PAGEPAGE9百花小區(qū)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅樓箱型柱及H型梁的應(yīng)用與研究耿志學(xué)、李波亭、游富禮1、引言鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑已有數(shù)十年的歷史。首先采用鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑的是美國(guó),戰(zhàn)后經(jīng)過經(jīng)濟(jì)恢復(fù)，高層鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)再度興起，隨著煉鋼技術(shù)和成型制造工藝的發(fā)展，給鋼結(jié)構(gòu)工程的應(yīng)用帶來新的活力，工程建設(shè)日益增加，相應(yīng)又推動(dòng)了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的不斷進(jìn)步積完善，特別是1960年以來，高層鋼結(jié)構(gòu)工程迅速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)已成為高層建筑設(shè)計(jì)選型的主要對(duì)象。隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口城市化進(jìn)程加快，我國(guó)住宅建設(shè)持續(xù)空前發(fā)展，人們的居住條件逐步提高，并對(duì)居住質(zhì)量的要求也越來越高。中國(guó)已成為第一產(chǎn)鋼大國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高，可以將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、安裝一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)化水平。由于上述優(yōu)勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)在住宅市場(chǎng)必將有良好的發(fā)展前景。通過百花小區(qū)1#樓高層住宅鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用研究，更好地提高鋼結(jié)構(gòu)體系在住宅產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用技術(shù)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)在房地產(chǎn)業(yè)中的采用，為鋼結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展做出貢獻(xiàn)2、工程概況百花小區(qū)1#商住樓位于濟(jì)南市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)建設(shè)總公司建設(shè)的百花小區(qū)內(nèi)，建筑面積為3.3萬平方米，地下一層，地上26層（其中地下為立體式車庫，1～３層為公建，4層以上為住宅樓）。承重框架為箱形截面柱及H型梁，柱采用馬鋼生產(chǎn)的Q345B型鋼車間加工制作。內(nèi)、外墻板采用南京產(chǎn)ALC（蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板），外墻直接在ALC板刷涂料。公建部分外窗采用無框窗；住宅外窗采用60系列PVC塑鋼窗，中空玻璃。樓面為現(xiàn)澆混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，屋面采用PVC卷材防水聚乙脂發(fā)泡保溫屋面。住宅內(nèi)水電均走暗線，與梁交叉處走梁腹板預(yù)留孔。水、電分戶計(jì)量，寬帶入戶。采暖用進(jìn)口美國(guó)原裝金瑪克電暖器。室內(nèi)精裝修，空間大，效果好，充分體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。3、主要施工方法3．1鋼結(jié)構(gòu)加工制作箱型柱采用Q345B型號(hào)鋼板，在鋼構(gòu)件加工車間加工、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的除銹、焊接完成。3．1．1箱型柱制作工藝鋼板拼接由于每段柱高在12米以下，為保證下料后鋼板的直線度，首先將兩塊鋼板拼接。鋼板兩端開坡口。坡口尺寸如圖。40-6040-60°0-2劃線下料按排料圖劃線，劃線寬度方向留余量3mm，長(zhǎng)度方向留余量50mm。中間隔板劃線不留余量。揮長(zhǎng)度方向沿劃株線每?jī)?chǔ)隔來5賄m脖鉆市Φ顛8辨mm調(diào)孔。怪用兩臺(tái)半自動(dòng)繼切割機(jī)（或雙認(rèn)頭）沿劃線中像心同時(shí)切割，晴每奮隔抬5庫米駛留鬧100凡mm院不切割，待冷雙卻后再切割。3)組裝焊接肚用地H穗型鋼作臨時(shí)組霸裝平臺(tái)，組裝板前用水準(zhǔn)儀將任平臺(tái)找平并底將劑H顏型墊實(shí)固定?？墼趦筛拱迳蟿澠褰M裝線，組裝美焊接襯板（如擇圖）。蓋板定位焊襯板蓋板定位焊襯板項(xiàng)定位焊。在襯騾板內(nèi)側(cè)每趟隔似300端mm含焊何10-20盾mm笨焊縫。啄將一腹板與隔筋板組對(duì)，定位料焊。掘組對(duì)兩蓋板。雷定位焊。質(zhì)組裝腹板，定逗位焊。畜用三根同尺寸泰的箱體并排，臂并兩點(diǎn)焊。用志兩邊箱體作自凱動(dòng)焊機(jī)軌道用書。打底2填充1蓋面2打底1填充2蓋面1上下蓋板沿同一方向焊接引熄弧板示意圖9-14箱型梁焊接順序示意圖專焊接：用兩臺(tái)姥埋弧自動(dòng)焊沿腳同一方向焊接沃兩條焊縫。焊池縫兩端錄加卵100罰mm打底2填充1蓋面2打底1填充2蓋面1上下蓋板沿同一方向焊接引熄弧板示意圖9-14箱型梁焊接順序示意圖腿焊完一層后將瞞箱體翻身，焊叛接另一面兩條另焊縫。焊接方饞法同上。待焊艷接完畢后再翻份身施焊另一面系兩條焊縫。準(zhǔn)焊接完畢，即卵將引熄弧板在棍離母智材唯5m外m學(xué)處切斷，并用糊砂輪機(jī)修磨平嗓整，切不可用腰錘擊落；并修是磨后的切割面癢進(jìn)行檢查。組焊縫無損檢測(cè)悲，使用超聲波斥探傷。探傷長(zhǎng)甜度為每條焊縫漲的婚20混%宴，棉按玩JB1134管5可的規(guī)定不低啦于匠Ⅱ斑級(jí)。英3沸．津1宏．綠2鞏、梁及連接板晚加工及組焊1)下料荒型鋼采用型鋼待切割機(jī)下料，往鋼板采用半自銅動(dòng)切割機(jī)下色料節(jié),辯下料后應(yīng)進(jìn)行襲清渣修磨，編禍號(hào)歸類放置斥；每2）鉆孔贈(zèng)先在構(gòu)件上用吊劃針和鋼尺劃災(zāi)出孔的中心和獸直徑，摟滔（種90棟°至位置）打四只作沖孔，鉆孔后酷檢查；惑3沖）高強(qiáng)度螺栓傅摩擦面處理切噴砂處理高強(qiáng)罰度螺栓摩擦面犁的表面粗糙度枝：噴砂壓力芹約抹6Kg/cm秧2嗓，石英砂的粒駛度報(bào)1.族5秒∽從4m索m飾，加工后的鋼鞠材表面呈現(xiàn)灰色白色；幼用電動(dòng)砂輪機(jī)遇打磨鋼板的表瘡面，砂輪打磨樓的方向與受力腦方向垂直，打聽磨范圍不應(yīng)小快于洪4爭(zhēng)倍螺栓直徑，傭打磨時(shí)不應(yīng)在網(wǎng)鋼材表面磨出徑明顯的凹坑；恥3畝．閑2燈鋼結(jié)構(gòu)安裝予3束．版2勺．卡1假箱型柱安裝：纏箱型柱在實(shí)際壯施工過程中按踐照材料采購(gòu)、雜加工、運(yùn)輸、廉吊裝、連接（翻加固）工藝完侵成。旋所有鋼結(jié)構(gòu)制被品，在刷防銹騾油漆前，必須芝將構(gòu)件表面的刮毛刺、鐵銹、聞?dòng)臀奂案街镎f清除干凈。手弄工除銹達(dá)寫到閘St疊2咐，機(jī)械除銹達(dá)毒到脈Sa課2真。核本工程四層以期下牛裙樓立柱歲為企4涼8飽根，主樓立柱伍為阿3請(qǐng)7透根。立柱單根基最術(shù)短駁4.揭5甲米，最講長(zhǎng)南12.泄5犬米。截面形狀常為箱形。單根哈立柱最大設(shè)計(jì)祝重量此為乏3.纏5雀噸，最小設(shè)計(jì)翁重量灑為奉1.8粘8杯噸。剪力墻框致架立柱郵為讓150*15蜜0器H闖型鋼。吊裝順踩序采用由中心尖向四周擴(kuò)展的夢(mèng)原則，以保證拳安裝過程中框造架的對(duì)稱性和模穩(wěn)定性。立柱朗安裝頓吊裝采邊用短QTZ-8太0封型塔式起重機(jī)陶，利用柱頂臨壯時(shí)設(shè)計(jì)連接耳屬板為吊裝吊點(diǎn)住進(jìn)行吊裝。立羨柱連接采用臨菠時(shí)連接板和臨笛時(shí)螺栓進(jìn)行連及接，形成穩(wěn)定直的單元框架后揚(yáng)調(diào)整焊接棍及叨U黑T慕檢測(cè)。非3詠．確2頸．泄2殖鋼梁安裝喚鋼梁的安裝分吐主梁、次梁和休外挑梁的安裝誰；主梁材質(zhì)塞為脖Q345壩B色軋啟制仔H至型鋼。主梁在賴立柱形成單元紅后采用捆綁串刮吊施工，根據(jù)負(fù)該工程的設(shè)計(jì)焰特點(diǎn)吊裝數(shù)女量煤2~詠4吉根；次梁和剪煌力墻框架梁由裁于空間和接點(diǎn)汁的實(shí)際情況，煌一般采用單根著吊裝。脈3休．灣2椅．胸3超驢高強(qiáng)螺栓安裝顧高強(qiáng)螺栓是目賠前建筑鋼結(jié)構(gòu)您最先進(jìn)的連接價(jià)方法之一。它炭的特點(diǎn)是施工窩方便，可拆可妖換，傳力均勻臘。根據(jù)本工程桿的設(shè)計(jì)方案高監(jiān)強(qiáng)螺栓采用摩話擦型連接。緊浙固辦法采用專戰(zhàn)用棘輪扳手和父扭矩扳手經(jīng)初向擰和終擰完成派。飼3撒．救2陪．怎4府伏.纖栓釘焊接栓釘唐焊接是高層鋼咱結(jié)構(gòu)施工中不悟可缺少的一個(gè)記環(huán)節(jié)，常見的哨栓釘焊接分為笛直接焊接在鋼議梁上和穿過壓兆型鋼板后焊接靠在鋼梁上兩種粗方式。本工程可采用直接焊接伍在鋼梁上。躁3羊．幻3肅混凝土施工暢本工程中混凝英土部分主要是袋核心筒筒壁和沙現(xiàn)澆混凝土樓臘面兩個(gè)部分。妥混凝土的運(yùn)輸扯。荷混凝土豎向運(yùn)蠢輸主要通過砼龜泵泵送。誦樓面模板支撐伴方案，根據(jù)本糊工程的結(jié)構(gòu)特且點(diǎn)，利櫻用犧H射型梁下翼緣支暮撐小規(guī)刮格派H渠型鋼，微在甩H生型鋼上鋪設(shè)竹堪膠板、鋼筋。腰箱型柱內(nèi)澆混另凝土采用頂升踏法，利用混凝狀土泵的壓力將歌混凝土由下向春上壓入箱型柱眠。在混凝土頂目升前，會(huì)同設(shè)堵計(jì)方對(duì)頂升入就口處的管壁進(jìn)湊行詳細(xì)、嚴(yán)格瞇的強(qiáng)度驗(yàn)算，讓確保頂升壓力老在要求的強(qiáng)度駕范圍內(nèi)，同時(shí)樹在柱下部側(cè)壁摧安裝特種壓力劑表，隨時(shí)觀測(cè)像柱內(nèi)混凝土的燙壓強(qiáng)變化。另的外，對(duì)頂升用將混凝土的配合耽比要嚴(yán)格要求優(yōu)，保證混凝土鐮的坍落度不小瓜于迅200M喝M孤。頸3媽．態(tài)4抹外墻板安裝氧外墻板采用南眉京旭建徒產(chǎn)喂175M透M進(jìn)厚沒度怖AL矩C思板。該板材全辯部采用工廠化涉加工，運(yùn)輸?shù)绞卢F(xiàn)場(chǎng)吊裝，吊索裝設(shè)備為塔吊梁。外墻墻板共糧計(jì)墊約竹978殺0守塊，其限中澆T斑U委平思板扒460傍0清多塊副，酷T血U烏藝術(shù)集板梨518滲0棒塊。按照廠家叢提供圖集施工賤，由墻板內(nèi)側(cè)進(jìn)膨脹螺栓固定辦在樓面的通長(zhǎng)管角鋼會(huì)和脈AL敞C振板上的專用聯(lián)租結(jié)桿連接，縫途隙用嵌縫砂漿香和密封膠密封紅。于床連接處籠在窗四周另加冰角鋼。頓3帆．炸5啊內(nèi)墻板安裝犧內(nèi)墻板均采用胡南京燦產(chǎn)姑C接型厲12向5例厚傷度少AL如C什板。工廠化生方產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝醬。施工工藝簡(jiǎn)旋單，不受天氣剪等情況的制約雕。內(nèi)墻的安裝歷基本與外墻類防似。衛(wèi)生間、有廚房等部位的絨墻板采用特通殊研PV飛C伸密封膠。梁4繼、主要的技術(shù)蕩成果腔1蠅)找、箱型砼柱惜箱型柱－砼柱抵是在箱型柱內(nèi)搬灌注高強(qiáng)度種（暗C5占0釀）等級(jí)砼，在憶箱型柱中間內(nèi)牌部加隔板支撐茶，形成兩種材藥料相輔相成共它同工作的機(jī)理擊，解決了在荷千載作用下，強(qiáng)痕度尚未達(dá)到極渣限時(shí)率先發(fā)生璃變形過大的問業(yè)題。它具有承凱載力高、抗震桿性能好、施工某簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)，亮一般每四層（弦每節(jié)續(xù)長(zhǎng)絡(luò)1表2眉米左右）為一弱個(gè)制作安裝單急元，整根鋼管帶柱一次吊裝就葵位，為主體結(jié)瘋構(gòu)安裝創(chuàng)造了椅流水作業(yè)的條摘件。箱型柱－汪砼外包防火板遣后，鋼管混凝汗土柱耐火極限繪大于三小時(shí)，飛滿足高層建筑宵的防火要求。究箱型益柱夏—員砼柱截面圖：蔑豆坡口焊縫啟C50塞混凝土秩拘Q345釀B解型鋼板絮H況型梁的加工，光栓釘?shù)暮附?，旺采用合理的工涉藝，盡量減少譜由于焊接產(chǎn)生訴的殘余應(yīng)力，逐并采用合理的映手段校正誤差梯。釀高強(qiáng)螺栓的型陪號(hào)，惠高強(qiáng)螺栓的接悠觸面要求先用涼砂輪打磨，打如磨方向與構(gòu)件博受力方向垂直市，安裝時(shí)用鋼嫌絲刷清除浮銹去，并根據(jù)規(guī)范趙做摩擦面的抗冒滑移系數(shù)試驗(yàn)禍，要求抗滑移柳系數(shù)不得小漿于其0.3示5絹。2)、H型梁抖H丸型鋼梁均采用腔軋?zhí)钪茀蓬型鋼，其變形相能力強(qiáng)，抗震哨性能好，承載僻力高桂。蔽H單型鋼梁外刷防削腐漆、外包防交火板，解決了泉鋼結(jié)構(gòu)的防腐裕、防火問題。辣施工時(shí)鋼梁有棒較大的承載力攔，可大大節(jié)省惡模板工作量。寺所用梁均在工樸廠加工，后運(yùn)津輸?shù)娇h現(xiàn)場(chǎng)吊址裝，大大減少援了現(xiàn)場(chǎng)的工作寧量，縮短了工寺程工期。蓮3醋)飯、抗側(cè)力支撐魄砼筒結(jié)構(gòu)遣電梯、樓梯位餃置形成鋼筋混她凝土核心筒，首作為剪力墻抗厚側(cè)力支撐，提東高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定旨性，對(duì)于優(yōu)化無抗側(cè)剛度，改幫善抗震性能起磨到了積極的作喬用?；?胖)械、現(xiàn)澆鋼筋混駕凝土樓蓋努利用鋼框架梁設(shè)下翼緣作為支嫁模板材撐，上叛鋪竹膠板，再狐按設(shè)計(jì)鋪設(shè)鋼愿筋，澆難筑低C3歪0左混凝土。節(jié)省禽模板材，縮短奪施工工期。小脫型踐號(hào)君H蠟型鋼模板支撐淺詳圖：招譯傳擊概董戲側(cè)竹膠板栓釘鋼筋H型梁奔?jí)|章塊線荷生小型綢號(hào)憶H草型鋼胳5尾)鉆、節(jié)能型復(fù)合桌外墻板里墻板尤其是外貨墻板從某種意億義上講，它比趨結(jié)構(gòu)體系更為背重要。因?yàn)樽×ㄖ闹饕拦δ苁强客鈮Ρ姲鍖?shí)現(xiàn)的。工喂程采用的復(fù)合廟外墻板是列為們“蝴國(guó)家住宅建設(shè)挑推薦產(chǎn)婚品帆”羨的南京旭建蒸艷壓輕質(zhì)加氣混錢凝土酸（最A(yù)L換C察）板，該墻板湖由加氣混凝土錦與鋼筋龍骨組藏合而成。墻板辦工廠化預(yù)制生甲產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝言，基本取消了嘗濕作業(yè)。加工三尺寸精確，施搭工快速，簡(jiǎn)單或，大大縮短了嶺施工周期；由館于質(zhì)輕并有相秒當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可斗簡(jiǎn)化工程基礎(chǔ)捎；優(yōu)良的保溫拍性能可減少墻評(píng)身厚度，增大士建筑的使用面左積。同時(shí)在地乒震中大大降低修建筑的破壞程繩度，減少災(zāi)害默造成的損失。嫌墻板板縫的抗莖滲、墻板的防拴火也都滿足國(guó)聲家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的虹要求。染AL坐C極板的主要性能秩：沃1廊、輕質(zhì)：比重殿為添0.隨5基，為混凝土只的床1/真5柔，空心磚疑的瓜1/蠟3卵。減輕建筑的羅自重，減少了聰經(jīng)濟(jì)投入，提口高了施工質(zhì)量胸。抓2套、隔熱性：導(dǎo)犬熱系數(shù)為滿：改0婦.季11W/員m·k河。澇3絡(luò)、耐火性：耐僵火極限達(dá)桶到柄4愚小時(shí)。戲4禽、隔音性：有精隔音與吸音雙丙重性能。嚷5岡、承載能力和傘抗震性能優(yōu)越廟。栗6助、綠色環(huán)保，殘無放射性?？覣L眼C排板的施工安裝枝便捷，板材完丹全機(jī)械化生產(chǎn)野，精度高，可參按現(xiàn)場(chǎng)需要切血割成任何形狀刃，施工工藝簡(jiǎn)痛單，勞動(dòng)強(qiáng)度幸低，解決了傳獅統(tǒng)的砌塊施工削中的一系列施坐工質(zhì)量問題，勺施工工期可可朝縮短三分之一慰，大大提高了主施工效率。值6駐)做、高層住宅鋼倡結(jié)構(gòu)體系節(jié)能禁采暖方式的研啞究；江節(jié)能住宅在大瞧的方面上能夠圓節(jié)約能源，保形護(hù)環(huán)境；在小筑的方面上可以巴為業(yè)主節(jié)省生景活成本。據(jù)有梨關(guān)調(diào)查表明：蝶隨著人們對(duì)節(jié)群能住宅的認(rèn)識(shí)吼，有超過七成侍的人愿意購(gòu)買臺(tái)節(jié)能住宅。因杰此在本工程中晨，也充分考慮弊了節(jié)能技術(shù)的禽應(yīng)用：瞧首先，在設(shè)計(jì)躍上充分減少建很筑墻體、屋面?zhèn)?、窗體等部位滑的熱傳導(dǎo)。采候用惠建筑低能耗圍滿護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地方案，使用瓦新型低能耗的益圍護(hù)礙材料床。一至三層裙限房外墻墻體采之用搶20估0馬厚加氣混凝土遞砌塊，四層及閣以上住宅外墻怕采漁用撿175M境M星厚節(jié)能墻板。什新建屋面在防翁水卷材上鋪設(shè)狀膨脹珍珠巖，險(xiǎn)增加了屋面的賠保溫效果。外規(guī)窗除裙房辦公崖區(qū)安裝無框落喘地玻璃外，其戴他均采戴用通PV鉤C債系列塑鋼窗，順其物理性能達(dá)輸?shù)较礎(chǔ)針類，中空玻璃鐮內(nèi)腔氣體層厚哄度不小伯于超12M柄M運(yùn)。熱水系統(tǒng)采雜用太陽能集中超供熱系統(tǒng)。減頃少投資，同時(shí)興保護(hù)了環(huán)境。仿本工程的采暖洲除裙房部分外貪均為電暖采暖慰方式，踢腳線爸安裝型瑪克爾翻智能溫控電暖葬氣。電采暖的茂特點(diǎn)是：環(huán)保缸無噪音、無污予染，不產(chǎn)生廢剛氣，同時(shí)熱效矛率高，熱轉(zhuǎn)化劍率能達(dá)疊到留99康%座。壩其次在建材的扁采購(gòu)上，嚴(yán)格睬控制質(zhì)量，確蕩保嚴(yán)格按照設(shè)盜計(jì)要求使用建鬧材。捐環(huán)保節(jié)能在施榆工工藝上也充屬分考慮。本工刑程的鋼管混凝才土柱的澆筑，梨采用新型泵壓因頂升技術(shù)，很陽少振搗甚至不確用振搗，混凝廣土達(dá)到了設(shè)計(jì)頸要求，減少因雷振搗而引起的泊噪聲污染，同環(huán)時(shí)此工藝減少壽了混凝土的浪千費(fèi)，大大減少適了建筑垃圾的流產(chǎn)生；鋼結(jié)構(gòu)繼梁柱的采用，間減少了截面積刊，節(jié)省了模板熄材的使用，節(jié)懸省資源的同時(shí)怠保護(hù)了環(huán)境；宴墻板安裝采用肝焊接或螺栓連典接方式，在鋼界結(jié)構(gòu)柱和梁上拋焊接預(yù)埋件，密用專用連接鋼窩筋和鋼板（螺男栓）固定，與滿結(jié)構(gòu)梁或柱結(jié)輪合處縫隙專用窮密封膏密封。宗墻板安