北京银行办公楼钢结构施工方案（共123内容丰富）

1、PAGE PAGE 161 一、概 述 中国工商银行总行营业办公楼座落在北京复兴门内大街北侧，它的西边是北京市长途电话局，东面与民族饭店相比邻，占地36260m2，建筑面积96000m2，是一组大型的现代化智能化的钢结构建筑群。 这项工程的地下部分是3层钢筋混凝土结构。地面以上部分全部是钢结构。主楼区由一座12层的矩形楼房（东边和西边两个“”形，中部入口处由连廊相连）和一座14层的弧形楼房组成，总高54.7 m 。配楼是4层的弧形楼，从平面上看，与主楼区的弧形楼房合抱，围成一个直径100m的大圆环（图1-1，图1-2）。在总体上隐含华夏民族“天圆地方”的传统观念。（一）工程程概况 本本工程整整

2、个钢结结构为偏偏心支撑撑框架和和抗弯框框架体系系，并呈呈东西对对称布局局。在地地下一层层插入332根焊焊接“”形钢柱柱和箱形形钢柱，做做成劲性性钢筋混混凝土结结构。主主楼矩形形区共448根框框架柱，包包括444根形形柱和44根箱形形柱；柱柱网间距距9.00 m13.7m和和13.7m13.7m两两种。主主楼弧形形楼部分分和弧形形配楼各各有322根形形框架柱柱，按约约每100o角均匀匀分布在在半径444.775m和和半径550.115m的的圆弧上上。 . 构件件 长长度15537mm、单件件重量110t以以上的钢钢结构构构件共555件。最最长的构构件长337m，重重量366t。构构件的重重量和分

3、分布，对对起重设设备的选选用和布布置，对对安装方方案的制制订，都都提出了了很高的的要求。 . 关于于钢材 本本工程设设计要求求结构用用钢材为为美国AA5722、A366型钢，最最大板厚厚97mmm。由由于进口口型钢的的缺口较较大，需需用国产产16MMn中厚厚钢板和和Q2335钢板板组焊替替代，国国产钢板板最大厚厚度达1100mmm，增增加了焊焊接的难难度。所所有上述述钢材的的化学成成分和力力学性能能，参见见本实录录第三部部分表33-1。 . 节点点形式 （）按照照设计，柱柱与柱之之间的连连接为全全熔透焊焊和部分分熔透焊焊，共1112根根钢柱。 （）各楼楼层梁柱柱节点，上上下翼缘缘与钢柱柱为全熔

4、熔透焊，腹腹板与钢钢柱承剪剪板为高高强度螺螺栓连接接和焊接接相结合合的复合合节点。 （）梁与与梁之间间大部分分是栓接接，挑梁梁是栓焊焊复合节节点。这这种节点点形式与与纯粹的的高强度度螺栓连连接在施施工方面面有很大大的区别别，大大大增加了了现场焊焊接的工工作量。 现现场共施施工焊缝缝99884条，总总长933.788km（按按每道焊焊缝宽66mm计计）。 . 焊缝缝及其检检测要求求 由由于使用用了高强强度的钢钢材，且且钢材厚厚度大，焊焊缝又多多数是全全熔透坡坡口焊和和部分熔熔透坡口口焊，工工艺复杂杂，难度度高，检检测工作作就十分分重要；因此要要有严格格的焊接接工艺试试验及工工艺评定定，在此此基础

5、上上制订严严格的工工艺标准准。 按按国家标标准钢钢焊缝手手工超声声波探伤伤方法和和探伤结结果分级级（GGB1113455-899）和钢钢结构工工程施工工及验收收规范（GB50205-95），对全熔透焊和部分熔透焊的焊缝都实施B级检验，100%探伤。对承剪板的贴角焊缝，要进行磁粉探伤检测。 . 复杂杂的结构构变化 本本工程钢钢结构的的主设计计方是美美国SOOM工程程设计有有限公司司，其结结构施工工图纸仅仅37张（份份），但但结构形形式复杂杂多变。我我中国建建筑一局局（集团团）第四四建筑公公司作为为具体承承担总承承包施工工的大型型企业，组组织和协协同钢构构件加工工制作的的分包商商绘制的的加工详详图

6、和安安装施工工详图多多达60000张张。结构构的复杂杂变化体体现在以以下几个个方面。 （）主楼楼矩形部部分和主主楼的弧弧形部分分分离，但但又通过过每个楼楼层的44架天桥桥以及屋屋顶天窗窗梁相连连，形成成一个整整体。 （）各种种梁的规规格型号号达1000多种种。 （）需要要起拱的的钢梁在在1500种以上上。 （）节点点形式复复杂，仅仅高强度度螺栓直直径就有有M200、M222、M244、M277、M300、M366等6种，1330多种种规格，螺螺栓总用用量9004400套。 （）梁的的交叉连连接多，偏偏心支撑撑框架梁梁和大部部分主梁梁的承剪剪板和加加劲板多多而且密密。 （）弧形形楼采用用辐射角角

7、度定位位，节点点处各构构件连接接角度变变化大，增增加了设设计和制制作、安安装的难难度。 . 楼盖盖结构 本本工程采采用压型型钢板和和钢筋混混凝土组组合楼板板，澳大大利亚BBHP公公司产压压型钢板板厚0.95mmm和1.550mmm，波高高54mmm，波波宽3005mmm。压型型钢板通通过栓钉钉与钢梁梁顶面熔熔焊形成成整体。栓栓钉直径径19mmm，长长1200 mmm 。现现浇钢筋筋混凝土土板厚1125mmm（或或1900mm）。 . 防火火喷涂所有柱、梁梁、桁架架、斜撑撑以及压压型钢板板的底面面，都做做防火喷喷涂施工工，选用用了北京京城建天天宁消防防公司产产LG厚型型防火涂涂料。防防火涂料料的

8、耐火火时间：柱3hh，梁2.5h，板板1.55h。此外，与庞庞大复杂杂的结构构体系和和建筑功功能要求求相适应应，本工工程在装装饰和安安装方面面也采用用了大量量新材料料新设备备和新的的施工手手段。外外装饰为为玻璃幕幕墙、铝铝板幕墙墙和花岗岗石幕墙墙，有330多种种作法；内装饰饰也多选选用高档档优质材材料，作作法十分分考究。本工程拥有有先进的的电气和和设备系系统，尤尤其是电电信、保保安、数数据、视视听系统统和楼宇宇管理系系统，堪堪称世界界一流水水平。除除此之外外，还包包括防雷雷系统和和擦窗机机系统。室室内垂直直交通则则使用119部自自控电梯梯。所有有这一切切，保证证整个建建筑群的的动力、照照明、空

9、空调、消消防、报报警、通通讯以及及办公自自动化、楼楼宇管理理自动化化达到了了智能化化的高度度。（二）工程程的承包包关系本工程业主主为中国国工商银银行总行行。建筑筑方案是是通过国国际招标标确定的的，主设设计方是是美国SSOM工工程设计计有限公公司，国国内的协协作设计计方为北北京市建建筑设计计研究院院。19994年年10月，通通过国内内招标确确定由中中建一局局（集团团）总承承包施工工。我公公司作为为总承包包的实际际执行者者，承揽揽了包括括钢结构构在内的的整个建建筑安装装工程，并并直接承承担钢结结构安装装施工，组组织和参参与详图图设计。钢钢结构的的加工制制作分包包商是铁铁道部大大桥局武武汉桥梁梁机械

10、厂厂和同在在武汉的的一冶安安装公司司金属结结构厂，钢钢结构的的防火喷喷涂由北北京城建建总公司司天宁消消防有限限责任公公司分包包施工。北北京赛瑞瑞斯监理理公司负负责对所所有钢结结构工程程的监理理工作。其其他如装装饰工程程、设备备安装工工程、绿绿化和市市政工程程，亦由由业主和和我公司司联合招招标，选选择专业业分包商商。（三）我公公司关于于钢结构构工程的的总承包包范围 钢钢结构的的安装从从19996年3月15日正正式施工工，至同同年9月28日完完成。总总承包的的具体范范围如下下： . 钢结结构构件件加工详详图和结结构安装装施工详详图设计计； . 钢结结构构件件的加工工制作； . 钢结结构安装装与焊接

11、接； . 焊缝缝无损检检测； . 钢结结构安装装的测量量与校正正； . 高强强度螺栓栓的施工工； . 压型型钢板的的安装与与剪力栓栓钉焊接接； . 组合合楼板施施工； . 防火火喷涂施施工。 此此外，我我公司承承担了现现场安装装施工的的全面管管理工作作，对此此将在本本实录第第十二部部分予以以介绍。（四）实行行施工总总承包的的几点体体会 中中国工商商银行营营业办公公楼是我我公司总总承包施施工的第第一个项项目，它它为大型型建筑施施工企业业走总承承包的道道路探索索了可贵贵的经验验。我们们深切地地体会到到，若要要当好总总承包商商，必须须做好以以下几方方面的工工作。 . 总包包管理要要体现总总包的地地位

12、 衡衡量总包包管理工工作的成成功与否否，在于于它能否否站在总总承包的的高度去去统筹考考虑、全全面控制制工程全全局。 无无论是业业主方，还还是设计计方、监监理方、专专业分包包商，其其责其权权就决定定了他们们不可能能通盘考考虑工程程的全局局，综合合协调工工程各方方并有效效地安排排工程的的进程，唯唯有总包包方才能能够做到到。因此此，在整整个工程程施工过过程中，总总承包必必须正确确认识自自己的作作用和核核心地位位，切不不可偏离离这个方方向，以以免出大大问题。譬譬如，在在钢结构构工程准准备工作作前期，进进口型钢钢由业主主全权负负责订货货，造成成进口型型钢严重重缺口，大大量型 钢需改改用国产产中厚钢钢板组

13、焊焊。再者者，进口口钢材分分批到货货的型号号与数量量也与工工程进度度不配套套，给工工程进展展带来了了严重的的影响。 . 要体体现总包包管理的的能力 施施工总承承包商应应具备施施工详图图的设计计能力。本本工程由由国外公公司设计计，其设设计并非非用于直直接指导导施工，施施工图要要由承包包商来完完成，这这也是我我国工程程建设的的发展趋趋势。在在钢结构构施工过过程中，我我公司在在SOMM公司377张（份份）钢结结构设计计图的基基础上,应用CAAD软件件技术，经经过5个月，共共绘制钢钢结构制制作、安安装详图图近60000张张,满足了了工程需需要。 施施工总承承包商还还应具备备综合配配套和协协调控制制能力

14、。在在本工程程中，我我公司除除了组织织安排好好钢结构构安装施施工之外外，作为为总承包包商，还还对详图图设计、材材料准备备、构件件加工制制作、运运输、现现场安装装施工的的全过程程，进行行了有效效的控制制、协调调，使各各环节之之间联系系紧密，不不致于脱脱节。譬譬如，一一经发现现金属结结构制造造厂的构构件加工工能力不不能满足足现场安安装进度度的要求求，我们们当机立立断，确确定构件件加工分分流。后后经多个个金属结结构制造造厂家共共同努力力，终于于保证了了现场施施工的需需要。 . 强化化项目管管理，健健全各项项管理制制度 作作为总承承包商，在在工程建建设之初初就应追追求“一流的的设计，一一流的施施工，一

15、一流的管管理”。项目目经理部部作为总总承包商商的执行行者，把把项目管管理当作作总承包包的核心心，并制制订了高高标准的的管理目目标，即即以规范范化、标标准化、科科学化、程程序化的的管理方方法，优优质、高高效地实实施同业业主签定定的合同同。 项项目经理理部针对对工程项项目的性性质和特特点，制制订了一一整套行行之有效效的管理理制度，包包括生产产管理、物物资管理理、技术术管理、质质量管理理等共440余项项，还专专门制订订了分分包管理理规定。做做到了各各项工作作有章可可循，减减少了管管理工作作中的随随意性。 . 坚持“质量第第一”的方针针，强化化质量意意识，加加强质量量控制 本本工程的的质量目目标为北北

16、京市优优质工程程，并争争创鲁班班奖。为为达到既既定的目目标，建建立健全全了各级级质量保保证体系系，严把把质量关关，不合合格的材材料、构构件决不不允许用用在工程程上。譬譬如，在在钢结构构安装初初期发现现运至施施工现场场的第一一批钢构构件（共共36件），质质量不合合格，我我们作出出了“全部退退货，重重新加工工”的处理理。正是是由于对对质量问问题不留留情面，从从而保证证了整个个钢结构构工程的的质量。 . 全面面推行“专业责责任工程程师”制度 按按照工程程施工总总承包的的职能，项项目经理理部在公公司率先先推行“专业责责任工程程师”制度，赋赋于责任任工程师师相应的的责任和和权力，对对自己分分管的工工作和

17、专专业分包包商的进进度、质质量、安安全等负负直接责责任。由由于这种种制度能能够把责责、权、利利有机地地结合起起来，不不仅发挥挥了他们们的积极极性，而而且责任任明确，线线条清晰晰，工程程运作十十分和谐谐。我们们设置了了质量责责任工程程师、计计划责任任工程师师、现场场安装责责任工程程师、施施工技术术责任工工程师等等，从而而确保了了加工和和安装的的质量，使使加工计计划和安安装进度度能很好好地协调调一致。 . 以计计划管理理为主线线，落实实施工条条件为重重点 项项目在施施工生产产管理上上，必须须严格计计划管理理，包括括施工生生产月度度计划和和周计划划，还包包括设计计条件、材材料、设设备、机机具、劳劳动

18、力等等配套计计划。在在计划编编制说明明中，应应重点阐阐述计划划完成所所需的施施工条件件，并予予以落实实。 通通过计划划，能够够找到工工程的关关键环节节和主导导工序，从从而为工工程管理理提供科科学的依依据。二、钢结构构详图设设计（一）钢结结构设计计概况 中中国工商商银行总总行营业业办公楼楼工程总总建筑面面积9.6万m2，地下下3层为钢钢筋混凝凝土箱形形基础，地地上是总总高544.7mm的钢结结构建筑筑。工程程主设计计方为美美国SOOM工程程设计公公司，钢钢结构详详图设计计由我公公司及其其分包商商承担。 11钢结结构形式式 钢钢结构工工程大体体分为三三个区域域（参见见图1-1,图图1-22）：矩矩

19、形区（11层加屋顶1层）,南侧弧形区（11层加屋顶3层）,北侧弧形区（4层）。主体钢结构为偏交框撑钢结构体系，在矩形区的角开间和弧形区的R12、R25轴线上为EBF偏交框架， 在其他的相关部位为MF承重框架。MF承重柱与混凝土基础的连接形式为翼缘与基础上的垫板顶紧，腹板贴角焊，EBF钢柱伸入地下1层，与基础固接。楼板为厚0.951.5mm、波高54mm的压型钢板，上铺125190 mm钢筋混凝土，形成整体楼面剪力膜。整个钢结构竖向荷载由MF结构体系承担，水平荷载（风、地震）由EBF结构体系承担，刚度平面内无穷大的楼板体系将钢柱、钢梁、斜撑连接成一个空间整体。此种结构体系传力清晰、简洁，特设的偏

20、心支撑（八字形），是有意将支撑轴线偏离梁柱轴线的交点，使支撑与梁之间或支撑与柱之间形成一段耗能短梁或短柱，这种偏心支撑在大地震时可以调节框架的刚度，增大变形能力并提高吸收能量的能力，具有稳定的恢复力的特性,代表着钢结构设计的最新技术和发展方向，很值得国内设计同行学习和借鉴。 22钢结结构材料料 工工商行主主体钢结结构选用用的是美美国进口口钢材，柱柱用A5572型型钢，梁梁用A336型钢钢，由于于钢材定定货以后后，设计计变更频频繁，有有部分构构件采用用了与AA5722型钢和和A366型钢设设计指标标相近的的国产116Mnn和Q2335钢板板组焊代代替。钢钢结构的的连接材材料选用用E50015焊焊

21、条，110.99级M277、M300大六角角高强度度螺栓，10.9级M22、M24扭剪型高强度螺栓。摩擦型螺栓联结配合面抗滑移系数为0.5。钢梁、钢柱选用宽翼缘H型钢，高157.5996 mm，宽102437mm，翼缘厚797 mm ，腹板厚661 mm。（二）钢结结构详图图设计 11钢结结构详图图设计概概述 钢钢结构详详图是指指导钢结结构构件件制造和和安装的的技术文文件。钢钢结构详详图设计计是继钢钢结构施施工图设设计之后后的设计计阶段，在在此阶段段中，设设计人员员根据施施工图提提供的构构件布局局、构件件形式、构构件截面面及各种种有关数数据和技技术要求求，严格格遵守现现行钢钢结构设设计规范范（

22、GGBJ117-888）的的规定，对对构件的的构造予予以完善善，同时时通过焊焊缝连接接或螺栓栓连接的的计算，以以确定某某些构件件焊缝的的长度和和连接板板的尺寸寸；进而而按照钢钢结构工工程施工工及验收收规范（GB50205-95）的标准，根据制造厂的生产条件和便于施工的原则，确定构件中连接节点的形式,并考虑运输部门、安装部门的运输和安装能力，确定构件的分段；最后在建筑制图标准规定的基础上，运用钢结构制图专门的工程语言,将众多构件的整体形象，构件中各零件的加工尺寸和要求，以及零件间的连接方法等，详尽地介绍给构件制作人员，也将各构件所处的平面和立面位置，以及构件之间的连接方法详尽地介绍给构件安装人员

23、，以便制造和安装人员通过图纸，即能容易地领会设计意图和要求，并贯穿到工作中去。 钢钢结构详详图设计计还应准准确地编编制构件件表和材材料表，以以便施工工图预算算人员根根据表中中提供的的各种数数据和详详图表达达的构件件加工难难易程度度，迅速速地编制制施工图图预算。另另外，业业主可以以通过阅阅读施工工详图，很很快地了了解对构构件的质质量要求求及施工工的难度度。钢结结构详图图在业主主和总包包商之间间架起了了一座桥桥梁,起到了了沟通作作用。 钢钢结构详详图的特特点虽然然突出一一个“详”字，但但表现仍仍需精练练。设计计人员在在表达上上一定要要意图明明确，文文字简洁洁，以尽尽量少的的语言图形，最最清楚地地说

24、明问问题。 22钢结结构详图图设计工工作流程程 （11）准备备工作 钢钢结构详详图设计计必须严严格遵循循现行规规范、标标准的规规定，并并依据施施工设计计图进行行设计。设设计人员员不但要要牢记规规范和标标准的有有关规定定，而且且必须熟熟悉施工工图，对对所要设设计的工工程做到到心中有有数。为为此，必必须做好好如下几几项工作作：1）阅读读施工图图总说明明；2）审核核施工图图；3）掌握握材料供供应情况况；4）掌握握构件制制造部门门的生产产能力；5）了解解运输情情况；66）了解解安装施施工现场场情况。 由由于构件件的分段段要在详详图中确确定，故故以上各各项工作作必须在在详图设设计之前前做好，只只有这样样

25、才能保保证详图图设计工工作的顺顺利进行行。 （22）详图图设计 详详图设计计包括布布置图设设计和详详图绘制制两个内内容，现现分述如如下。 11）布置置图设计计 布布置图设设计分为为6个部分分： 绘制布布置图的的平、立立面图形形（见图图1-11，1-22）； 绘制节节点详图图； 每一个个构件分分别编号号并标注注在布置置图的平平面图或或立面图图上； 编制构构件表； 绘制图图例； 编写总总说明，对对制造和和安装施施工人员员强调技技术条件件和提出出施工要要求。 22）绘制制详图 绘绘制详图图主要有有以下几几个内容容：放大大样、绘绘制构件件图形、零零件编号号、编制制材料表表、书写写说明等等。 放大样样

26、与与钢筋混混凝土工工程不同同，钢结结构工程程是由零零件组合合成构件件,且构件件与构件件之间的的连接精精度要求求较高（毫毫米级），这这就需要要在绘制制详图前前，通过过放大样样来确定定零件的的精确尺尺寸（例例如桁架架式构件件的杆件件长度和和节点板板尺寸）和和构件的的详细尺尺寸（例例如多根根梁与柱柱相交处处梁翼缘缘的切肢肢、空间间斜撑、折折线构件件的尺寸寸）。 绘制构构件图形形 绘绘图前要要根据构构件表确确定绘制制构件图图形的多多少。为为了减少少绘图量量，应将将那些有有“相反”、“图形相相同”、“图形相相反”关系的的构件挑挑出，采采用“二合一”的办法法，将两两个构件件用一个个图形描描述，以以节省时时

27、间和减减少绘图图量。 确确定了所所需绘制制的构件件图形数数量后，要要对这些些图形分分类排版版，即按按各类构构件在图图纸上不不同的排排放原则则，尽量量将同一一类构件件集中绘绘制在一一张或几几张图纸纸上，对对其余构构件图形形可以综综合安排排。 零件编编号 零零件编号号也是一一项细致致的工作作。它的的原则是是： （a）对于于多图形形的图纸纸，应按按“从左至至右，自自上而下下”的 顺序，依依次给各各构件的的零件编编号。 （b）对于于单个大大型构件件，应先先给主材材编号，然然后按顺顺序给其其他零件件编号。 （c）对于于由型材材和板材材共同组组成的构构件，一一般先给给型材零零件编号号，然后后再给板板材零件

28、件编号。这这不但可可以使材材料表的的编制井井井有条条，也给给构件的的制造和和施工图图预算带带来很大大的方便便。 （d）对于于属图形形相同、图图形相反反的两个个构件，当当构件AA1的零零件比AA2多时时，只需需给构件件A1编号号就行了了，因AA1的零零件中包包含了AA2的全全部零件件；但若若A1中某某零件的的加工方方法与AA2该零零件不同同时，应应在A11的全部部零件编编完号以以后，再再给A22零件在在A1零件件号的尾尾部续编编一个号号，并从从两个零零件号引引线注明明各属哪哪个构件件；当构构件A11与A2相反反时，若若画面上上绘制的的是A11的图形形，则只只给A11的构件件编零件件号就行行了。

29、（e）属对对称关系系的零件件应编成成同一个个零件号号。 绘制材材料表 材材料表是是一张图图纸上全全部构件件所用材材料的汇汇总表格格。材料料表的内内容为： （a）构件件号； （b）零件件号； （c）零件件图号； （d）规格格（零件件的截面面尺寸）； （e）材质质； （f）数量量（此栏栏包括正正、反两两种。若若两个零零件的截截面、长长度都相相同，但但呈轴对对称现象象，则以以其中一一个为正正，另一一个为反反，虽然然它们可可以编为为一个零零件号，但但在填写写数量时时须将它它们按各各自的实实际数量量分别填填写在正正、反栏栏中）； （g）重量量（分单单重和总总重，单单位为kkg，单单重指一一个构件件中一个

30、个零件的的重量， 总重指一个构件中多个相同零件的重量和）； （h）共重，指多个相同构件的重量和（当只有一个构件时，只填该构件的重量）； （i）备注注（说明明特殊材材质要求求或特殊殊加工要要求）。 说明 说说明是钢钢结构详详图中对对某些钢钢构件吊吊装、加加工要求求的文字字描述，主主要阐述述每类构构件加工工制造方方面的工工艺要求求。 33钢结结构详图图连接设设计 钢钢结构中中的构件件一般都都是由若若干零件件连接而而成的，其其连接方方式的设设计是否否合理直直接影响响到结构构的使用用寿命、施施工工艺艺和工程程造价；连接节节点的设设计同构构件本身身的设计计一样重重要。 绘绘制钢结结构详图图前，首首先应根

31、根据施工工图所示示的节点点形式和和节点内内力，通通过计算算确定所所需焊缝缝的长度度或螺栓栓数量，再再根据连连接构造造要求,决定节节点板的的尺寸。连连接节点点的计算算是钢结结构详图图设计的的一项重重要内容容。 建建筑钢结结构连接接节点，可可采用焊焊接、高高强度螺螺栓连接接，或将将焊接和和高强度度螺栓连连接混合合应用，即即在一个个连接节节点的几几个连接接面上，分分别采用用焊接连连接和高高强度螺螺栓连接接。 梁梁和柱的的连接节节点的拼拼接或连连接，通通常采用用以下几几种组合合： 11）翼缘缘和腹板板都采用用全熔透透的坡口口对接焊焊缝连接接； 22）翼缘缘采用全全熔透的的坡口对对接焊缝缝连接，而而腹板

32、采采用角焊焊缝连接接； 33）翼缘缘采用全全熔透的的坡口对对接焊缝缝连接，而而腹板采采用摩擦擦型高强强度螺栓栓连接； 44）翼缘缘和腹板板都采用用摩擦型型高强度度螺栓连连接； 55）翼缘缘和腹板板都采用用角焊缝缝连接。 设设计连接接节点时时，节点点板应尽尽可能采采用与母母材强度度等级相相同的钢钢材。采采用焊接接连接时时，应采采用与母母材强度度相适应应的焊条条、焊丝丝和焊剂剂。采用用高强度度螺栓连连接时，在在同一节节点中应应采用同同一直径径和同一一性能等等级的高高强度螺螺栓。 在在高层钢钢结构中中，构件件的内力力较大，板板件较厚厚，因此此 ，在连连接节点点设计中中应注意意连接节节点的合合理构造造

33、，避免免采用易易于产生生过大约约束应力力和层状状撕裂的的连接形形式和连连接方法法，使结结构具有有良好的的延性，而而且便于于加工制制造和安安装。 建建筑钢结结构的连连接节点点设计，有有非抗震震设计和和抗震设设计之分分。当按按抗震设设计时，须须按有关关要求进进行节点点连接的的承载力力验算。多多层及高高层钢结结构详图图中的连连接设计计应包含含如下内内容： 11）梁与与梁的拼拼接连接接节点； 22）次梁梁与主梁梁的连接接节点； 33）梁的的侧向支支撑和梁梁腹板开开洞的补补强； 44）柱与与柱的拼拼接连接接节点； 55）梁与与柱的连连接节点点； 66）斜撑撑与梁柱柱的连接接节点； 77）柱脚脚的连接接节

34、点。 下下面只介介绍H形截面面梁的拼拼接连接接设计。 44H形截面面梁的拼拼接连接接设计 （1）设计计要点 设设计梁的的拼接连连接时，除除应满足足连接处处的强度度和刚度度要求外外，尚应应考虑施施工安装装的方便便。 梁梁的拼接接连接节节点，一一般应设设在内力力较小的的位置，但但考虑施施工安装装的方便便，通常常设在距距梁端11.0mm左右的的位置。因因而作为为刚性连连接的拼拼接连接接节点，如如果将梁梁翼缘的的连接按按实际内内力进行行设计，则则有损于于梁的连连续性，可可能造成成建筑物物的实际际情况与与设计时时内力分分析模型型的不相相协调，并并降低结结构的延延性。因因此对于于要求结结构有较较好延性性的

35、抗震震结构，其其连接节节点应按按板件截截面积的的等强度度条件进进行设计计。 当当梁翼缘缘的拼接接采用高高强度螺螺栓连接接时，内内侧连接接板的厚厚度要比比外侧连连接板的的厚度大大，因此此在决定定连接板板的尺寸寸时，应应尽可能能使连接接板的重重心与梁梁翼缘的的重心相相重合。 上下翼缘连接板的净截面抵抗矩应大于上下翼缘板的净截面抵抗矩。 梁梁腹板按按实际内内力进行行拼接连连接时，无无论如何何，其连连接承载载力不应应小于按按腹板截截面面积积等强度度条件所所确定的的腹板承承载力的的1/22。 （2）连接接设计 在在H型截面面梁的拼拼接连接接节点中中，当为为刚性连连接时，通通常采用用的连接接形式有有： 1

36、1）翼缘缘和腹板板均采用用摩擦型型高强度度螺栓连连接; 2）翼翼缘采用用全熔透透的坡口口对接焊焊缝连接接，腹板板采用摩摩擦型高高强度螺螺栓连接接； 33）翼缘缘和腹板板均采用用全熔透透的坡口口对接焊焊缝连接接。 翼翼缘和腹腹板采用用摩擦型型高强度度螺栓连连接的设设计计算算方法有有四种： 11）等强强度设计计法； 22）实用用设计法法； 33）精确确计算设设计法； 44）习用用简化设设计法。 等等强度设设计法是是按被连连接的梁梁翼缘和和腹板的的净截面面面积的的等强度度条件来来进行拼拼接连接接的。它它多用于于结构按按抗震设设计或按按弹塑性性设计中中梁的拼拼接连接接设计，以以保证构构件的连连续性和和

37、具有良良好的延延性。 但但在等强强度设计计法中，由由于翼缘缘和腹板板的连接接螺栓配配置不能能先行准准确确定定，因此此翼缘和和腹板的的净截面面面积可可先近似似地分别别取翼缘缘和腹板板毛截面面面积的的0.885倍，以以便估算算螺栓的的数目及及其配置置。 当当连接采采用全熔熔透的坡坡口对接接焊缝，并并采用引引弧板施施焊时，可可视焊缝缝与母板板是等强强度的，不不必进行行连接焊焊缝的强强度计算算。 采采用等强强度设计计法进行行梁的拼拼接连接接设计时时，按以以下要求求考虑（图图2-11）。 11）作用用于梁拼拼接处的的内力有有弯矩和和剪力。梁梁的拼接接连接按按等强度度设计法法的设计计内力值值可按下下列公式

38、式计算： 弯矩 Mnb =Wnb f （1） 剪力 Vnb =Anwwb fv （2）式（1）中中,Wnb 梁扣除除高强度度螺栓孔孔后的净净截面抵抵抗矩，可可按式（3）计算； WWnb =IInb / （0.55Hb） （3） ff钢材的的抗拉、抗抗压和抗抗弯强度度设计值值。式（2）中中 ,AAnwb梁腹板板扣除高高强度螺螺栓后的的净截面面面积，可可按式（4）计 算（也也可近似似地取腹腹板毛截截面面积积的0.85倍倍）； Annwb = tWbbhWb nWptWbdWb （4） fvv 钢材的的抗剪强强度设计计值；式（3）中中,Inb梁扣除除高强度度螺栓孔孔后的净净截面惯惯性矩，可可按式（5

39、）计算： Inb =IIob 2nFPPdFbtFb3/ 112 2nFPPdFbtFb（HbtFb）/2）2 i（1/112 ttWbdWb3tWbdWbyi2） （5） HHb 梁的截截面高度度。 图2-11 图图2-22式（4）中中,hWbb梁腹板板的高度度； nnWp梁腹板板计算削削弱截面面上的高高强度螺螺栓数目目。式（5）中中,IOb 梁的毛毛截面惯惯性矩； nFPP梁单侧侧翼缘计计算削弱弱截面上上的高强强度螺栓栓数目，对对并列布布置 nnFP=22 ， 或nFP=44 ，对对错列布布置可近近似取nnFP3 ； dFbb梁翼缘缘的高强强度螺栓栓孔径； tFbb梁的翼翼缘厚度度； tW

40、bb梁的腹腹板厚度度； dWbb梁腹板板的高强强度螺栓栓孔径； yi梁截面面中和轴轴至腹板板的高强强度螺栓栓孔中心心的距离离。 22）梁单单侧翼缘缘连接所所需的高高强度螺螺栓数目目，应按按下式计计算： nFbbwnbf / （Hb tFb） NvbH式中,NvvbH 一个摩摩擦型高高强度螺螺栓的抗抗剪承载载力设计计值。 33）梁腹腹板连接接所需的的高强度度螺栓数数目，应应按下式式计算： nnwbAnwbfv / NvbH 44）拼接接连接节节点板的的截面尺尺寸，可可按以下下要求确确定（图图2-22）。 为为使拼接接连接节节点具有有足够的的强度，并并保持梁梁刚度的的连续性性，在确确定梁的的翼缘和

41、和腹板拼拼接的连连接板时时，一般般情况下下，均应应同时满满足下列列公式的的要求： AAnFPLLAnFb AAnwpllAnwb WWnPL Wnb式中,AAnFPLL梁单侧侧翼缘连连接板扣扣除高强强度螺栓栓孔后的的净截面面积； AnFFb梁单侧侧翼缘扣扣除高强强度螺栓栓孔后的的净截面面积； Anwwpl梁腹板板连接板板扣除高高强度螺螺栓孔后后的净截截面积； Anwwb梁腹板板扣除高高强度螺螺栓孔后后的净截截面积； WnPL梁翼缘缘和腹板板的连接接板扣除除高强度度螺栓孔孔后的净净截面抵抵抗矩； WWnb梁扣除除高强度度螺栓孔孔后的净净截面抵抵抗矩。 梁翼缘拼接连接板的设置，原则上应采用双剪连接

42、；当翼缘较窄，构造上采用双剪连接有困难时，亦可采用单剪连接，但只宜用于内力较小的场合。 在确定翼缘的拼接连接板时，应考虑连接板的对称性和互换性。通常情况下，翼缘外侧拼接连接板的宽度可与翼缘同宽。 翼缘拼接连接板的厚度，可按下列公式计算： 当采用双剪连接时， tt1=1/2 ttFb 25mmm ，且且不宜小小于8mmm； tt2=tFbbBb/22（bb）36mmm，且不不宜小于于10mmm。式中,Bbb翼缘外外侧连接接板宽度度； b 翼缘内内侧连接接板宽度度。 当当采用单单剪连接接时， tt1= ttFb 36mmm ， 且不宜宜小于110mmm。 梁梁腹板的的拼接连连接板，一一般均应应在腹

43、板板两侧成成对配置置，即采采用双剪剪连接。 腹板拼接连接板的厚度，可按下式计算： tt3=tWbbhWb/22h13mmm，且不不宜小于于6mmm。 梁梁翼缘的的拼接，当当采用全全熔透的的坡口对对接焊缝缝连接时时，连接接处腹板板上的弧弧形切口口和衬板板的尺寸寸，通常常由焊接接的作业业要求来来确定。 （三）CCAD技技术概述述 计计算机辅辅助设计计（Coompuuterr Aiidedd Deesiggn ,简称CAAD）概概念的提提出和实实际应用用，到现现在只有有30年的的时间，但但这项技技术已普普遍应用用于机械械制造、汽汽车、航航空、造造船、建建筑、国国防等行行业，对对缩短设设计周期期、提高

44、高设计质质量、降降低成本本以及发发挥设计计人员的的创造性性等起到到了非常常积极的的作用。 计算机辅助建筑结构设计是CAD技术应用较早的领域之一。目前结构专业软件基本走向成熟，它已能够代替设计者进行大量的分析计算和有规则的绘图。然而在设计图纸中，一些不能由专业软件自动生成的设计工作也占有相当的比例。如钢结构施工图设计虽可用SAP90或国内一些设计软件进行计算和绘制施工图，但在钢结构详图设计阶段，专业软件却不能很好地提高设计人员的工作效率，问题的症结在于绘制详图的效率低下。怎样才能更好地利用现代化设计工具完成详图设计呢？ 我们认为设计人员要想真正甩掉图板，需要从单纯应用专业软件和应用AUTOCAD

45、交互式绘图，走向利用AUTOCAD开放式结构进行二次开发，从而达到真正全面的计算机辅助设计这一更高的台阶，只有如此才能大大提高工作效率。这就需要在AUTOCAD图形环境基础上做三个方面努力：一是利用图块的外部引用，建立专业图形库和程序库，并利用DIESEL Autolisp控制各类屏幕下拉图标菜单，类似于我们设计过程中所用的标准图，凡是可重复选用的结构构件（雨罩、预埋件、非标结构构件等）都可以用此办法处理，方便用户；二是利用Autolisp、DCL、ADS混合编程，建立专业领域图形的图形辅助生成系统，所谓图形辅助生成系统就是面对一些图形，首先确定其特点，用一些特征值来描述这个图，建立此类图形的

46、数学描述模型；三是利用AUTOCAD内嵌的编程语言，增强和扩充AUTOCAD的图形编辑命令功能，以提高绘图速度。（四）CAAD技术术在工商商银行钢钢结构工工程中的的应用 CCAD技技术在工工商银行行工程的的应用，最最早始于于地下室室底板的的附加钢钢筋详图图设计，随随后进行行了地下下室梁的的施工详详图设计计，利用用4台微机机完成了了5000张配筋筋图。 CADD技术的的全面应应用并达达到一定定的深度度，是在在随后的的钢结构构详图设设计阶段段，最紧紧张的设设计阶段段达到了了20人、200台微机机，并配配备了为为提高钢钢结构详详图设计计效率而而专门开开发的钢钢结构详详图辅助助生成软软件。在在较短的的

47、时间内内完成了了将近660000张钢结结构详图图设计。 实实际上，在在工商银银行钢结结构详图图设计过过程中，已已经将前前面所讨讨论的CCAD技技术的各各个层面面应用于于几乎所所有设计计环节，只只是应用用的深度度各不相相同而已已。总的的应用情情况如下下： （1）利用用钢结构构连接节节点计算算软件进进行钢结结构各类类构件的的连接计计算。 （2）利用用CADD图形支支撑平台台，对复复杂连接接节点和和复杂构构件（如如桁架、五五根不同同方向梁梁与柱连连接节点点梁翼缘缘的切肢肢）放大大样，以以避免钢钢结构安安装的“碰头”并快速速高效地地确定构构件中零零件的尺尺寸。 （3）开发发出钢结结构梁、柱柱、斜撑撑等

48、构件件详图的的参数化化辅助生生成软件件，提高高构件详详图绘制制的工作作效率，软软件开发发规模达达到将近近2万行源源码。 （4）建立立钢结构构符号、节节点库，达达到图形形信息微微机化的的目标，为为目前已已实现的的图形库库网络共共享和准准备下一一步实现现的图形形信息网网络管理理系统，打打下了良良好的基基础。例例如梁翼翼缘与柱柱全熔透透坡口焊焊接标准准节点。 （5）开发发出钢结结构详图图材料表表统计软软件，利利用构件件详图的的参数化化辅助生生成软件件所生成成的构件件、零件件数据，快快速统计计生成材材料表。三、焊接工工艺评定定 为为了确保保工程的的焊接质质量，我我公司在在钢结构构制作和和安装之之前做了

49、了大量的的焊接工工艺试验验和工艺艺确认试试验。现现简述于于下。（一）原材材料的化化学成分分与力学学性能 本本工程共共用钢880000t，主主要是美美国产的的A5772-550 HH型钢和和A366型钢，小小部分为为国产116Mnn钢板和和Q2335钢板板，其化化学成分分和力学学性能见见表3-1。 表3-11钢材种类化学成分（%）力学性能CSiMnPSb(MPa)b(MPa)5(%)冷弯d=3a 1800备 注16Mn0.120.2000.200.5551.201.6000.04550.045527547062020完好GB15991-888规定值（51mmm）0.150.351.230.040

50、00.024432047027完好钢厂检验值值0.140.341.220.011150.0233桥机厂检验验值A572（翼缘厚0.230.401.350.040.0534545021ASTM规定值89mm）0.210.231.250.00990.026641061025湖北商检值值A36（翼缘厚0.260.401.350.040.0525040055024ASTM规定值37 mmm）0.150.050.950.00330.0322333451湖北商检值值 注注：ASSTM美国国材料试试验标准准。（二）焊接接工艺试试验 . 检验验标准 焊焊接工艺艺试验按按美国钢钢结构协协会建建筑钢结结构焊接接规

51、范（ANSI/AWS D1.194）执行。试件的截取、加工和试验，按下列国家标准执行： 焊焊接接头头机械性性能试验验取样方方法（GB2649-89）； 焊焊接接头头拉伸试试验方法法（GGB26651-89） 焊焊接接头头及堆焊焊金属硬硬度试验验方法（GB2654-89）； 焊焊接接头头弯曲及及压扁试试验方法法（GGB26653-89）； 焊焊接接头头冲击试试验方法法（GGB26650-89）； 斜斜型坡坡口焊接接裂纹试试验方法法（GGB46675.1-884）。 对对焊接材材料，按按电焊焊条熔敷敷金属中中扩散氢氢测定方方法（GB3965-83）执行。 焊焊缝的超超声波检检测按钢钢焊缝手手工超声

52、声波探伤伤方法和和探伤结结果分级级（GGB1113455-899）执行行。 22. 试试验项目目的选定定 （）本工工程钢结结构的主主要接头头型式有有型柱柱柱、箱箱型柱柱横焊焊接头，柱柱梁平平焊接头头等两种种，所有有试件均均用工程程实际使使用的钢钢材，按按预定的的工艺条条件焊接接后截取取。 （）在众众多的接接头中，我我们考虑虑了最具具代表性性的3种材质质、4种规格格以及22种焊接接方法和和2种焊接接位置，选选取7种组合合来焊接接试件（表表3-22）。图图3-11所示为为试件取取样部位位示意图图。 表3-22编号钢材种类板厚度（mmm）焊接方法焊接位置1A572（W1445000）89CO2气保保

53、焊（手手工焊打打底）横 焊2A572（W1445000）89手工电弧焊焊横 焊316Mn51CO2气保保焊横 焊416Mn51手工电弧焊焊横 焊5A572（WT7796.5）37手工电弧焊焊平 焊6A572+A36623-244手工电弧焊焊平 焊716Mn+A577251-566手工电弧焊焊横 焊 注：编编号1、2、3、4、5系同材材质钢材材焊接试试验。 图3-11 （）试验验选用的的焊接设设备与焊焊接材料料如下： ）焊机机：日本本松下KKR5000A CO2半自动动焊机，国国产ZXX-5000A可可控硅直直流焊机机。 ）焊接接材料：CO2气体保保护焊用用宜昌产产猴王牌牌H088Mn22SiA

54、A焊丝，直直径1.2 mmm；手手工电弧弧焊选用用上海产产东风牌牌E50015焊焊条,直径3.2mmm和4mmm。每种种试板，焊焊接后作作超声波波检查，作作为工艺艺检验评评定项目目。 . 焊接接接头的的力学性性能试验验 主主要是检检查焊接接接头抗抗拉强度度和抵抗抗弯曲塑塑性能力力。对抗抗弯,按照规规定作了了正弯、反反弯、侧侧弯试件件，每种种试件22件。试试验结果果见表33-3。 表3-33试件号接 头 拉拉 伸接头弯曲 （d=33a，弯弯曲1000）抗拉强度（MPa）取样位置断裂位置正弯反弯侧弯取样位置1610上层焊缝合格合格合格上层595下层焊缝合格合格合格下层2575上层焊缝合格合格合格上

55、层605下层焊缝合格合格合格下层3475上层焊缝合格合格合格上层480下层母材合格合格合格下层4500上层母材合格合格合格上层495下层母材合格合格合格下层5555母材合格合格合格555母材合格合格合格6475焊缝合格合格合格480母材合格合格合格7505上层母材合格合格合格上层500下层母材合格合格合格下层 . 焊接接接头冲冲击性能能试验 在在每种组组合的试试板上按按规定切切割出冲冲击试件件，以便便找出韧韧性脆脆性特性性与温度度的关系系，作了了常温、0、15各3件试件，试验结果见表3-4。 . 维氏氏硬度试试验 分分别对焊焊缝金属属、熔合合线、热热影响区区、熔合合线外母母材的硬硬度进行行了测

56、定定，测定定结果见见表3-5。 . 焊缝缝中扩散散氢含量量试验 根根据本工工程实际际情况，我我们对直直径4mmm的上上海东风风牌E550155电焊条条和北京京牌E550155电焊条条，直径径1.22mm的的宜昌猴猴王牌焊焊丝，作作了扩散散氢的测测定。测测试用电电焊条都都经4000烘干保保温1 h，CO2气瓶经经倒置224h放放水。分分别作了了CO2气流量量15LL/miin、25LL/miin及焊焊枪嘴涂涂或不涂涂防飞溅溅膏的试试验。测测试结果果见表33-6。 . 斜Y形坡口口焊缝抗抗冷裂纹纹敏感性性试验由于本工程程施工跨跨越冬季季，对美美国产AA5722的H型钢翼翼缘板和和国产116Mnn板

57、分别别作了CCO2气体保保护焊和和手工电电弧焊的的冷裂纹纹敏感性性试验。所所有斜YY型坡口口焊缝（带带钝边单单边V形焊缝缝）抗裂裂纹试验验，均未未发现冷冷裂纹，见见表3-7。 表表3-44试件号取样位置焊缝中心（J）熔合线（J）熔合线外11mm热影响区（J）100-15100-15100-151上下中129120103971119384996711515186102989512072511041421331411761214163892上下中19020022319616520720970125117144941179195607092141136134144187809657933上下上或下1

58、611491611051281461009212611583887090997385444565594961362842804上下上或下22620013619912618519814216889841069394815490837485907256526879475上上上22919920217519520217017242131177181991461671692002201481901581391481491091291446上上上21222322921021121620020521874761608974135761021065151170149571534956527上上下1802251

59、991921421421901338184115749384868988918275701137480776969 表表3-55试件号焊缝区测定定线上平均值（HHV100）熔合线（HHV100）热影响区最最高值（HV100）母材平均值值（熔合合线外55mm以以上） （HV110）120219622018621041872361913212193191152419019920915651861011981726173173202169 表3-66焊材名称材质状态3试样平均均值（mmL/1100gg）东风牌电焊焊条400烘烘干，保保温1hh3.15北京牌电焊焊条2.05猴王牌焊丝丝（配用北京京酒精

60、厂厂产CO2气体体）气瓶放水,气流量量15 L/mmin3.89气瓶放水,气流量量25 L/mmin2.49同上。焊枪枪嘴涂防防飞溅膏膏5.36 表3-77钢材板厚（mmm）焊接方法焊条或焊丝丝预热温度（）裂纹率16Mn51（钢板板）CO2气保保焊焊丝,同扩扩散氢试试验100016Mn51（钢板板）手工焊焊条,同扩扩散氢试试验1000A57289（H型型钢翼缘缘）CO2气保保焊焊丝,同扩扩散氢试试验1500A57289（H型型钢翼缘缘）手工焊焊条,同扩扩散氢试试验1500（三）焊接接工艺确确认试验验 在在上述一一系列工工艺试验验的基础础上，我我们又用用选定的的材料和和工艺条条件，焊焊接了柱柱柱