面 积约 l l 万 m 。
1 . 3 工 程 占地 面积约 9 0 0 0 m , 基坑 面积 约 7 0 0 0 m 。主 楼 挖 土深度 l 3 . 8 m,局部 电梯 井深 坑挖 深 l 8 . 1 m, 裙 房挖 土深 度 l 2 m:
1 . 4 工 程难 点与 特点 工期 紧 , 整个 工 程合 同工 期要 求为 2 8 . 5个月 。
施工 场地 狭小 , 占地 面积 9 0 0 0 m , 而基坑 面积 7 0 0 0 m 。
基坑 挖 土深度 较深 , 裙房 挖 深 l 2 . O m, 主 楼挖深 l 3 . 8 m, 最 深处挖 土深 度达 l 8 . 1 m。
1 . 2 本工 程基 础采 用桩 筏形 式 , 桩基为 + 6 0 0 ~ 8 0 0 m m钻 孔 灌注 桩 , 主 楼底板 厚度 3 3 0 0 m m, 裙 房 底板 厚度 1 5 0 0 m m 。
上 部结 构为 框 一简结 构 , 其 中框 架 柱采 用钢 管劲 性柱 , 梁 柱 节 点采 用双 梁体 系 。
【 收稿 日期 】2 0 0 4—1 0一l l 【 作者 简介 与地 址 】翁益民, 男, 3 0岁, 工程 师 联系地址 上 海 市 宛 平 南路 7 5号 2 O 1 4室( 2 0 0 0 3 2 ) , 电话 1 3 0 6 1 6 1 4 7 1 6 中标 价 低 , 施 工经 济 性要 求很 高 。
周 围环境 管线 复 杂 。基 坑 西邻 延安 路高 架 , 东南 角为 一 幢 3 0 k w变电所 :
根据 地 质报告 , 工程 施工 时需 对 地下 ⑤ 层微 承 压水进 凿、 钻方 法去 除 , 对 焊缝 尺寸 不 足 、 局部 缺陷 、 咬边 、 弧 坑不 满 ⑥ 焊接 修补 的预 热温 度 应达到 1 0 0 —1 2 5 。
C ; 等缺 陷进行 补 焊 。
4 . 4 . 2 经无 损检 测 确定 焊缝 内部 的超 标缺 陷返 修 ⑦返 修 焊接 应填 报焊 补施 工记 录 , 及 焊补 前后 的无 损 检 修 记 录。
① 严格 按 柱 、 梁 的返 修 方案实 施 , 并有 管理 人员 专人 监 督 实施 ; 5 实施 效果 分析 与 总结 在 中福 城三期 3 0 层 高层 住 宅全 钢结 构框 架 体系 的钢 结 构 安装 过程 中采 用 中心单 元法 安装 . 并 由 中心 单元 向四周 扩 展, 有 效控 制全 钢 结构框 架 体 系钢结 构 安装 因焊 接等产 生 的 变形 , 柱 节 间误差 均小 于 1 0 m m, 柱 与柱 之 间的对 接焊 缝 经 无 损检 测 合格率 达 9 9 % 以上 。整个 大楼 纵 向垂 直度 控 制 在 2 5 a r m内, 达到 预定 目标 。该项 目 结 构 体系 的实践 , 为全 钢结 构 框架 体 系的推 广应 用提 供 了一个 成 功的经 验 。
. . ② 应根 据无 损 检测 确定 的缺 陷位 置 、 深 度用 砂轮 打磨 或 碳 弧气 刨清 除 缺陷 ; 缺陷 为裂 纹时 , 在碳 弧 气刨 前应 在裂 纹 两端钻 止裂 孔并 清 除两端 各 5 0 m m长 的母 材 ; ③ 应将 刨 槽开 成每 侧边 坡 口角 度 大于 l 5 。
的坡 口形 状 , 并修 整 表面 , 磨 除 气泡 渗碳 层 ; ④ 焊补 时应 在坡 口内引 弧 , 熄 弧 时应填 满弧 坑 , 多层 焊 层 间应 错开 接头 ; ⑤返 修 焊接部 位 应一 次连 续焊 成 ; 2 0 0 4年 第 6期 5 03 . .
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