結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)在民用高層建筑中的應(yīng)用，探討了工程施工的關(guān)鍵技術(shù)，詳細(xì)地闡述了該高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工藝流程及操作要點(diǎn)，并提出了質(zhì)量保證措施及安全措施，以推廣鋼結(jié)構(gòu)在民用建筑中的應(yīng)用。

　　1工程概況

　　中國(guó)經(jīng)緯紡機(jī)集團(tuán)榆次分公司科技中心大樓東西長(zhǎng)57 m，南北寬26. 8 m，共計(jì)九層。該工程結(jié)構(gòu)形式采用鋼框架結(jié)構(gòu)，筏板式基礎(chǔ)。鋼柱底部與基礎(chǔ)采用外包式柱腳連接。鋼柱為500×500 H截面，腹板厚度為16 mm，翼緣厚度為25 mm，采用場(chǎng)外加工。鋼梁采用H型鋼。梁柱節(jié)點(diǎn)采用10. 9級(jí)M30高強(qiáng)螺栓連接。地腳螺栓M30，螺母和墊圈為Q235鋼。水平結(jié)構(gòu)中樓板為鋼筋混凝土壓型鋼板組合結(jié)構(gòu)，壓型鋼板與鋼梁間采用栓釘連接，鋼結(jié)構(gòu)采用防銹漆防腐。主體鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)中鋼梁涂刷防火涂料，鋼柱外包加氣混凝土砌塊。內(nèi)墻采用加氣混凝土砌塊，外墻采用橫板圍護(hù)。

　　2特點(diǎn)

　　1）民用建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)在山西境內(nèi)為首例，建筑做法與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式區(qū)別較大，施工中可借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多，須做好前期細(xì)部設(shè)計(jì)，尤其是裝飾裝修與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合。2）加工精度要求高，要加強(qiáng)構(gòu)件加工工序質(zhì)量控制及安裝順序的合理安排。3）焊接工作量較大，焊接質(zhì)量要求嚴(yán)，對(duì)特殊工種人員的勞力組織及專業(yè)技能要求高。4）由于鋼結(jié)構(gòu)高空作業(yè)防護(hù)難度大，施工中安全管理要引起高度重視，嚴(yán)格安全操作規(guī)程，強(qiáng)化全員安全意識(shí)。

　　3工藝原理及關(guān)鍵技術(shù)

　　1）對(duì)原鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行了細(xì)化擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，并達(dá)到了構(gòu)件制作與整體安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　2）采用先進(jìn)、合理的加工機(jī)械設(shè)備（模具），防止構(gòu)件出現(xiàn)焊接變形，提高鋼結(jié)構(gòu)框架安裝精度。

　　3）工序上進(jìn)行了改進(jìn)，在保證空間框架剛度的前提下，先安裝完全部鋼框架主體結(jié)構(gòu)后，再安裝各樓層板。

　　4）對(duì)高層鋼結(jié)構(gòu)工程內(nèi)外裝飾裝修設(shè)計(jì)，采用科學(xué)合理的連接方式進(jìn)行裝飾施工。

　　4工藝流程及操作要點(diǎn)

　　4. 1鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)細(xì)化設(shè)計(jì)

　　1）應(yīng)用繪圖軟件對(duì)鋼結(jié)構(gòu)框架節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)按平、立、剖面進(jìn)行1∶1繪圖放樣。施工圖紙細(xì)化設(shè)計(jì)，達(dá)到構(gòu)件制作與整體安裝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2）利用鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件進(jìn)行各類構(gòu)件的受力計(jì)算，利用CAD圖形設(shè)計(jì)平臺(tái)對(duì)復(fù)雜連接節(jié)點(diǎn)和復(fù)雜構(gòu)件放大樣，建立鋼結(jié)構(gòu)符號(hào)節(jié)點(diǎn)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)圖形信息微機(jī)化。

　　4. 2加工制作鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件全部采用場(chǎng)外加工，其中鋼柱每節(jié)按三層分段。

　　在加工過程中要做好質(zhì)量控制，并按照設(shè)計(jì)施工圖和GB 5020522001鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。

　　4. 3鋼結(jié)構(gòu)安裝

　　4. 3. 1構(gòu)件驗(yàn)收、矯正鋼構(gòu)件在進(jìn)入安裝現(xiàn)場(chǎng)后，由專業(yè)質(zhì)量檢測(cè)人員對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行檢查。彈出鋼柱的安裝軸線，若發(fā)現(xiàn)在運(yùn)輸過程中鋼構(gòu)件發(fā)生變形缺陷后，馬上進(jìn)行矯正和處理。

　　4. 3. 2地腳螺栓安裝工藝將地腳螺栓全部用上、下螺帽固定在鋼套板上，用Ф8的鋼筋將地腳螺栓焊接固定在基礎(chǔ)主筋上，加固完成后進(jìn)行混凝土澆筑。待上部結(jié)構(gòu)安裝調(diào)整完成后對(duì)所有鋼柱底板下的間隙用C40細(xì)石混凝土進(jìn)行二次灌注。

　　4. 3. 3安裝與校正

　　1）安裝順序。按結(jié)構(gòu)平面形式分區(qū)段繪制吊裝圖，吊裝分區(qū)先后次序?yàn)椋合劝惭b整體框架梁柱結(jié)構(gòu)后樓板結(jié)構(gòu)，平面從中央向四周擴(kuò)展，先柱后梁、先主梁后次梁吊裝，使每日完成的工作量可形成一個(gè)空間構(gòu)架，以保證其剛度，提高抗風(fēng)穩(wěn)定性和安全性。

　　2）鋼柱的安裝。為了便于調(diào)整柱的垂直度，在預(yù)埋螺栓上先擰上數(shù)個(gè)螺母（至少4個(gè)），全部擰到接觸基礎(chǔ)面，并用水平儀找平后，開始吊裝鋼柱。吊裝鋼柱時(shí)，為了防止意外事故出現(xiàn)（如雷雨天氣，必須停工），在柱的上端活系兩根纜風(fēng)繩，可以四個(gè)方向臨時(shí)固定，也可用來(lái)調(diào)整垂直度。測(cè)量校正。鋼柱吊裝就位后，用兩臺(tái)經(jīng)緯儀和水平儀對(duì)鋼柱進(jìn)行測(cè)控，微調(diào)通過調(diào)整柱底腳板下的螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　3）主次橫梁的安裝。在第一個(gè)空間受力單元的4根鋼柱安裝完后，便可安裝柱之間的主橫梁和次橫梁。

　　在吊裝過程中對(duì)吊點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算和試驗(yàn)。安裝過程中先用撬棍插入鋼梁兩端的螺孔內(nèi)，再將臨時(shí)螺栓擰入，待結(jié)構(gòu)安裝精度調(diào)整達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后，將高強(qiáng)度螺栓自由穿入栓孔內(nèi)。高強(qiáng)度螺栓的安裝順序原則上是以接頭處剛度較大的部位向約束較小的方向進(jìn)行，擰緊順序是由螺栓群中心向四周進(jìn)行，高強(qiáng)度螺栓緊固分為初擰和終擰，初擰扭矩一般控制在終擰扭矩的50 %左右。

　　4）焊接。梁、柱安裝采用手工電弧焊。原則是采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱、全方位對(duì)稱焊接。多層焊接宜連續(xù)施焊，每一層焊道焊完后應(yīng)及時(shí)清理檢查，清除缺陷后再焊。焊接接頭要求熔透焊的對(duì)接和角接焊縫。多層梁柱焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝情況先焊頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)，其次焊底部柱與梁節(jié)點(diǎn)，最后焊中間部分的柱與梁節(jié)點(diǎn)。在焊接頂層柱與梁節(jié)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先焊柱頂垂直偏差較大的部位，以利用焊接后收縮變形應(yīng)力達(dá)到減少柱頂垂直偏差。焊接順序宜從中間軸線柱向四周擴(kuò)散施焊。

　　5）鋼柱加長(zhǎng)連接。鋼柱安裝順序同首層，用高強(qiáng)螺栓將腹板兩側(cè)夾板緊固連接。在連接時(shí)，為避免造成軸線的積累誤差，則必須注意每節(jié)柱的定位軸線均應(yīng)從地面控制軸線直接引出，以保證整根柱在允許偏差范圍內(nèi)。調(diào)整好后進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓初擰，待本層第一個(gè)空間結(jié)構(gòu)受力單元安裝完畢并檢測(cè)合格后，對(duì)鋼柱連接螺栓進(jìn)行終擰。

　　4. 4鋼結(jié)構(gòu)與裝飾材料連接方法

　　1）全隱框鋁合金玻璃幕墻：幕墻龍骨與H型鋼柱的連接件采用180 mm×100 mm×10 mm角鋼（L = 100 mm），型鋼表面熱鍍鋅防腐處理，龍骨為180系列隱框鋁合金型材，玻璃為中空鋼化鍍膜玻璃。本工程幕墻龍骨采用型鋼連接件直接焊于H型鋼梁上，焊接形式為滿焊，焊縫高度不小于8 mm，焊接完按要求對(duì)焊點(diǎn)進(jìn)行防腐處理。

　　2）型鋼骨架金屬幕墻：本工程中外墻采用金屬夾芯橫墻板。

　　幕墻龍骨采用方管，方管與H型鋼柱的連接件采用110 mm×70 mm×10 mm角鋼（L = 200 mm），與主體H型鋼柱豎向間隔900 mm焊接一個(gè)固定點(diǎn)，焊接形式為滿焊，焊縫高度不小于7 mm；龍骨為180 mm×70 mm×20 mm×3 mm C型檁條。主體結(jié)構(gòu)跨度為7. 2 m，C型檁條水平放置時(shí)，跨中撓度較大，影響受力要求，因此在跨中采用50角鋼豎向作支撐，節(jié)點(diǎn)圖見圖2 .

　　3）樓地面工程：樓板混凝土底模采用壓型鋼板，規(guī)格為YX27623442688，厚度為1 mm，壓型鋼板與鋼梁之間連接用栓釘規(guī)格為<16×110 mm，間距400 mm.混凝土澆筑前要驗(yàn)算壓型鋼板的強(qiáng)度和剛度。

　　5質(zhì)量要求及技術(shù)措施

　　1）專職質(zhì)檢員對(duì)大型焊接、軋制H型鋼等主要材料認(rèn)真進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。2）構(gòu)件上連接孔的孔徑、孔距進(jìn)行全部跟蹤生產(chǎn)檢查，對(duì)樣板、模具、胎具每天至少檢查一次。3）鋼結(jié)構(gòu)工程所采用的鋼材應(yīng)附有鋼材的質(zhì)量證明書，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的要求。

　　6安全措施

　　1）設(shè)立管理組織體系，委派專人負(fù)責(zé)工程項(xiàng)目及有關(guān)安全防火工作，專人了解各工種的安全操作規(guī)程，設(shè)立各級(jí)安全生產(chǎn)崗位責(zé)任和定期安全檢查制度、安全教育制度等。2）施工前對(duì)管理人員、施工人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教育，介紹有關(guān)安全生產(chǎn)管理制度及規(guī)定和要求。3）施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，必須佩戴安全帽，高空作業(yè)要有安全帶。冬季構(gòu)件表面結(jié)霜，在構(gòu)件上行走應(yīng)系好安全帶，穿防滑鞋。拆除的臨時(shí)螺栓、手頭工具應(yīng)拿穩(wěn)當(dāng)或裝入工具袋，嚴(yán)禁隨意亂扔。穿著防護(hù)用品，如電焊手套、護(hù)目面罩、絕緣膠鞋。4）吊裝前檢查起重設(shè)備、吊具是否符合安全要求，否則不得使用。5）吊裝現(xiàn)場(chǎng)地面平整堅(jiān)實(shí)，松軟的土層要夯實(shí)或加墊木以保證吊裝機(jī)器穩(wěn)定作業(yè)。

　　7結(jié)語(yǔ)

　　該科技中心大樓工程安裝精度高、工期短、難度大，在山西省內(nèi)是第一座民用鋼結(jié)構(gòu)工程。施工中對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行了摸索總結(jié)并進(jìn)行了科研開發(fā)，收到了良好的效果。于2004年10月18日經(jīng)中鐵建總公司組織鋼結(jié)構(gòu)專家鑒定：一致認(rèn)為本高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。