钢结构工程施工方案

钢结构工程施工方案6.6.1钢结构深化设计在幕墙范围：椭圆采光顶、圆形采光顶、长廊采光顶中均含有钢结构采光顶幕墙系统（椭圆、圆形、长廊）设计特点如下：玻璃采光顶选用框支撑式玻璃幕墙系统；玻璃固定为：纵横向铝合金压板+硅酮结构胶，固定螺钉为M6机制钉，间距不大于300mm；顶部玻璃选用8双银Low-E（钢化）+12a+6（半钢化）+1.52PVB+6（半钢化）中空夹胶玻璃。侧立面玻璃选用6双银Low-E（钢化）+12a+6（钢化）中空玻璃（室内侧已设500混凝土挑板）；铝板顶室外采用3mm厚氟涂碳喷铝单板，室内封修采用2mm厚粉末碳喷铝单板，夹层填充100mm厚岩棉保温板（A级）；幕墙龙骨表面处理：隐蔽的钢型材热浸镀锌处理，外露表面氟碳喷涂；铝型材可视面室内粉末喷涂，室外氟碳喷涂。颜色由建筑师审核确认。1.深化设计概述及原则本工程钢结构深化设计及详图设计全部由项目部组织分包实施。项目部主要负责协调，及在钢结构深化设计中与业主、设计院间沟通，保持设计思想的一致性，最终形成最佳节点构造与最适宜操作性的完美结合。采光顶钢结构平面示意图2.深化、详图设计组织与职责分配及采用的软件（1）深化设计团队的构成及职责如下：名称工作内容人员资历人数顾问团对工程出现的节点及与各个专业的配合提出建设性的意见，对设计的内容进行内部评审钢结构业内涉及设计、焊接、吊装资深专家3总设计师对节点的设计提出实施方案并审核设计结果的符合性可操作性，与各个专业的沟通对深化设计的结果负责注册结构师1设计师对设计方案进行实施性设计并进行可操作性的研究对具体部位的设计负责注册结构师、工程师6（2）根据本工程的钢结构特点及技术难点，施工详图设计的顺序应结合拟定钢结构安装顺序分区分段进行，在施工详图设计中采用以下技术及组织措施：根据业主及设计单位提供的图纸及技术文件，采用X-steel及Autocad2004/2008建模软件等建立构件及节点的空间模型，以准确地确定构件的空间定位关系，为施工放样、放线提供精确的依据。详图设计软件如下：AutoCAD2004/2008空间建模绘图软件Staad-pro空间计算分析软件X-steel软件空间建模及钢结构设计专业软件SAP2000结构设计及分析软件MIDAS结构设计及分析软件深化、详图设计流程及管理模式图6-39深化、详图设计流程3钢结构与其他专业的配合钢结构深化设计深化、详图设计与其他专业的设计配合见下表表6-15序号协调内容配合阶段和具体方式1劲性结构钢筋处理施工时柱箍筋钢筋与梁筋需要穿过钢骨位置，根据结构图纸所示的钢筋布置，考虑施工方法，在钢结构加工图阶段深化设计穿筋孔的预留。2钢筋连接器部分劲性钢骨因结构要求不能穿钢筋，固钢筋可将采用钢筋连接器连接。钢结构深化设计预先深化钢筋连接器位置，以满足设计需求。3排气孔配合本工程存在钢管混凝土柱，其中混凝土在钢管内部浇筑，钢管柱在内部设置有隔板，在混凝土浇注时容易导致出现气泡，因此为了保证内部浇注的混凝土密实，在钢柱侧壁须设置排气孔。4钢梁预留洞机电深化设计阶段，为保证吊顶净空，部分管线（尤其消防管）需要在钢梁开洞，机电与钢结构密切配合，确保钢结构留洞和洞口加固在工厂进行，以保证工程质量。材料采购（一）本工程主要钢结构的柱梁均采用材质为Q235的钢材，其力学性能表如下：表6-16牌号屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度抗拉强度板厚≤16>16-40>40-60>60-100Q235235225215205375-460钢材化学成分表表6-17牌号质量等级厚度(mm)化学成分%Q345A6-100CMnSiP≤S≤0.14-0.220.30-0.650.0400.050（二）焊条具体选用表表6-18钢材牌号焊条型号焊条直径（mm）使用部位Q235E4303φ3.2φ4.0钢梁、钢柱电焊打底1、本工程所用钢材选用国产优质钢，除注明外材质均为Q235B，所有钢管端头需用钢板进行焊接封堵，封堵钢板厚度不小于钢管壁厚。焊缝要密封，封闭前要确保管内没有积水和潮气。矩形钢管的加劲肋与矩形钢管采用全熔透焊缝连接。构件需在现场拼装。2、所有钢材的力学性能及各种化学元素含量的合格保证必须分别符合相应的国家现行标准的规定。（1）Q235B钢材符合《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591等的规定。（2）钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度、弯曲试验、夏比（V型）冲击试验和硫、磷含量、碳当量的合格保证。（3）钢材应具有明显的屈服台阶。钢材的伸长率应大于20%，钢材屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85。（4）钢材的检验要求和抽样复验要求应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205和其它有关规范的规定。（5）钢材Q235B的主要物理力学性能：抗拉、压、弯强度设计值205Mpa,抗剪强度设计值125MPa，端面承压强度设计值325MPa。3、焊接材料的力学性能和冲击功应与主体金属相匹配。当两种不同钢材焊接时，宜采用与强度较低钢号匹配的焊条或焊丝。（1）手工焊时，对Q235B钢采用E43系列型号的焊条，焊条的性能应符现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117、《低合金钢焊条》GB/T5118等的规定。（2）埋弧焊时，对Q235B钢采用H08A焊丝，配以F4A0型焊剂，焊剂和焊丝应符合现行国家标准GB/T5293，GB/T12740，GB/T14957等的规定。（3）二氧化碳气体保护焊时，对Q235B钢采用ER49-1焊丝，焊丝应符合GB/T8110的规定。（4）构件现场施焊部分应有引弧板，不应在受力构件施焊。4、圆钢管和矩形钢管采用热轧无缝钢管或直缝焊钢管；无缝钢管应符合《结构用无缝钢管》GB/T8162的规定，直缝焊钢管应符合《直缝电焊钢管》GB/T13793的规定。5.焊缝等级和检验要求（1）主要受力构件之间焊缝均采用坡口焊，焊缝质量等级不低于二级，主梁拼接采用一级焊缝。非主要受力钢构件相交采用角焊，未注明角焊缝焊脚尺寸的，焊脚尺寸均为h≥δ，δ为相邻较薄板厚；焊接采用E43焊条。焊缝处垫板厚度根据相关规范确定，不应低于5mm。（2）焊缝检验标准a.二级焊缝应进行全部外观检验、20%内部缺陷抽样无损检测和20%抽样表面检测。无损检测合格等级为GB11345的B级检验的III级及III级以上。b.三级焊缝应进行全部外观检验，其质量应符合JGJ81-2002的规定，要求外观质量达到二级。6、表面处理和涂装（1）本工程钢龙骨可视部分外表面全部采用氟碳喷涂处理,不可视部分外表面全部热浸镀锌处理。（2）钢材应结合工程特点选用防锈处理方式,除锈等级为Sa2.5,钢材采用热浸镀锌处理时，热浸镀锌层的厚度应大于80μm。钢材采用氟碳漆喷涂或聚氨酯漆处理时，涂层厚度应大于45μm。钢材采用防锈漆处理时，防锈漆宜采用环氧富锌（或无机富锌）类防锈漆，底漆、中间漆和面漆共三道，漆膜总厚度室内不小于125μm，室外不小于150μm。（3）表面喷涂处理的工序不能小于以下几个步骤：钢结构基材→喷砂，除锈（Sa2.5标准）→涂环氧富锌底漆（50~80μm）→干燥→运输现场安装、打磨→涂环氧云铁底漆（50~80μm）→干燥→打磨→局部原子灰找平→打磨→喷氟碳面漆（30~40μm，颜色由建筑师指定)→喷氟碳罩光清漆（20μm)→涂层稳定与固化（常温七天以上干燥）→检验（4）钢龙骨的表面做氟碳喷涂处理时，必须严格遵循施工规范要求，必须在工厂喷涂完成后再运到现场安装；（5）采光顶钢结构表面需做防锈防火处理，防火涂料耐火极限不低于1.0h；钢结构防火应满足《建筑设计防火规范》GB50016-2014和《建筑钢结构防火技术规范》CECS200:-2006的规定。（6）选用的涂装材料应互相匹配，避免发生化学反应；应采取可靠措施避免涂装面发生起皮，开裂及皱褶等现象。喷涂开始前，油漆样本、技术资料及生产厂商的喷涂程序应交建筑师、业主及幕墙设计单位审核，保护涂层的样品需经建筑师和幕墙设计单位确认。（7）钢结构出厂前不需要涂装的部位：a）高强度螺栓节点摩擦面；b）工地焊接部位及两侧各100mm范围内。待安装完毕后进行补刷。其中工地焊接部位及两侧各100mm范围内应进行不影响焊接的防锈处理。6.6.2构件的加工运输1.材料采购、验收及存放（1）本工程钢结构采用工厂制作焊接型钢。材料采用Q345性能符合现有的设计标准。（2）焊接材料应按牌号、种类分别存放在干燥的室内，焊条和焊剂在使用前应按出厂证明书或工艺规定进行烘焙和烘干。（3）钢材进厂时除有钢材出厂证明外，还必须按钢材的牌号、炉批号进行抽样复验，材料的化学成分、抗拉强度、延伸率、屈服点、冷弯性能合格后方可进入车间下料。（4）钢材堆放采用专用专放，防止与其他材料混放。（5）钢材进入车间前检查发料的材质、规格、厚度、符合设计图纸要求后进入车间，进入车间的钢材必须用油漆在钢板和型钢上作标记以便辨认。2.放样（1）放样前，放样人员必须熟悉施工图和工艺要求，核对构件与构件相连接的几何尺寸及节点连接是否有不当之处，如发现施工图有遗漏或错误，以及其他原因需要更改施工图时，必须取得有关部门和设计人员认可的变更文件，不得擅自改动。（2）构件切角及连接板，应以1：1的比例制作样板，样板必须标明构件编号、规格、孔径、数量及标明有关符号，以便检测与钻孔时辨认。（3）H型钢放样时应预放焊接收缩余量及端铣余量。（4）放样时应在料单上按图纸注明钢板坡口度数、留根尺寸以及方向。（5）构件修头要采用样板、样杆、卡板进行划线，并打上梅花样冲、断线样冲。（6）放样时放样线应符合如下规定。铅笔线0.3mm钢针0.2mm石笔线0.5mm粉线0.8mm（7）放样板、样杆、卡板，放样有关单纸、图纸要经过专职放样人员检验后才能进入下道工序。（8）放样的样板、样杆等制作允许偏差如下：a.平行线±0.3mmb.对角线±0.5mmc.宽度和长度±0.5mmd.孔距±0.3mme.行距±0.3mmf.角度＜20（9）钢板对接形式5＜t＜12开V型坡口12＜t＜65开X型坡口（10）所有型钢放30mm修头余量，腹板两侧各放4mm刨加工余量，拼装时必须拼齐一端，另一端修头打磨。（11）由于原材料的长度限制，材料拼接位置严格按设计图纸控制。3.下料（1）下料前，下料人员应熟悉样板、样杆（或下料图）所标注的各种要求，核对材料牌号及规格，下料人员应做出材料切割计划，合理安排。（2）下料时，复核使用材料的规格，检查材料外观，凡发现材料规格不符合要求或材料外观不符合要求须及时报质检、技术部门处理，有材料弯曲或不平直超标时，须矫正后再下料。（3）原材料长度或宽度不足需要拼接时，按GB50205-2001规定下料，并且在拼接位置上注出相互拼接编号和焊接坡口形状。（4）板件的切割一般采用数控多头切割机切割，气割工在操作时必须严格遵守操作规范，切割允许偏差应严格控制在下表规定误差范围之内：单位：mm切割长度级别板厚<400400150015004000>4000尺寸差公差尺寸差公差尺寸差公差尺寸差公差121212121212121210mm以下±1.0±1.511.5±1.0±2.012±1.5±2.51.52.5±2.5±2.52.52.510mm20mm±1.0±2.012.0±1.5±2.51.52.5±2.0±3.02.03.0±3.0±4.03.03.0注：①无特别规定场合用2级。②公差是指单一切割面的最大值、最小值差。（5）钢板厚度小于12mm，长度、宽度在2.5m内采用机械剪切下料。剪切允许偏差如下：a.宽度、长度不大于1mmb.边缘缺棱不大于1mm（6）切割口截面不得有撕裂、裂缝、咬边、夹渣和分层等缺陷。（7）型钢按设计尺寸生产。4.拼装（1）组装前必须熟悉施工图、有关说明和技术文件（由工艺人员组织交底）。（2）型钢必须采用模台拼装。（3）模台定型后要经过检验人员认可才可拼装。（4）定位点焊所用的焊接材料应与母材强度相同，点焊高度一般不宜超过设计焊缝的2/3，点焊工作应由正式焊工进行操作。（5）焊接线闭合的地方，在离闭合部的二倍板厚范围内不允许定位焊。（6）定位焊组装结束后必须进行形状及尺寸的检查，在确认合格后再转入正式焊接。（7）定位焊的长度和间距应符合下表要求：单位：mm板厚定位焊缝长度定位焊缝间距手工、半自动焊埋弧自动焊约3003.225>40>5025以上>50>705.焊接（1）焊接前将连接接触面和沿焊缝边缘每边3050mm范围内的氧化皮、铁锈、毛刺、油污等清除干净。（2）焊工需经考核合格后方可上岗操作。（3）焊工施焊前必须熟悉焊接工艺，施焊时严格遵照工艺进行，如实际操作遇到问题，应及时与放样、工艺人员联系。（4）焊条、焊剂等焊接材料须按有关焊接规程要求烘干，并保存在保温箱内，随用随取。焊工应严格按规定领用焊材，不得擅自代用或误用。（5）焊接坡口必须平滑，没有刻槽和缺口。（6）施焊前，焊工应复查拼装间隙和焊区的处理情况，若有不符要求时必须经修整后方可施焊。（7）焊缝出现裂缝时，焊工不得擅自处理，而应协同工艺人员一起查清原因，制订出修补工艺后方可处理。（8）焊缝同一部位的返修次数不应超过两次，应按返修工艺进行处理。（9）焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的溶渣及两侧的飞溅物，然后检查焊缝的外观质量。（10）外露对接接头的焊缝余高应磨平。焊缝余高应符合下表：单位：m板厚（t）t<1010<t<30堆焊余高1.52.56.平直、矫正（1）钢材和型钢通过机械平直后钢材表面的凹痕和其它损伤深度不得大于0.5mm。（2）钢材、型钢用火焰矫正时，矫直、矫平的材料必须自然冷却，不可强制冷却。（3）预先了解结构材质及其特点，以确定能否使用火焰矫正，并根据不同材质正确掌握矫正过程中的温度，避免因火焰矫正而导致材料机性能下降。（4）分析结构的变形情况，考虑加热方式加热位置和矫正步骤，选择最佳的矫正方案。（5）火焰矫正温度应控制在700度内。（6）矫正好构件必须按规格编号分类，不能混放。（7）钢材矫正后的允许偏差应符合下表：钢材矫正后的允许偏差mm项目允许偏差钢板局部平面凹凸t<141.5t>141型钢弯曲矢高L/1000,不大于4角钢的垂直度b/100,双肢栓接角钢的角度不得大于90度7.钻孔（1）用模板打孔构件首先校对模板的孔径、编号、行距与要求相符合方可打孔。（2）模板中心线必须对准构件中心线，并用轧紧器轧紧。（3）钻孔允许偏差见下表：C级螺栓孔的允许偏差（Ra<25）直径01.0圆度1.5垂直度0.03且不大于1.58.涂装（1）构件加工完成后除绣，除锈等级应符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-2013）规定的ST2.5级。（2）钢结构制品在刷防锈油漆前，必须将构件表面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。然后涂一遍底漆，二遍中间漆，二遍面漆。（3）高强螺栓摩擦面除锈采用喷丸，除锈等级达到ST2.5级。粗糙度应达到5070μm，采用探针式千分表仪器测量，湿度大于80%时严禁喷丸。（4）当钢材表面温度低于露点以上3度，相对湿度大于85%时，不得油漆。露天作业涂覆时，出现雨、雪、霜，环境温度在5度以下时应停止作业，涂后四小时内严防雨淋。（5）涂料必需具备产品合格证书。（6）涂料色泽按设计要求，涂料调制应搅拌均匀。当天使用的涂料当天配置。（7）不得随意添加稀释剂，当粘度过大不便涂刷时，可适量加入，但不得超过5%。（8）目测涂装质量应均匀、细致，无明显色差，无流挂、失光、起皱、针孔、气泡、裂纹、脱落、脏物粘附、漏涂等。（9）损伤涂膜应根据损伤的情况，砂、磨、铲后重新按层涂刷。（10）最短涂装间隔8小时以上。9.标记（1）构件完工后除敲上钢印外，还要做出明显标记，注明构件的图号和构件号。（2）标记采用镀锌板做好字样，用异色油漆喷涂于构件上。喷涂位置、钢印位置均应在构件两端部100mm处起。9.构件的堆放、产品入库配套、运输（1）对较长的单根构件要分批吊装，避免造成构件变形。（2）构件必须垫平堆放，堆放顺序由配套人员确定，不得混放。（3）所有构件必须按吊装顺序堆放，避免造成混乱。（4）产品进库之前车间向配套部门提供已加工好产品清单。由配套部门及时编号、挂牌，并入库。（5）配套部门应根据发货清单发货。构件发运前应填写检查出厂合格证、发货清单等。（6）由于本工程构件均较大，装车时要垫上枕木，扎绑牢固，且要保护好构件的表面油漆。（7）其它现场装的连接板等散小构件用集中装箱或打包发运。箱外要注明箱内构件的名称、编号、数量，以便查找。（8）构件用汽车运输。6.6.3构件的安装本结构采用综合分件安装法，依次按轴线进行安装，即刚架、钢梁、支撑、檩条同步安装。垂直运输机械为主要利用塔吊并备用一台25T吊车。1.测量放线根据基础平面布置图，测量各基础预埋锚栓中心偏差，将准确的轴线弹在基础顶面，并在钢柱底板覆盖范围外用红三角标注。记录各预埋锚栓中心偏差，预埋件平整度和标高偏差。测量记录交安装班组参考，安装班组根据偏差情况在构件安装时予以调整、纠正。2.活动操作台加工每个安装工作面配三个活动操作台，活动操作平台仅供梁柱高空对接和拧紧高强螺栓使用。3.构件安装构件安装从一端有满支撑间开始，然后安装向另一端推进，将钢柱采用单点直吊，分段钢梁在地面拼成整体，两点绑扎整体吊装。每根钢柱安装并初步固定后，沿与跨度垂直方向用两只手拉葫芦固定，并调整垂直度。高强螺栓初拧在节点连接后即可进行，整榀刚架连成整体，并调整垂直度，直线度，标高后方可终拧。两榀刚架安装定位后即可安装本间的支撑．檩条．墙梁。此类构件属于小型构件，采用手拉葫芦加钢丝绳人工安装。安装顺序为柱间支撑、支撑、檩条。所有檩条、支撑的螺栓均应在校准后再进行拧紧。拧紧程度以不将构件拉弯为原则。4.高强螺栓接头施工高强螺栓节点连接，施工中应严格按规程控制。（1）摩擦面的处理所有构件在起吊安装前应检查摩擦面的状况。对可能存在的油污、油漆、毛刺及其它污物进行清理，并用钢丝刷将摩擦面表面浮锈清除，以确保摩擦连接的安全可靠。（2）扭矩扳手校验高强螺栓的终拧力矩直接影响到螺栓的预紧力，扭矩扳手必须经计量部门检验，在使用过程应注意轻拿轻放，均匀用力，以免扭矩失准。检验工配备专用的扭矩扳手，仅供质量检验使用。（3）初拧及终拧力矩值的确定大六角头高强螺栓施工扭矩Tc=K·Pc·dＫ为高强螺栓连接副的扭矩系数Pc为施工预拉力d为高强螺栓直径初拧力矩为施工扭矩的50％。（4）接头装配1）接头装配严禁在雨中作业，保持摩擦面的干燥。2）穿入临时螺栓，其数量不少于该节点螺栓数的三分之一，且不少于两个。3）调整构件相对位置，穿入高强螺栓。4）螺栓初拧，并作标记，初拧顺序由螺栓群中央向外扩展。5）在初拧同一天进行终拧。6）扭矩检验。5.施工质量应遵守如下的规范标准《钢结构工程施工质量验收规范》；《建筑钢结构焊接技术规程》；《涂装前钢材表面锈蚀等级及除锈等级》。6.钢结构安装质检流程土建柱网复核→构件进场拼装后吊装前构件复核→构件就位后组拼前的检查调整→拼接后的检查、调整→整体检查(结构验收)→檩条安装检查→竣工验收现场结构安装质量检验试验计划项目检验内容检验方法参检门或参检人员检验时间备注土建柱网复核柱网定位轴线、独立基础支承面预埋钢板及预埋螺栓用经纬仪、水准仪、钢卷尺测量质检员、施工员、测量工工序交接吊装前构件复核质保资料及自检记录核查质检员构件进场拼装后，吊装前焊缝质量焊缝外观用焊缝量规检测质检员焊缝等级用X射线探伤仪检测无损探伤员油漆涂装漆膜外观及厚度目测外观和测膜仪测漆膜厚度质检员、施工员构件几何尺寸用线绳、钢尺检查质检员、施工员拼接后的检查调整高强螺栓接头力矩检查扭矩扳手质检员刚架梁对接后检查构件之间端板连接油漆补涂漆膜外观及厚度目测外观和测膜仪测漆膜厚度质检员、施工员整体检查刚架的侧向弯曲矢高用拉线和钢尺检查质检员、施工员、测量工单元整体安装后结构验收跨中垂直度用经纬仪或吊线和钢尺检查支座中心线对定位轴线偏移用钢尺检查檩条安装检查间距用钢尺检查质检员、施工员、测量工檩条安装过程弯曲矢高用拉线和钢尺检查竣工验收按照GB50205及有关技术标准用经纬仪、线绳、钢尺测量质检员、施工员、测量工整体竣工后6.6.4构件的连接1.吊装工艺流程定位——定标高——柱地脚弹线——柱安装——钢梁安装——檩条安装——补漆——竣工2.钢柱安装工艺（1）钢柱吊装、校正1）对基础进行复测，包括锚栓的露出长度，锚栓中心线对基准线的位移偏差，锚栓间距，基础标高，对于不合格的进行处理后方可进行吊装。2）为了控制柱子的安装标高，还事先在柱子可视的截面上划出500mm的位置，以便安装时进行标高的微调、校正。在复测合格的基础上安装钢柱，首先用单支钢丝绳将柱子捆绑好，吊点位置选择在距柱端1/3柱长的位置。通过旋转法将柱子吊起，将钢柱吊起送至安装位置。3）推动柱子将其底板螺栓孔对准基础锚栓，根据情况，反复小范围的调整，直到所有预埋地脚都对准螺栓