高层钢结构施工

高层钢结构施工,第一节钢结构材料与结构构件,一、主钢材的品种和牌号钢材的品种繁多，性能各异，在钢结构中采用的钢材主要有二个种类，一是碳素结构钢（或称普通碳素钢），二是低合金结构钢。低合金钢因含有锰、钒等合金元素而具有较高的强度。,碳素结构钢,根据现行的国家标准碳素结构钢（GB700-88）的规定，将碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q2755种牌号。其中，Q是屈服强度的代号，后面数字表示屈服强度的大小，单位为MPa.Q235分类：按质量等级分；按脱氧程度不同分,二、连接材料,钢结构的连接是通过一定的方式将各个杆件连成整体。杆件间要保证正确的相互位置，以保证传力和使用要求，连接部位应有足够的静力强度和疲劳强度。因此，连接是钢结构设计和施工中重要的环节，钢结构的连接应符合安全可靠、节省钢材、构造简单和施工方便的原则。钢结构的连接方法分为铆接、焊接、普通螺栓和高强度螺栓连接，依据连接方法的不同，连接材料分为以下几种。1、铆钉2、普通螺栓3、高强度螺栓4、焊接材料:焊接材料主要有电焊条、焊丝及焊剂。,三、高层钢结构材料选用的基本要求,（一）钢材选用的原则钢材选用的原则是：既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。不同使用条件，应当有不同的质量要求。在一般结构中当然不宜轻易地选用优质钢材，而在主要的结构中更不能盲目地选用质量很差的钢材。就钢材的力学性能来说，屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性等各项指标，是从各个不同的方面来衡量钢材质量的指标，在设计钢结构时，应该根据结构的特点，选用适宜的钢材。钢材选择是否合适，不仅是一个经济问题，而且关系到结构的安全和使用寿命。选定钢材时应考虑下列结构特点：1、结构的类型及重要性由于使用条件、结构所处部位等方面的不同，结构可以分为重要、一般和次要三类。例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等就是重要的；普通厂房的屋架和柱等属于一般的；梯子、栏杆、平台等则是次要的，应根据不同情况，有区别地选用钢材的牌号。,2、荷载的性质按所承受荷载的性质，结构可分为承受静力荷载和承受动力荷载两种。在承受动力荷载的结构或构件中，又有经常满载和不经常满载的区别。因此，荷载性质不同，就应选用不同的牌号。例如对重级工作制吊车梁，就要选用冲击韧性和疲劳性能好的钢材，如Q345C或Q235C。而对于一般承受静力荷载的结构或构件，如普通焊接屋架及柱等（在常温条件下），可选用Q235BF。3、连接方法连接方法不同，对钢材质量要求也不同。例如焊接的钢材，由于在焊接过程中不可避免地会产生焊接应力、焊接变形和焊接缺陷，在受力性质改变和温度变化的情况下，容易引起缺口敏感，导致构件产生裂纹，甚至发生脆性断裂，所以焊接钢结构对钢材的化学成分、力学性能和可焊性都有较高的要求。如钢材中的碳、硫、磷的含量要低，塑性和韧性指标要高，可焊性要好等。但对非焊接结构（如用高强度螺栓连接的结构），这些要求就可放宽。,（二）高层钢结构材料选用的基本要求1、高层钢结构所用钢材的钢种、钢号、强度设计值、选用原则及所要求保证的机械性能、化学成分限值等以及连接所用的焊接材料、螺栓紧固件等材料的要求，除将钢材的冷弯性能作为基本保证条件外，其它基本上与一般钢结构相同，对厚板钢材的强度设计值应按高层建筑钢结构设计与施工规程的规定执行。此外，Q235A级普通碳素结构钢只宜作次要的非焊接构件。2、抗震高层建筑钢结构的钢材性能，还应满足下述要求：（1）钢材屈强比不低于1.2，按8度和8度以上抗震设防的结构不低于1.5；（2）有明显的屈服台阶，伸长率大于20%，且有保持延性的良好可焊性；（3）甲、乙类高层建筑钢结构的钢材屈服点不宜超过其标准值的10%。,3、承重结构处于外露和低温环境时，其钢材还应考虑耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。4、采用焊接连接的梁-柱节点范围内，当节点约束较强，板厚大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用时，应附加要求板厚方向的伸长率保证（大于20%25%），以防止层状撕裂。5、同一高层结构中，根据构件所处的部位，受力情况的不同可分别选用不同的钢号及强度级别的钢材。6、围护结构及组合板所用的压型钢板，宜采用Q235钢。7、高层钢结构中所采用的抗剪栓焊钉，其钉杆磁环等材料应符合有关标准规定的要求，其施焊应采用专用焊机焊具，以保证其抗剪承载力。8、高层建筑钢结构的组合楼板及组合构件所用的混凝土标号、钢筋及其设计强度，以及轻骨料混凝土材料等，应符合国家现行规范的要求。,第二节构件的截面形式、连接方式及制作,一、钢结构构件的截面形式1、受拉构件的截面形式受拉构件的截面形式如图9-1所示。当受力较小时，可选用热轧型钢和冷弯薄壁型钢，如图9-1（a）所示。,当受力较大时，可选用由型钢或钢板组成的实腹式截面形式，如图9-1（b）所示。当构件较长且受力较大时，可选用型钢组成的格构式截面形式，如图9-1（c）所示。,2、受弯构件的截面形式只受弯矩作用或受弯矩与剪力共同作用的构件称为受弯构件。实际工程中，以受弯受剪为主但作用着很小的轴力的构件，也常称为受弯构件。结构中的受弯构件主要以梁的形式出现，通常受弯构件和广义的梁是指同一对象。按弯曲变形情况不同，构件可能在一个主轴平面内受弯，也可能在两个主轴平面内受弯。前者称为单向弯曲构件（梁），后者称为双向弯曲或斜弯曲构件（梁）。按支承条件的不同，受弯构件可分为简支梁、连续梁、悬臂梁等。按在结构体系传力系统中的作用不同，受弯构件分为主梁、次梁等。按截面形式和尺寸沿构件轴线是否变化，有等截面受弯构件和变截面受弯构件之分。在一些情况下，使用变截面梁可以节省钢材；但也可能会增加制作成本。按截面构成方式的不同，受弯构件可分实腹式截面和空腹式截面，前者又分为型钢截面与焊接组合截面。,采用型钢的受弯构件，通常使用工字钢（也称为I形钢）或截面宽高比较大（0.51.0）的宽翼缘工字钢（以下称H形钢）和槽钢等（图9-2（a）。工字钢与H形钢的材料在截面上的分布比较符合构件受弯的特点，用钢较省，因此应用普遍。槽钢翼缘较小，而且截面单轴对称，剪力中心在腹板外侧，绕截面对称轴弯曲时容易发生扭转，使用时常采用一定的措施，或使外力通过剪力中心，或者加强约束条件。,冷弯薄壁型钢（图9-2（b）也是经常用于受弯构件的型钢截面。在室温条件下加工成型的冷弯薄壁型钢，板壁都较薄，国内目前生产的主要在1.53.0mm的范围内，所以多用在承受较小荷载的场合下。例如房屋建筑中的屋面檩条和墙梁。,由于受到轧制设备的限制，当型钢规格不能满足受弯构件的要求、或考虑最大限度地节省钢材时，可采用焊接组合截面（图9-2（c）。焊接组合截面由若干钢板、或钢板与型钢连接而成。它的截面比较灵活，有的情况下可使材料的分布更容易满足工程上的各种需要。从而节省用钢。用3块钢板组成的工字形截面、4块钢板组成的箱形截面，以及由若于个箱室组成的多室箱形截面。在工程中应用也很广泛。,空腹式截面（图9-2（d）可以减轻构件的自重。在建筑结构中也方便了管道的通行，对外露的结构构件，有时还能起到空间韵律变化的作用。除了钢构件外。有用钢筋混凝土和轧制型钢或焊接型钢构成的组合梁，其中作为建筑物楼面、桥梁桥面等的混凝土板。也作为梁的组成部分参与抵抗弯矩。,3、压弯构件的类型与截面形式构件受到沿杆轴方向的压力（轴力）和绕截面形心主轴的弯矩作用，称为压弯构件。如果只有绕截面一个形心主轴的弯矩，称为单向压弯构件；绕两个形心主轴都有弯矩时，称为双向压弯构件。弯矩可以由偏心轴力引起时，这种情况称为偏压构件。建筑框架中的钢柱大多是典型的压弯构件；钢桁架中的弦杆和腹杆若比较粗短，加上端部有很强的转动约束时，也是压弯构件。图9-3压弯构件截面形式。,压弯构件的截面形式按其组成方式区分，可以有型钢（图9-3a、b）、钢板焊接组合截面（图9-3c、g）或型钢与型钢、型钢与钢板的组合截面（图9-3d、e、f、h、i）；,以几何特征分，可以有开口截面，也可以有闭口截面（图9-3gj），有双轴对称也有单轴对称截面；除了实腹式截面外（图9-3aj），为了提高截面的抗弯刚度，还常常采用格构式截面（图9-3ko）。,二、钢结构构件的连接方式钢结构构件间的连接方式主要有高强螺栓连接、焊接等。1、柱与柱的连接柱与柱的连接因柱的截面不同而采用的连接方式不同，如柱为H型钢柱可用高强螺栓连接或高强螺栓与焊接共同使用的混合连接，如为箱形截面柱多采用焊接。（图9-4）。,2、柱与梁的连接由梁截面多为H型钢梁，其与柱的连接可用高强螺栓连接、焊接和混合连接。（图9-5）。3、梁与梁的连接梁与梁的连接可采用高强螺栓连接和焊接。,三、钢构件的制作钢结构工程与混凝土结构工程的最大不同在于其构件的绝大部分是在加工厂完成的，因此，钢构件的制作质量特别是尺寸精度直接影响钢结构的现场安装。钢构件在加工厂制作的流程为：编制构件制作指示书原材料矫正放样、号料、切割制孔、边缘加工组装和焊接端部加工和摩擦面处理除锈和涂装验收和发运。1、编制构件制作指示书钢构件的制作，是钢结构工程中的一项十分重要的作业过程，在制作前应根据设计文件和施工图以及制作条件，编制构件制作施工指示书。其主要内容有：（1）施工中所依据的标准和规范；（2）成品的技术要求，其中包括工序的技术要求和各技术工种的技术要求；（3）采用的加工、焊接设备和工艺装备；（4）焊工和检验人员的资格证明；（5）制作厂家的管理和质量保证体系；（6）各类检查表格。,2、矫正型材在轧制、运输、装卸、堆放过程中，可能会产生表面不平、弯曲、波浪形等缺陷。这些缺陷有的需要在划线下料之前矫丘，有的则需在切割之后进行矫正。在矫正时，应注意下述几点：（1）碳素结构钢和低合金结构钢应注意矫正的环境温度和加热温度，碳素结构钢在环境温度低于-16、低合金结构钢在环境温度低于-l2时，不得进行冷矫正和冷弯曲。（2）在加热矫正时，加热温度应根据钢材性能选定，但不得超过900。低合金结构钢在加热矫证后应缓慢冷却。（3）矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面域损伤，划痕深度不得大于0.5mm，且应符合国家现行有关规范对表面质量的要求。钢材矫正后的允许偏差，应符合有关钢结构规范或其它设计资料的规定。,3、放样、号料和切割放样和样板（样杆）是号料的依据，应根据批准的施工图进行放样，制作样板或样杆，并规定其允许偏差，便于工序检查，对于平行线距离和分段尺寸、宽度、长度、孔距，其允许偏差为0.5mm；对角线差1.0mm；加工样板的角度允许偏差为20。放样应采用经过计量检定的钢尺，并将标定的偏差值计入量测尺寸。尺寸划法应先量全长后分尺寸，不得分段丈量相加，避免误差积累。号料应使用经过检验合格的样板（样杆），避免直接用钢尺所造成的过大偏差或看错尺寸而引起的不必要损失。号孔应使用与孔径相等的圆规号孔，并打上样冲作出标记，便于钻孔后检查孔位是否正确。号料的允许偏差为：零件外形尺寸1.0mm，孔距0.5mm。切割分为机械剪切、气割、锯切类型。机械剪切用于切割厚度小于12mm的钢板；气割则用于切割厚度大于l2mm钢板；锯切用切割宽翼缘型钢。,4、边缘加工和制孔切割后的钢板或型钢在焊接组装前需作边缘加工，形成焊接坡口。焊缝坡口加工可采用气割、铲削、坡口机切削等方法，边缘加工需用样板控制坡口角度和各部尺寸，当采用气割或机械剪切的零件，其边缘加工的刨削量不应小于2.0mm。制孔时，应注意孔的类型及其制作要求。对于A、B级螺栓孔应保证孔距精度和孔壁表面粗糙度；对于C级螺栓孔应保证摩擦型高强度螺栓孔径比杆径大1.52.0mm承压型高强度螺栓孔径比杆径大1.01.5mm。,5、组装和焊接板材、型材由于长度（板材包括宽度）受到限制，往往需要在工厂进行拼接；一个较复杂的构件由很多零件或部件（组合牛腿等）组成。为减少构件的焊接残余应力，应先进行材料拼接和部件组装，待焊接、矫正后再进行构件的组装、焊接。通常，焊接H型钢和柱均先在拼装台座上进行焊接小组装，框架短梁与柱身再进行焊接大组装，形成梁柱的框架节点。焊接工艺评定是保证钢结构焊缝质量的前提，通过焊接工艺评定选择最佳的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊后热处理等，以保证焊接接点的力学性能达到设计要求。对于任何施工单位首次使用的钢材、焊材及改变焊接方法、焊后热处理等，必须进行焊接工艺评定，工艺评定合格后写出正式的焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书；用以指导构件的焊接组装。焊工应经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作，焊工停焊时间超过6个月，应重新考试。,钢构件的板件间焊接接头形式主要有对接接头、T形接头、角接接头、十字接头等。对接焊缝及对接和角接组合焊缝，应在焊缝的两端设置引弧和引出板，其材料和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度：埋弧焊应大于50mm；手工电弧焊及气体保护焊应大于20mm焊接完毕后应采用气割切除引弧和引出板，并修磨平整。角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于l0mm，角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝，起落弧点距焊缝端部宜大于l0mm，且弧坑应填满。,焊接厚度大于50mm的碳素结构钢和厚度大于36mm的低合金结构钢，施焊前应进行预热，焊后应进行后热。预热温度宜控制在100150；后热温度应由试验确定。预热区在焊道两侧，每侧宽度均应大于焊接厚度的两倍，且不应小于100mm。在工厂进行焊接时，除采用常规的手工电弧焊外，可采用CO2气体保护电弧焊，该方法用已为气体对焊缝进行保护，其焊接效率为手工电弧焊的4倍，且可减少夹渣、气泡等缺陷。对于H型钢的翼缘与腹板、箱形柱的四个角区还可采用自动埋弧焊进行焊接组装。碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接24h以后，方可进行焊缝探伤检验。局部探伤的焊缝，有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加的长度不应小于该焊缝长度的10%，且不应小于200mm；当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行百分之百探伤检查。栓钉焊焊后应进行弯曲试验检查，检查数量不应少于1%；当用锤击焊钉（螺柱）头、使其弯曲至30o时，焊缝和焊热影响区不得有肉眼可见裂纹。,6、端部铣平和摩擦面处理钢构件的端部铣平应在矫正合格后进行，两端铣平时，构件长度的允许偏差为2.0mm；零件长度的允许偏差为0.5mm；铣平面的平面度允许偏差为0.3mm；铣平面对轴线的垂直度允许偏差为1/500。钢构件摩擦面处理是指使用高强螺栓连接时构件接触面的钢材表面加工，经过加工使其接触处表面的抗滑移系数达到设计要求额定值，一般取0.450.55。在施工条件受限制时，局部摩擦面可采用角向磨光机打磨，打磨方向宜与构件受力方向垂直，范围不应小于螺栓孔径的4倍。通常摩擦面采用喷砂后生赤锈的处理方法，按此法处理后的摩擦面在出厂前应按批作抗滑移试验，最小值应符合设计要求。,7、涂装和编号在钢材表面涂刷防护涂层，是防止腐蚀的主要手段。其涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时，宜涂装45遍，涂层干漆膜总厚度：室外应为150m，室内应为125m，其允许偏差为-25m。涂装工程由工厂和安装单位共同承担时，每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5m。当设计对涂层厚度有要求时，设计最低涂层干漆膜厚度加允许偏差的绝对值即为涂层的要求厚度，其允许偏差应符合设计对涂层厚度无要求时的规定。涂装时环境温度宜在538之间，相对湿度不应大于85%，构件表面有结露时不得涂装，涂装后4h内不得淋雨。施工图中注明不涂装的部位不得涂装。安装焊缝处应留出3050mm暂不涂装。钢构件涂装完毕后，应在构件上标注构件的原编号。大型构件还应标明质量、重心位置和定位标记。,8、验收和发运钢构件制作完成后需按施工图、编制的制作施工指导书以及钢结构工程施工及验收规范的规定进行验收。钢构件出厂时，应提交下列资料：产品合格证；施工图和设计变更文件，设计变更内容应在施工图中相应部位注明；制作中对技术问题处理的协议文件；钢材、连接材料和涂装材料的质量证明书或试验报告；焊接工艺评定报告；高强螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝无损检验报告及涂层检验资料；主要构件验收及预拼装记录等。包装应在涂层干燥后进行；包装应保护构件涂层不受损伤，保证构件、零件不变形、不损坏、不散失；包装应符合运输的有关规定。包装箱上应标注构件、零件的名称、编号、质量、重心和吊点位置等，并应填写包装清单。,第三节高层钢结构安装,钢结构具有强度高、抗震性能好、施工速度快等优点，因而广泛用于高层和超高层建筑。其缺点是用钢量大、造价高、防火要求高。用于高层建筑的钢结构体系有：框架体系、框架剪力墙体系、框筒体系、组合筒体系、交错钢桁架体系等。筒体体系抗侧力的性好，高度很大的钢结构高层建筑多采用框架筒体系和组合筒体系。如110层、高411m的美国纽约世界贸易中心即框筒体系，外部为钢柱框筒，内部为钢框架。109层、高405m的美国芝加哥的西尔斯大厦即组合筒体系，44层（其中地下室一层）、高153.2lm的上海新锦江饭店属于框架剪力墙体系，在中间部位以钢板和钢支撑组成抗侧力结构。14层的上海金沙江大酒店即钢框架体系。,此外，近年来在高层建筑中还发展了一种钢混凝土的组合结构。常用的有：组合框筒体系（外部为钢筋混凝土框筒，内部为钢框架）、混凝土核心筒支撑体系（核心为钢筋混凝土筒体，周围为钢框架）、组合钢框架体系（用混凝土包围钢柱和钢梁，并采用钢筋混凝土楼板）、墙板支撑的钢框架体系（用与钢框架有效连接的钢筋混凝土墙板等作为钢框架的支撑）等。混凝上核心筒支撑体系施工时，中间的钢筋混凝土筒体与周围的钢框架同时进行施工。钢筋混凝土筒体用滑动模板、爬模、大模板等进行浇筑。一般比周围的钢框架超前35层，在现浇的钢筋混凝土筒体上预埋钢板或预留孔洞，以便与钢框架连接。周围的钢框架吊装与一般的钢结构高层建筑相同。组合钢框架体系的施工，先吊装钢框架，然后在柱、梁周围组装模板、浇筑混凝土，钢框架的吊装业与一般的钢框架高层建筑相同。,一、钢结构安装前的准备工作1、钢结构构件的预检和配套钢结构构件在出厂前，制造厂应根据制造规范、规定和设计图纸的要求进行产品检验，填写质量报告和实际偏差值。在钢结构构件交付结构吊装单位后，结构吊装单位再在制造厂质量报告的基础上，根据构件种类分类，再进行复检或抽检。钢结构吊装单位对钢构件预检的项目，主要是与施工安装质量和工效直接有关的项目，如：外形几何尺寸、螺孔大小和间距、预埋件位置、焊缝剖口、节点摩擦面、构件数量规格等。构件的内在制作质量以制造厂质量报告为准。至于构件预检的数量，一般是关键构件全部检查，其他构件抽查10%20%，预检时应记录一切预检的数据。,2、钢柱基础检查第一节钢柱直接安装在钢筋混凝土柱基底板上。钢结构的安装质量和工效同柱基的定位轴线、基准标高直接有关。安装单位对柱基的预检重点是：定位轴线间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置。其偏差要满足规范要求。（1）检查定位轴线定位轴线从基础施工起就应重视，先要做好控制桩。待基础浇筑混凝土后再根据控制桩将定位轴线引渡到桩基钢筋混凝土底板面上，然后预检定位线是否同原定位线重合、封闭，每根定位轴线的总尺寸误差值是否超过控制数，纵横定位轴线是否垂直、平行。定位轴线预检是在弹过线的基础上进行，预检是由业主、土建、安装三方联合进行，对检查数据要统一认可鉴定证明。（2）检查柱间距柱间距检查是在定位轴线认可的前提下进行，采用标准尺实测柱距（应是通过计算调整过的标准尺）。柱距偏差值应严格控制在3mm范围内。因为定位轴线的交叉点是柱基中心点，是钢柱安装的基淮点，钢柱竖向间距以此为准，框架钢梁的连接螺孔的孔洞直径一般比高强螺栓直径大1.5mm2.0mm，如柱距过大或过小，直接影响整个竖向框架梁的安装连接和钢柱的垂直，安装中还会有安装误差。,（3）检查单独柱基中心线检查单独柱基的中心线同定位轴线之间的误差，调整柱基中心线使其同定位轴线重合，然后以柱基中心线为依据，检查地脚螺栓的预埋位置。（4）检查柱基地脚螺栓柱基地脚螺栓检查内容为：1）检查螺栓长度。螺拴的螺纹长度应保证钢拄安装后螺母拧紧的需要；2）检查螺栓垂直度。如误差超过规定必须矫直，矫直方法可用冷校法或火焰热校法。检查螺纹是否损坏，检查合格后在螺纹部分涂上油，盖好帽套加以保护；3）检查螺栓间距。实测独立柱地脚螺栓组间的偏差值，绘制平面图表明偏差数值和偏差方向。与地脚螺栓相对应的钢柱安装孔，根据螺栓的检查结果进行调整，如有问题，应事先扩孔，以保证钢柱的顺利安装；（5）实测基准标高在柱基中心表面和钢柱底面之间，考虑到施工因素，规定有一定的间隙作为钢柱安装前的标高调整，该间隙我国的规范规定为50mm。基准标高点一般设置在柱基底板的适当位置，四周加以保护，作为整个高层钢结构工程施工阶段的标高的依据。以基准标高点为依据，对钢柱柱基表面进行标高实测，将测得的标高偏差用平面图表示之，作为临时支承际高块调整的依据。,3、标高块设置及柱底灌浆为了精确控制钢结构上部结构的标高，在钢柱吊装之前，要根据钢柱预检（实际长度、牛腿间距离、钢柱底板平整度等）结果在柱子基础表面浇筑标高块。标高块用无收缩砂浆，立模浇筑，其强度不宜小于30N/mm2，标高块面须埋设厚度为l620mm的钢面板。浇筑标高块之前应凿毛基础表面，以增强粘结。待第一节钢柱吊装、校正、和锚固螺栓固定后，要进行底层钢柱的柱底灌浆，灌浆前应在钢柱底板四周立模板，用水清洗基础表面，排除多余积水后灌浆。灌浆用砂浆基本上保持自由流动，灌浆从一边进行，连续灌注，灌浆后用湿草包或麻袋等遮盖养护。,4、钢构件现场堆放按照安装流水顺序由中转堆场配套运进现场的钢构件，利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内。由运输造成的构件变形，在施工现场要加以矫正。现场用地虽然紧张，但作结构安装阶段必要的用地还是必须安排的，例如，构件运输道路、地面起重机行走路线，辅助材料堆放，工作棚，部分构件堆放等。一般情况下，结构安装用地面积宜为结构上地面积的1.5倍，否则要顺利进行安装有困难。,5、安装机械的选择高层钢结构安装皆用塔式起重机，要求塔式起重机的臂杆长度具有足够的覆盖面；要有足够的起重能力，以满足不同部位构件起吊的要求；钢丝绳容量要满足起吊高度要求；起吊速度要有足够档次，以满是安装需要；多机作业时，臂杆要有足够的高差，以保证各起重机安全运转。各塔式起重机之间应有足够的安全距离，确保臂杆不与塔身相碰。如用附着式塔式起重机，锚固点应选择钢结构便于加固、有利于形成框架整体结构和有利于玻璃幕墙安装的部位。对锚固点应进行计算。如用内爬式塔式起重机，爬升位置应满足塔身白由高度和每节柱单元安装高度的要求，塔式起重机所在位置的钢结构，在爬升前应焊接完毕，形成整体。塔式起重机的具体选择和使用可参考有关施工手册。,6、安装流水段的划分高层钢结构安装需要按照建筑物平面形状、结构型式、安装机械数量和位置等划分流水段。平面流水段划分应考虑钢结构安装过程中的整体稳定性和对称性，安装顺序一般由中央向四周扩展，以减少焊接误差。立面流水段划分，以一节钢柱高度内所有构件作为一个流水段。,二、钢结构构件安装与校正钢结构高层建筑的柱子，多为34层一节，节与节之间用坡口焊连接。在吊装第一节钢柱时，应在预埋的地脚螺栓上加设保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。钢柱吊装前，应预先在地面上把操作挂篮、爬梯等固定在施工需要的柱子部位上。钢柱的吊点在吊耳处（柱子在制作时于吊点部位焊有吊耳，吊装完毕再割去）。根据钢柱的重量和起重机的起重量，钢柱的吊装可用双机抬吊或单机吊装（图9-7）。单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊，严禁柱根拖地。双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正，标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下杆发生扭转错位时，可在连接上下柱的耳板处加垫板进行调整。,为了控制安装误差，对高层钢结构先确定际准柱，所谓标准柱即能控制框架平面轮廓的少数柱子，一般是选择平面转角柱位标准柱。正方形框架取4根转角柱；长方形框架当长边与短边之比大于2时取6根柱；多边形框架则取抓标注作为标准柱。一般取标准柱的柱基中心线作为基准点，用激光经纬仪以基准点为依据对基准柱的垂直度机进行观测。在激光仪测量时，为了纠正由于钢结构震动产生的误差和仪器安装误差，机械误差等，激光以每测一次转动90o，在目标上共测4个激光点，以这4个激光点的相互交点位准测量安装误差（图9-8）。为使激光束通过，在激光仪上方的金属或混凝土楼板上皆需固定或埋设一个小钢管。,钢柱标高的调整，每安装一节的钢柱后，对柱顶进行一次标高实测，标高误差超过6mm时，需要进行调整，一般用低碳钢板垫到规定要求。如误差过大，不宜一次调整，可先调整一部分，待下一次在调整，否则一次调整过大会影响支撑的安装和钢梁表面的标高。中间框架柱的标高宜稍高些，因为框架安装工期长，结构自重不断增大，中间柱承受的荷载较大，基础沉降也大。钢柱轴线位移的校正，以下一节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转，钢柱扭转对框架安装不利。,钢梁在吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距，主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。一般在钢梁的上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度，对重量较小的次梁和其它小梁，多利用多头吊索一次吊装数根。有时将梁、柱在地面组装成排架进行整体吊装，以减少高空作业，既能保证工程质量有能加快工程进度。安装框架主梁时，要根据焊缝收缩量预留焊缝变形量。安装主梁时对柱子垂直度的监测，除监测安装主梁的柱子的两端垂直度变化外，还要监测相邻与主梁连接的各根柱子的垂直度变化情况，保证柱子除预留焊缝收缩之外，各项偏差均符合规范要求。安装楼层压型钢板时，先在梁上画出压型钢板铺钢的位置线。铺放时要对正相邻俩排压型钢板的端头坡形槽口，以便使现浇层中的钢筋能顺利通过。在每一节柱子的全部构件安装、焊接、拴接完成并验收合格后，才能从地面引测上一节柱子的定位轴线。,三、钢结构构件的连接施工钢构件的现场连接是钢结构施工中的重要问题，对连接的基本要求是：提供设计要求的约束条件，应有足够的强度和规定的延性，制作和施工简便。目前钢结构的现场连接，主要是用高强度螺栓和电焊连接。钢柱多为坡口电焊连接。梁与柱、梁与梁的连接视约束要求而定，有的用高强度螺栓，有的则坡口焊和高强度螺栓共用。,四、安全施工措施钢结构高层和超高层建筑施工，安全问题十分突出，应该采用有力措施保证安全施工：1、在柱、梁安装后而未设置浇筑楼板用的压型钢板时，为便于柱子螺栓等施工的方便需在钢梁上铺设适当数最的走道板。2、钢结构吊装时，为防止人员、物料和工具坠落或飞出造成安全事故，需铺设安全网。安全网分为平网和竖网（图9-11）。安全平网设置在粱面以上2m处，当楼层高腹小于4.5m，时，安全平网可隔层设置。安全平网要求在建筑平面内铺满。安全竖网铺设在建筑物外围，防止人和物飞出造成安全事故。竖网铺设的高度一般为俩节柱的高度。3、为便于接柱施工，在接柱处要设操作平台。平台固定在下节柱的顶部。,4、钢结构施工需要许多设备，如电焊机、空压机、氧气瓶、乙炔瓶等，这些设备需随着结构安装而逐渐升高。为此，需在刚安装的钢梁上设置存放设备用的平台。设置平台的钢梁，不能只投入少量临时螺栓，而需将紧固螺栓全部投入并加以拧紧。5、为便于施工登高，吊装柱子前要先将登高钢梯固定在钢柱上。为便于进行柱梁节点紧固高强度螺栓和焊接，需在柱梁节点下方安装挂篮脚手。6、施工用的电动机械和设备均须接地，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。施工用电器和机械的电缆，须集中在一起，并随楼层的施工而逐节升高，每层楼面须分别设置配电箱，供每层楼面施工用电需要。7、高空施工，当风速为10m/秒时，如未采取措施吊装工作应该停止，当风速达到15m/秒时，所有工作均须停止。8、由于现场焊接为明火作业，因此，施工时还应该注意防火，提供必要的灭火设备和消防人员。,第四节钢网架吊装,钢网架根据其结构型式和施工条件的不同，可选用高空拼装法，整体安装法或高空滑移法进行安装。,一、高空拼装法钢网架用高空拼装法进行安装，是先在设计位置处搭设拼装支架，然后用起重机把网架构件分件（或分块）上吊至空中的设计位置，在支架上进行拼装。此法有时不需大型起重设备，但拼装支架用量大，高空作业多。因此，对高强度螺栓连接的、用型钢制作的钢网架或螺栓球节点的钢管网架较适宜，目前仍有一些钢网架用此法施工,二、整体安装法整体安装法就是先将网架在地面上拼装成整体，然后用起重设备将其整体提升到设计位置上加以固定。这种施工方法不需高大的拼装支架，高空作业少，易保证焊接质量，但需要的起重量大的起重设备，技术较复杂。因此，此法对球节点的钢网架（尤其是三向网架等杆件较多的网架）较适宜。根据所用设备的不同，整体安装法又分为多机抬吊法、拔杆提升法、千斤顶提升法及千斤顶顶升法等。1、多机抬吊法此法是用于高度和重量都不大的中、小型网架结构。安装前先在地面上对网架进行错位拼装作业（即拼装位置与安装轴线错开一定距离，以避开柱子的位置）。然后用多台起重机（多为履带式起重机或汽车式起重机）将拼装好的网架整体提升到柱顶以上，在空中移位后落下就位固定。,（1）网架拼装为防止网架整体提升时与柱子相碰，错开的距离取决于网架提升过程中网架与柱子或柱子牛腿之间的净距，一般不得小于10l5cm，同时要考虑网架拼装的方便和空中移位时起重机工作的方便。需要时可与设计单位协商，将网架的部分边缘杆件留待网架提升后再焊接，或变更部分影响网架提升的柱子牛腿。钢网架在金属结构厂加工之后，将单件拼成小单元的平面桁架或立体桁架运到工地，工地拼装即在拼装位置将小单元桁架拼成整个网架。网架拼装的关键，是控制好网架框架轴线支座的尺寸（要预放焊接收缩量）和起拱要求。网架焊接主要是球体与钢管的焊接。一般采用等强度对接焊，为安全起见，在对焊处增焊68mm的贴角焊缝。管壁厚度大于4mm的焊件，接口宜作成坡口。为使对接焊缝均匀和钢管长度稍可调整，可加用套管。拼装时先装上、下弦杆，后装斜腹杆，待两榀桁架间的钢管全部放入并矫正后，再逐根焊接钢管。,（2）网架吊装这类中、小型网架多用四台履带式起垂机（或汽车式、轮胎式起重机）抬吊，亦有用俩台履带式起重机或一根拨杆吊装的。如网架重量较小，或四台起重机的起重量都满足要求时，宜将四台起重机布置在网架俩侧，这样只要四台起重机同时回转即完成网架空中移位的要求，多机抬吊的关键是各台起重机的起吊速度一致，否则有的起重机会超负荷，网架受扭，焊缝开裂。为此，起吊前要测最各台起重机的起吊速度，以便起吊时掌握。当网架抬吊到比柱顶标高高出30cm左右时，进行空中移位，将网架移至柱顶以上。网架落位时，为使网架制作中线准确地与柱顶中线吻合，事先在网架四角各拴一根钢丝绳，利用倒链进行对线就位,2、拔杆提升法球节点的大型钢管网架的安装，我国目前多用拔杆提升法。用此法施工时，网架先在地面上错位拼装，然后用多根独脚拔杆将网架整体提升到柱顶以上，空中移位，落位安装。（1）空中移位原理空中移位是此法的关键。空中移位是利用每根拔杆两侧起重滑轮组中的水平力不等而使网架水平移动。网架在空中移位时，要求至少有两根以上的拔杆吊住网架，且其同一侧的起重滑轮组不动，因此，在网架空中移位时只平移而不倾斜。由于同一侧滑轮组不动，所以网架除平移外，还产生可以控制圆周运动，而使网架产生少许的下降。网架空中移位的方向，与拔杆的布置有关。,（2）起重设备的选择与布置起重设备的选择与布置是网架拨杆提升施工中的一个重要问题。内容包括：拔杆选择与吊点布置、缆风绳与地锚布置、起重滑轮组与吊点索具的穿法、卷扬机布