6-4高层建筑钢结构施工

(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，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。
图6一1 一个立面安装流水段内的安装顺序
图6一2 钢结构标准单元施工顺序
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3.钢构件的运输和堆放 (1)运输。 (2)中转。 (3)配套。 (4)现场堆放。 4.钢构件预检 (1) 出厂检验。 (2)计量工具。 (3)预检。
5.柱基检查 (1)定位轴线检查。 (2)柱间距检查。 (3)单独柱基中心线检查。 (4)柱基地脚螺栓检查。 (5)基准标高实测。
(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%.
（二）钢材品种
在现代高层钢结构中，广泛采用经济合理 的钢材截面，见表6-1。应充分利用结构的 截面特征值，发挥最大的承载能力。传统的 工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用， 但由于其截面力学性能欠佳，已渐被淘汰。
2.梁和析架
高层钢结构的梁的用钢量约占结构总用钢 量的65%，其中主梁占35%~40%。因 此梁的布置力求合理，连接简单，规格少， 以利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁 是工字截面，受力小时也可采用槽钢，受力 很大时则采用箱形截面，但其连接非常复杂。
截面高度相同时，轧制H型钢要比焊接工字截面 便宜。对于重荷载或传递弯矩，则采用焊接箱形梁。 当净空高度受到限制时，也可采用双槽钢和钢板组 焊而成的截面，钢梁内部必须作防锈处理。
施工工艺
施工工艺：放线、验线→安装平面网格→安装立体网格→ 安装上弦网整体提升→网架高空合拢→网架验收。
（1）放线、验 线： 1）柱顶放线与验线：标出轴线与标高，检查柱顶位移,网 架安装单位对提供的网架支承点位置、尺寸、标高经复验 无误后才能正式安 装。 2）网架地面安装环境应找平放样，网架球各支点应放线， 标明位置与球 号。 3）网架球各支点砌砖墩。墩材可以是钢管支承点，也可以 是砖墩上加一小截圆管作为网架下弦球支 座。 4）对各支点标出标高，如网架有起拱要求时，应在各支承 点上反映出来，用不同高度的支承钢管来完成对网架的起
三、钢结构构件的连接
1.焊接连接 现场焊接方法一般用手工焊接和半自动焊接两种方 法。焊接母材厚度不大于30mm时采用手工焊， 大于30mm时采用半自动焊，此外尚需根据工程 焊接量的大小和操作条件等来确定。手工焊的最大 优点是灵活方便，机动性大;缺点是焊工技术素质 要求高，劳动强度大，影响焊接质量的因素多。半 自动焊接质量可靠，工效高，但操作条件相应比手 工焊要求高，并且需要同手工焊结合使用。 高层钢结构构件接头的施焊顺序，比构件的安装 顺序更为重要。焊接顺序不合理，会使结构产生难 以挽回的变形，甚至会因内应力而将焊缝拉裂。
（七）高层钢结构安装前的准备工作
1.安装机械的选择
高层钢结构安装都用塔式起重机，这就要 求塔式起重机的臂杆足够长以使其具有足够 的覆盖面;要有足够的起重能力，满足不同 部位构件起吊要求;钢丝绳容量要满足起吊 高度要求;起吊速度要有足够挡位，满足安 装需要;多机作业时，相互要有足够的高差， 互不碰撞。
(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H型钢的 下翼缘板，再焊上翼缘板。梁的两端先焊端， 待其冷却至常温后再焊另一端。
(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。要注意焊缝收缩值随周围已 安装柱、梁的约束程度的不同而变化。
第四节 高层建筑钢结构施工
一 钢结构材料安装前的准备工作 二 钢结构的连接 三 钢结构构件的安装 四 钢网架结构的安装 五 钢结构防火与防腐
一 钢结构材料安装前的准备工作
（一）钢的种类
高层建筑钢结构用钢有普通碳素钢、普通低合金钢和热 处理低合金钢三大类。大量使用的仍以普通碳素钢为主。 我国目前在建筑钢结构中应用最普遍的ຫໍສະໝຸດ BaiduQ235钢。 《高层建筑钢结构设计与施工规程》规定: (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。
表6一1 钢材的品种及性能
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（三）钢结构构件
1.柱子
高层钢结构钢柱的主要截面形式有箱形断 面、H形断面和十字形断面，一般都是焊接 截面，热轧型钢用得不多。就结构体系而言， 筒中筒结构、钢混凝土混合结构和型钢混凝 土结构多采用H形柱，其他多采用箱形柱; 十字形柱则用于枢架结构底部的型钢混凝土 枢架部分。
把析架用于高层钢结构楼盖水平构件，可作到大 跨度、小净空，工程管线安装方便。平行弦析架是 用钢量最小的一种水平构件，但制造比较费工费时。 楼盖钢析架一般由平行的上下弦杆和腹杆(斜撑和 竖撑或只用斜撑)组成。弦杆和腹杆可采用角钢、 槽钢、T型钢、H型钢、矩形和正方形截面钢管等 钢材。
（四）钢结构的连接节点
2.墙面工程
高层钢框架体系一般采用在钢框架内填充与钢 框架有效连接的剪力墙板(亦称框架一剪力墙结 构)。这种剪力墙板可以是预制钢筋混凝土墙板、 带钢支撑的预制钢筋混凝土墙板或钢板墙板，墙 板与钢结构的连接用焊接或高强度螺栓固定，也 可以是现浇的钢筋混凝土剪力墙。
为减轻自重，对非承重结构的隔墙、围护墙等， 一般广泛采用各种轻质材料，如加气混凝土、石 膏板、矿渣棉、塑料、铝板、玻璃围幕等。
4.钢扶梯安装
钢扶梯一般以平台部分为界限分段制作，构件是 空间体，与框架同时进行安装，然后再进行位置 和标高调整。在安装施工中常作为操作人员在楼 层之间的工作通道，安装工艺简便，定位固定较 复杂。
（二）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
（五）钢结构的加工制造
由于高层建筑钢结构的精度要求高，因此， 构件的加工制造一般由专门的钢结构加工厂 在工厂预制完成。
（六）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有: (1)由于结构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。
2.高强度螺栓连接
钢结构高强度螺栓连接，一般是指摩擦连 接。它借助螺栓紧固产生的强大轴力夹紧连 接板，靠板与板接触面之间产生的抗剪摩擦 力传递同螺栓轴线方向相垂直的应力。因此， 螺栓只受拉不受剪。施工简便而迅速，易于 掌握，可拆换，受力好，耐疲劳，较安全， 已成为取代铆接和部分焊接的一种主要的现 场连接手段。
高强度螺栓的类型，除厂大六角头普通型外， 广泛采用的是扭剪型高强度螺栓。扭剪型高强度 螺栓是在普通大六角头高强度螺栓的基础上发展 起来的。区别仅是外形和施工方法不同，其力学 性能和紧固后的连接性能完全相同。
高强度螺栓连接的运输、装卸、保管过程中， 号、规格分类保管。在安装使用前严禁任意开箱。
高强度螺栓施工包括摩擦面处理、螺栓穿孔、 要防止损坏螺纹。应按包装箱上注明的批螺栓紧 固等工序。
水平析架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据 析架的形状而定，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。
3.墙板安装 装配式剪力墙板安装在钢柱和楼 层框架梁之间，剪力墙板有钢制墙板和钢筋混凝 土墙板两种。
剪力支撑安装部位与剪力墙板吻合，安装时也应 采用剪力墙板的安装方法，尽量组合后再进行安 装。
(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。
四、钢网架结构安装
网架结构是由很多杆件通过节点，按照一定规 律组成的空间杆系结构。网架结构根据外形可 分为平板网架和曲面网架。通常情况下，平板 网架称为网架；曲面网架称为网壳 。
网架、网壳结构为一种空间杆系结构，具有三 维受力特点，能承受各方向的作用，并且网架 结构一般为高次超静定结构，倘若一杆局部失 效，超静定次数仅减少一次，内力可重新调整 和分布，整个结构一般并不失效，具有较高的 安全储备。
6.标高块设置及柱底灌浆
(1)标高块设置。柱基表面采取设置临时支承标高 块的方法来保证钢柱安装控制标高，要根据荷载大 小和标高块材料强度确定标高块的支承面积。
(2)柱底灌浆。一般在第一节钢框架安装完成后即 可开始紧固地脚螺栓并进行灌浆。灌浆前必须对柱 基进行清理，立模板，用水冲洗基础表面，排除积 水，螺孔处必须擦干，然后用自流平砂浆连续浇灌， 一次块，到时试压，作为验收资料完成流出的砂浆 应清除干净，加盖草包养护。砂浆必须做试。
（三）楼面工程及墙面工程
高层钢结构中，楼面由钢梁和混凝土楼板组成。它有 传递垂直荷载和水平荷载的结构功能。楼面应当轻质， 并有足够的刚度，易于施工，为结构安装提供方便， 尽可能快地为后继防火、装修和其他工程创造条件。 1.楼板种类 高层钢结构中，楼板种类有压型钢板现浇楼板、钢筋 混凝土叠合楼板、预制楼板和现浇楼板。 (1)压型钢板现浇楼板。 (2)钢筋混凝土叠合楼板。 (3)预制楼板。 (4)现浇楼板。
（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时， 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 全网分平网和竖网. (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。
2.安装流水段的划分
高层钢结构安装需按照建筑物平面形状、结构 形式、安装机械数量和位置等划分流水段。总原 则是: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， 一般以一节钢柱高度内所有构件作为一个流水段。
一个立面安装流水段内的安装顺序如图6-1所 示，钢结构标准单元施工顺序如图6-2所示。
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。 连接节点按其传力情况分为铰接、刚接和介于两 者之间的半刚接。设计中主要采用前两者，半刚 接采用较少。在实际工程中真正的铰接和刚接是 不容易做到的，只能是接近于铰接或刚接。按连 接的构件分主要有钢柱柱脚与基础的连接、柱柱 连接、柱梁连接、柱梁支撑连接、梁梁连接(梁 与梁对接和主梁与次梁连接)、梁混凝土筒连接 等。
三、高层钢结构安装
（一）钢结构构件的安装工艺
1.钢柱安装 第一节钢柱是安装在柱基临时标高支承块上的， 钢柱安装前应将登高扶梯和挂篮等临时固定好。 钢柱起吊后对准中心轴线就位，固定地脚螺栓， 校正垂直度。其他各节钢柱都安装在下节钢柱的 柱顶(采用对接焊)，钢柱两侧装有临时固定用的 连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后， 即用螺栓固定连接板作临时固定。
(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，不能只投人少量的临时螺栓。
(5)为便于施工登高，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 安装吊篮脚手架。
钢柱起吊有两种方法，一种是双机抬吊法;另一 种是单机吊装法。
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，作为吊 点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度，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。