高层建筑施工第6章课件

1、高层建筑施工主_编_陈晓红副主编_葛_培_马志芳高等职业教育“十三五”土建类技能型人才培养规划教材2022/7/30Page 1人民邮电出版社北京学习情境六学习单元一_高层钢结构概述学习单元二_高层钢结构加工制作2022/7/30Page 2钢结构高层建筑施工学习单元三_高层钢结构安装某大厦为38层综合办公楼，高度为178m，钢管砼钢支撑结构。最大钢管D130035，钢管中砼标号为C80，用钢量104kg/m2，结构结算造价1280元/m2。试分析该建筑钢结构构件的加工制作及安装？2022/7/30Page 3情境导入本案涉及钢结构高层建筑施工。要了解钢结构高层建筑施工，需要掌握下列相关知识。

2、1高层钢结构的加工制作。2高层钢结构安装。2022/7/30Page 4案例导航学习单元一_高层钢结构概述2022/7/30Page 5知识目标11了解钢结构高层建筑的结构体系。2掌握钢的种类和钢材品种。3熟悉高层钢结构用构件。技能目标21能够了解钢结构高层建筑的结构体系。2明确掌握钢材种类与品种，熟悉高层钢结构用构件。2022/7/30Page 6一、钢结构高层建筑的结构体系按结构材料及其组合分类，高层钢结构可分为全钢结构、钢混凝土混合结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构四大类，常见的高层钢结构见表6-1。2022/7/30Page 7一、钢结构高层建筑的结构体系2022/7/30Page

3、8二、高层钢结构用钢材1钢的种类（1）基于高层钢结构的重要性，把冷弯试验、冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列为钢材力学性能的五项基本要求，这五项指标皆合格的钢材方可采用。（2）对于抗震高层钢结构，钢材的强屈比应不低于1.2，对8度以上设防的钢结构，应不低于1.5。（3）有明显的屈服台阶，伸长率应不小于20%，应具有良好的延性和可焊性。对于钢柱，为防止厚板层状撕裂，对硫、磷含量需作进一步控制，应不大于0.04%。2钢材品种（1）热轧H型钢（2）焊接工字截面钢（3）热轧方钢管（4）离心圆钢管（5）热轧T型钢（6）热轧厚钢板2022/7/30Page 9二、高层钢结构用钢材3高层钢结构用构件20

4、22/7/30Page 10二、高层钢结构用钢材3高层钢结构用构件2022/7/30Page 11二、高层钢结构用钢材3高层钢结构用构件学习单元二_高层钢结构加工制作2022/7/30Page 12知识目标11了解高层钢结构加工制作的工序。2熟悉放样与号料、切割、制孔加工、钢结构的热处理和组装加工的具体制作方法。技能目标21可以进行钢结构的加工制作。2能够具备钢结构热处理的操作能力。2022/7/30Page 13一、放样与号料1放样放样是整个钢结构制作工艺中的第一道工序，也是至关重要的一道工序，所有的工件尺寸和形状都必须先放样然后进行加工，最后把各个零件装配成一个整体构件。只有放样尺寸精确，

5、才能避免以后各道加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量。2样板、样杆样板一般采用厚度0.30.5mm的薄钢板或薄塑料板制成，样杆一般用钢皮或扁铁制作，当长度较短时可用木尺杆。样板、样杆上应注明加工符号、图号、零件号、数量及加工边、坡口部位、弯折线和弯折方向、孔径和滚圆半径等。3号料号料是以样板、样杆或图纸为根据，在原材料上做出实样，并打上各制造厂内部约定的加工记号。号料的一般工作内容包括：检查核对材料；在材料上画出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打冲孔；标注出零件的编号。2022/7/30Page 14二、切割钢材的切割下料应根据钢材的截面形状、厚度及切割边缘的质量要求而采用不同的切割

6、方法。钢材的切割可以通过冲剪、切削、气体切割、锯切、摩擦切割和高温热源来实现。目前，常用的切割方法有机械切割、气割等。1机械切割2气割气割可以切割较大厚度范围的钢材，而且设备简单、费用经济、生产效率较高，并能实现空间各种位置的切割，所以在金属结构制造与维修中得到广泛的应用。尤其对于本身不便移动的巨大金属结构，应用气割更能显示其优越性。2022/7/30Page 15三、制孔加工在钢结构制作中，常用的加工方法有钻孔、冲孔、扩孔、铰孔等，施工时也可根据不同的技术要求合理选用。构件制作应优先采取钻孔。钻孔在钻床上进行，可以钻任何厚度的钢材。其原理是切削，所以孔壁损伤较小，质量较高。厚度在mm以下的所

7、有普通结构钢及厚度小于12mm的次要结构允许冲孔，材料在冲切后仍保留有相当韧性，冲切孔上才可焊接施工，否则不得随后施焊。如果需要在所冲的孔上再钻大时，冲孔必须比指定的直径小3mm。冲孔采用转塔式多工位数控冲床可大大提高加工效率。1钻孔加工（1）画线钻孔。钻孔前先在构件上画出孔的中心和直径，在孔的圆周上（90位置）打四只冲眼，可供钻孔后检查用。孔中心的冲眼应大而深，在钻孔时作为钻头定心用。画线工具一般用画针和钢直尺。2022/7/30Page 16二、切割（2）钻模钻孔。当批量大、孔距精度要求较高时，应采用钻模钻孔。钻模有通用型、组合式和专用钻模。通用型钻模，可在当地模具出租站订租。组合式和专用

8、钻模则由本单位设计制造。图6-9和图6-10所示为两种不同钻模的做法。2022/7/30Page 17二、切割对无镗孔能力的单位，可先在钻模板上钻较大的孔眼，由钳工对钻套进行校对，符合公差要求后，拧紧螺钉，然后将模板大孔与钻套外圆间的间隙灌铅固定（见图6-11）。钻模板材料一般为Q235钢，钻套使用材料可为T10A（热处理5560HRC）。2022/7/30Page 18二、切割2冲孔加工冲孔是在冲孔机（冲床）上进行的，一般只能在较薄的钢板或型钢上冲孔。孔径一般不应小于钢材的厚度，多用于不重要的节点板、垫板、加强板、角钢拉撑等小件的孔加工，其制孔效率较高。但由于孔的周围产生冷作硬化，孔壁质量差

9、，孔口下塌，故在钢结构制作中已较少直接采用。3扩孔加工扩孔是用麻花钻或扩孔钻将工件上原有的孔进行全部或局部扩大，主要用于构件的拼装和安装，如叠层连接板孔，常先把零件孔钻成比设计小3mm的孔，待整体组装后再行扩孔，以保证孔眼一致，孔壁光滑；或用于钻直径30mm以上的孔，先钻成小孔，后扩成大孔，以减小钻端阻力，提高工效。4铰孔加工铰孔是用铰刀对已经过粗加工的孔进行精加工，可降低孔的表面粗糙度和提高精度。铰孔时必须选择好铰削用量和冷却润滑液。铰削用量包括铰孔余量、切削速度（机铰时）和进给量，这些都对铰孔的精度和表面粗糙度有很大影响。2022/7/30Page 19四、边缘加工为了保证焊缝质量和焊透以

10、及装配的准确性，不仅需要将钢板边缘刨成或铲成坡口，还需将边缘刨直或铣平。常用的边缘加工方法主要有铲边、刨边、铣边、碳弧气刨和气割坡口等。1铲边2刨边3铣边4碳弧气刨5气割坡口2022/7/30Page 20五、钢结构热处理焊接构件时，由于焊缝的收缩产生很大的内应力，构件容易产生疲劳的时效变形，由于低碳钢和低合金钢的塑性好，可由应力重分配抵消部分疲劳影响，时效变形在一般构件中影响不大，因此不需进行很大处理，但是对于精度要求较高的机械骨架、齿轮箱体等，需进行退火处理。2022/7/30Page 21组装是将制备完成的零件或半成品，按要求运输、安装单元，并通过焊接或螺栓连接工序装配成部件或构件，然后

11、将其连接成整体的过程。某高层建筑结构的钢结构用零件现在需要进行组装加工。问题：1选择构件组装方法时应根据什么进行？2简述组装构件时的各类方法及具体内容。学习单元三_高层钢结构安装2022/7/30Page 22知识目标11了解高层结构的安装特点和安装前的准备工作。2熟悉钢结构构件的链接和连接节点。3掌握钢结构构件的安装工艺。4掌握高层钢框架的校正及安全施工措施。技能目标21能充分了解高层钢结构的安装特点及安装前的准备工作。2明确钢结构构件的安装技术。3能够具备对高层钢框架及时进行校正的能力。2022/7/30Page 23一、高层钢结构安装的特点高层建筑钢结构安装的独有施工特点：（1）由于结构

12、复杂而使施工复杂化。（2）高空作业受天气的影响较大。（3）高空作业工作效率低。（4）施工安全问题十分突出。2022/7/30Page 24二、高层钢结构安装前的准备工作1安装机械选择2安装流水段划分3钢构件运输和堆放4钢构件预检5柱基检查6标高块设置及柱底灌浆2022/7/30Page 25三、钢结构构件的链接1焊接连接（1）柱与柱的对接焊，应由两名焊工在两相对面等温、等速对称焊接（2）梁、柱接头的焊缝，一般先焊型钢的下翼缘板，再焊上翼缘板（3）柱与柱、梁与柱的焊缝接头，应试验测出焊缝收缩值，反馈到钢结构制作单位，作为加工的参考2高强度螺栓连接（1）摩擦面处理（2）螺栓穿孔（3）螺栓紧固（4）

13、螺栓紧固后的检查2022/7/30Page 26四、钢结构的连接节点连接节点是钢结构中极其重要的结构部位，它把梁、柱等构件连接成整体结构系统，使其获得空间刚度和稳定性，并通过它把一切荷载传递给基础。连接节点本身应有足够的强度、延性和可靠性，应能按照设计要求工作，制作和安装应当简单。1钢柱柱脚与基础的连接2022/7/30Page 27四、钢结构的连接节点2柱柱连接2022/7/30Page 28四、钢结构的连接节点2柱柱连接2022/7/30Page 29四、钢结构的连接节点3柱梁连接2022/7/30Page 30四、钢结构的连接节点3柱梁连接2022/7/30Page 31四、钢结构的连接

14、节点4梁梁连接2022/7/30Page 32四、钢结构的连接节点4梁梁连接2022/7/30Page 33四、钢结构的连接节点4梁梁连接2022/7/30Page 34四、钢结构的连接节点5柱梁支撑连接2022/7/30Page 35四、钢结构的连接节点6梁混凝土筒连接2022/7/30Page 36五、钢结构构件的安装工艺1钢柱安装2022/7/30Page 37五、钢结构构件的安装工艺2框架钢梁安装钢梁在吊装前，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。钢梁采用两点起吊，一般在钢梁上翼缘处开孔，作

15、为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装进度，对质量较小的次梁和其他小梁，常利用多头吊索一次吊装数根。水平桁架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据桁架的形状而定，需保证起吊后平直，便于安装连接。安装连接螺栓时严禁在情况不明的情况下任意扩孔，连接板必须平整。2022/7/30Page 38五、钢结构构件的安装工艺3墙板安装2022/7/30Page 39六、高层钢框架的校正1框架校正的基本原理（1）校正流程（2）校正时的允许偏差（3）标准柱和基准点选择2高层钢框架结构的校正方法（1）轴线位移校正（2）柱子标高调整（3）垂直度校正（4）框架梁平面标高校正2022/7/30Page 40该工

16、程为化工厂钢结构储罐外壁防腐工程，位于某地区。此防腐工程要求对钢结构储罐设备进行外壁防腐，主要是化工大气腐蚀和在-20左右的储罐外壁进行防腐。要求防腐年限为58年。一年内表面不变色。想一想：1简述重防腐涂料选型及施工工艺流程。2对于本工程来说工程质量保证和控制标准有什么？知识拓展2022/7/30Page 41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，应该采取有力措施以保证安全施工。（1）在柱、梁安装后而未设置压型钢板的楼板，为便于人员行走和施工方便，需在钢梁上铺设适当数量的走道板。（2）在钢结构吊装期间，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。安全网分平网

17、和竖网（见图6-34）。知识拓展2022/7/30Page 42安全施工措施 安全平网设置在梁面以上2m处，当楼层高度小于4.5m时，安全平网可隔层设置安全平网要在建筑平面范围内满铺。 安全竖网铺设在建筑物外围，防止人、物飞出造成安全事故。竖网铺设的高度一般为两节柱的高度。（3）为便于接柱施工，并保证操作工人的安全，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、空气压缩机、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施工设备用的平台。固定平台钢梁的临时螺栓数要根据施工荷载计算确定，不能只投入少量的临时螺栓。（5）为

18、便于施工登高，吊装钢柱前要先将登高钢梯固定在钢柱上。为便于对柱梁节点进行紧固高强度螺栓和焊接，需在柱梁节点下方安装吊篮脚手架。（6）施工用的电动机械和设备均需接地，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。施工用电器设备和机械的电缆，需集中在一起，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）高空施工时，当风速达10m/s时，有些吊装工作要停止；当风速达到15m/s时，一般应停止所有的施工工作。（8）施工期间应该注意防火，配备必要的灭火设备和消防人员。学习情境小结2022/7/30Page 43钢结构高层建筑施工从施工部署上看，仍然是一种预制装配施工体系，但由于材料不同，也就有其独有的特点，如构件和安装施工的精度要求比混凝土结构高，节点连接的方式多采用焊接和高强螺栓连接，楼面一般采用压型钢板现浇叠合楼板，墙面则采用轻质樯，并且，钢结构的防火和防腐是必须高度重视的施工项目。本学习情境主要从钢结构的加工制作、安装、防火与防腐三方面进行阐述，通过本章的学习，要能编制高层建筑施工方案，具有组织高层钢结构施工的能力。2022/7/30Pag