廣東某超高層大廈鋼結構深化設計實施方案

1、鋼結構深化設計實施方案本工程鋼結構全高304.85m，總重量約15000噸。主樓鋼柱18根鋼管柱最大斷面為1400×25mm、約5500噸，28根H型鋼柱分節(jié)后最大凈重量17.5噸，單根鋼管柱是由許多根直線段組成的折線型，單根鋼梁最重是15.5噸。H型鋼采用Q345-B，鋼管采用Q345-B，預埋件采用Q235-B，連接件采用Q345，普通螺栓采用1.6-C級，高強螺栓采用10.9級。1.鋼結構深化設計包括的范圍和成果內容根據(jù)業(yè)主及設計院提供的資料，在不改變結構形式、結構布置、受力桿件、構件型號、材料種類、節(jié)點類型的前提下，對各節(jié)點（連接節(jié)點和支座節(jié)點）的細部尺寸、焊縫坡口尺寸、桿件

2、分段等進行了整棟大廈鋼結構部分的深化設計。1.1. 深化設計包括的范圍鋼結構深化設計的主要目的是將施工圖細化，以利于工廠加工及安裝。本工程深化設計的難點在于主樓部分空間漸變的鋼管混凝土柱、梁柱節(jié)點構造和桁架的深化以及屋頂造型鋼架的深化設計。本次深化設計進行了整個結構的三維整體模型結構的靜、動力分析，三維實體模型的建立，施工驗算和最不利工況下的節(jié)點強度驗算；勁性柱、圓管柱、鋼管混凝土柱柱腳的做法、柱子分段拼接、柱身的組裝焊縫、柱與梁連接節(jié)點域等的深化；主梁與柱的連接節(jié)點、主次梁的連接節(jié)點、鋼梁的組裝焊縫、鋼梁與混凝土剪力墻的連接節(jié)點等的深化；帶狀伸臂桁架與柱的連接節(jié)點、桁架與混凝土剪力墻的連接節(jié)

3、點、桁架弦桿腹桿相交節(jié)點域、桁架分段拼接、桁架桿件的組裝焊縫等的深化；支撐與梁的連接節(jié)點、支撐桿件的組裝焊縫等的深化；以及預埋件的連接節(jié)點、樓承板連接節(jié)點、樓面四周及樓面洞口邊模連接節(jié)點等等的深化。通過以上范圍的深化設計，進一步掌握了整個工程的結構特點、節(jié)點造型，解決了多根桿件空間相互交錯的難題；通過對整個結構的受力分析、驗算，對復雜節(jié)點的最不利工況強度的驗算，也進一步驗證了深化設計的安全性和合理性，確保了施工過程的安全可靠，確保了本工程質量和進度。1.2. 典型節(jié)點效果渲染圖1.2.1. 節(jié)點一：1.2.2. 節(jié)點二：1.2.3. 節(jié)點三：1.2.4. 節(jié)點四：1.2.5. 節(jié)點五：1.2.

4、6. 節(jié)點六：1.2.7. 節(jié)點七：1.2.8. 節(jié)點八：1.2.9. 節(jié)點九：1.2.10. 節(jié)點十：1.2.11. 節(jié)點十一：1.2.12. 節(jié)點十二：1.2.13. 節(jié)點十三：1.2.14. 節(jié)點十四：1.2.15. 節(jié)點十五：1.2.16. 樓層效果圖：2. 深化設計說明2.1. 如何理解深化設計的作用及要求1、深化設計作為工程設計與工程施工的橋梁，需要準確無誤地將設計圖轉化為直接供施工用的制造安裝圖紙，從鋼結構制造安裝角度完全代替了設計圖。2、進一步將設計規(guī)范、制造工藝和施工規(guī)范綜合貫穿到深化設計圖紙，提高了工程設計圖的適用性。3、按照規(guī)范規(guī)定及安全、經(jīng)濟的原則，從節(jié)點構造、構件的結

5、構布置、材質的控制等方面對設計進行合理優(yōu)化，使設計更加完善。4、與制作安裝密切結合，及時協(xié)助設計方解決設計及施工中的問題。2.1.1. 如何進行深化設計1、深化設計的質量保證措施1）、總則工程設計的三個環(huán)節(jié)質量控制，是保證設計質量的主要措施，質量保證體系最終體現(xiàn)在各級崗位責任制和三級審核上，在設計質量全過程中，始終貫徹“預防為主，防檢結合”的全面質量管理。2）、深化設計的基本管理接到中標通知書后，由公司領導或總工程師下達任務，并確定技術負責人和項目負責人，再由項目負責人確定審核人、校對人和設計人、制圖人，按照招標方要求修改已制定的深化設計計劃進度，以保證按期完成設計任務。3）、崗位責任制各級崗

6、位人員，都應在全面質量管理體制活動中處于受控狀態(tài)，按崗位責任制的規(guī)定，圍繞以質量為中心開展生產(chǎn)活動。4）、審圖制度堅持三審制度并填寫工程設計任務書和深化設計審圖記錄單。工程設計任務書包包含進度及質量產(chǎn)值評定。5）、圖紙質量與設計人的經(jīng)濟效益掛鉤，直接影響個人的經(jīng)濟收入。6）、出現(xiàn)質量問題的補救措施深化設計出現(xiàn)質量問題，不論問題發(fā)生在構件制作、安裝的哪道工序，我們承諾將在第一時間作出反應：組織技術力量會同各方及時解決具體問題，并對相關批次的圖紙重新進行審核，確認無誤后以書面形式把問題出現(xiàn)原因、解決方案、解決過程報告給相關各方。2、深化設計的技術手段和設計方法1）、公司擁有多種正版鋼結構計算及詳圖

7、設計軟件，如PKPM系列計算程序、3D3S、與清華大學共同編制的高層建筑結構空間彈塑性桿-層模型時程分析程序HBFA、芬蘭TEKLA OY公司的XSTEEL三維智能詳圖設計程序以及自行編寫開發(fā)的AUTO LISP程序等。2）、對于鋼框架支撐結構，由于結構框架可以按層高、軸線拆分成相對規(guī)則的平面體系，根據(jù)當前的實際情況，鋼結構的深化設計仍然按照各個加工廠所熟悉的平面放樣進行。3）、對于空間桁架結構、巨型桁架及復雜節(jié)點的深化設計，按照建筑軸線及層高要求依次進行單線空間建模和實體空間建模，并按構件受力性能劃分主次，使次要桿件被主要桿件裁切（減集），從而自動生成桿件端口的空間相交曲線，最后，將空間模型

8、中的每一個構件以及其連接板、加勁板從空間模型中“吊”出來，投影到各個視圖平面上，然后按照平面畫法進行標注、整理，形成深化設計圖。2.1.2. 深化設計技術說明1、工程概況本工程為東莞*建造開發(fā)有限公司的東莞*會館大廈鋼結構深化設計，本工程采用圓管柱、圓鋼管混凝土柱和鋼梁、鋼支撐以及帶有混凝土內筒的框筒結構體系。地下為四層，地上六十八層。2、本投標方案深化設計的側重點1）、本投標方案中鋼結構深化設計側重于節(jié)點設計，如柱腳節(jié)點、柱梁連接、柱拼接、柱梁與支撐連接、支撐節(jié)點（桁架節(jié)點）、梁梁連接、梁與混凝土墻或梁的連接，尤其是對梁與圓管混凝土柱的連接節(jié)點分別按照外加勁環(huán)和內加勁環(huán)兩種方式進行了設計。2

9、）、對屋頂桁架及中庭采光頂進行優(yōu)化設計，并給予合理化建議。3）、本投標方案鋼結構設計的原則及方法4）、本工程的深化設計采用平面放樣和空間建模相結合的方法來保證設計的精確度。5）、根據(jù)招標圖紙和相關規(guī)范、規(guī)程及建設部標準圖集，參考部分優(yōu)化設計的設計文件并結合我們以往工程的經(jīng)驗，進行了典型構件施工詳圖的繪制。深化圖紙經(jīng)過設計單位確認后達到工廠可以直接按圖加工的深度。3、在深化設計階段與主設計單位的配合1）、由于本工程規(guī)模較大，從招標文件中的圖紙資料深度看直接進入深化設計階段，將有許多節(jié)點需要設計單位確認。我們承諾，在中標后，將無償協(xié)助原設計單位共同完成鋼結構連接節(jié)點的優(yōu)化設計。2）、本工程鋼結構難

10、度及技術含量比較高，為保證結構安全經(jīng)濟，我們在中標后將從節(jié)點構造、構件布置、材質的控制等方面進行優(yōu)化考慮。3）、本公司將在深化階段將與設計單位密切配合，并就有關鋼結構工程的進一步完善提出一些設想、建議，以使本工程鋼結構深化設計盡量達到合理、安全、經(jīng)濟。4）、為使與施工圖設計單位協(xié)調配合更加方便有效，本公司設立專門聯(lián)系人，深化設計部主任為本工程的具體聯(lián)系人。4、本深化設計方案的依據(jù)：深圳市*設計有限公司結構設計文件東莞*建造開發(fā)有限公司的招標文件鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003高層民用建筑鋼結構技術規(guī)程JGJ99-98鋼結構制作安裝施工規(guī)程YB9254-95建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81

11、-2002鋼結構工程施工及驗收規(guī)范GB50205-95鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規(guī)程JGJ82-91鋼結構工程施工質量驗收規(guī)程GB50205-2001剛-混凝土組合樓蓋結構設計與施工規(guī)程YB9238-92多、高層民用建筑鋼結構節(jié)點構造詳圖01SG519建筑設計防火規(guī)范GBJ16-87（2001年版）普通碳素鋼技術條件GB700-88優(yōu)質碳素鋼結構技術條件BG699低合金結構技術條件GB1591-94合金結構鋼技術條件GB3077結構用無縫鋼管GB8162鋼結構用高強度大六角頭螺栓GB1228普通螺栓基本尺寸GB196鋼的化學分析試樣、取樣及成品化學成分允許偏差GB222鋼的力學及工

12、藝性能試驗取樣定GB2975焊條分類及型號編制方法GB980碳素焊條GB5117低合金鋼焊條GB5118焊接用鋼絲GB1300氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本型式與尺寸GB98埋弧焊焊縫坡口的基本型式與尺寸GB986鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級GB11545焊縫接頭機械性能試驗取樣法GB2649鋼熔化焊接接頭射線照和質量分級GB3323鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷JB1152網(wǎng)架結構工程質量檢驗評定標準KBK79-8-91涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級GB8923-88防腐標準ISO/EN12944美國鋼結構防護涂層協(xié)會標準SSPC鋼鐵結構構件防腐保護涂層應用指南BS5

13、493：1997網(wǎng)架設計與施工規(guī)程JGJ7915、材料要求1）、梁、柱鋼結構構件除注明外均采用Q345B鋼制造，其抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎試驗及碳硫磷的含量須符合GB1591-94的規(guī)定。Q235B鋼的抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎試驗及碳硫磷的含量須符合GB700-88的規(guī)定。對厚度大于等于40mm且承受沿板厚方向拉力的鋼板，鋼材的板厚方向截面收縮率不應小于國家標準厚度方向性能鋼板GB50313關于Z25級規(guī)定的容許值，材質為Q345GJZ。2）、錨栓采用Q345鋼制造，其抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎試驗及碳硫磷的含量須符合GB1594-94的規(guī)定。3）、本設計圖中的高強螺栓采用10

14、.9級高強螺栓，其型式與尺寸及技術條件應符合鋼結構用高強度大六角頭螺栓GB1228、鋼結構用高強度大六角螺母GB/T 1229、鋼結構用高強度墊圈GB/T 1230、鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術GB/T 1231、鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副GB/T 3632或鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副技術條件GB/T 3633等等的規(guī)定。4）、普通螺栓除注明者外均采用4.6級C級螺栓。所有普通螺栓在連接構件校正固定后應將絲扣打毛或與螺母點焊以防止松動。5）、栓釘采用圓柱頭焊釘(GB/T10433-1989)規(guī)定制成的栓釘，規(guī)格為16、19。6、焊接材料：1）、焊接接頭的焊縫坡口形式

15、按氣焊，手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸（GB985-88）和埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸（GB986-88）的要求選用。手工焊接：對于Q235鋼，采用E43系列焊條；對于Q345B鋼，采用E50系列焊條；對于Q235鋼和Q345B鋼的焊接，采用E43系列焊條。各種焊條應符合低合金鋼焊條(GB/T 5118-1995)或碳鋼焊條(GB/T5117-95)的要求。2）、自動焊接或半自動焊接時采用的焊絲和焊劑，應與主體金屬的強度相匹配,并符合現(xiàn)行標準熔化焊用鋼絲(GB/T 14957-1994)或氣體保護焊用鋼絲(GB/T 14958-1994)的規(guī)定。 7、焊接要求：所有對接焊縫

16、均為全熔透焊縫，焊縫質量等級為二級，受拉部分100%超聲波探傷；角焊縫質量等級為三級；相貫焊縫為組合焊縫。鋼結構焊縫的外觀檢查和超聲波探傷檢查應符合建筑鋼結構焊接規(guī)程(JGJ81-2001)的規(guī)定,對于焊縫缺陷的控制和處理,應附合國家標準鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級。鋼管結構中支管與主管之間的連接沿全周采用角焊縫，當支管管壁與主管管壁之間的夾角不小于120º的區(qū)域采用對接焊縫或帶坡口的角焊縫.角焊縫高度不大于較薄管壁的2倍。焊接H形柱和十字形鋼骨柱，在框架梁的上、下各500mm范圍內，柱在工地的接頭上、下側各150mm范圍內，截面組裝焊縫采用全熔透焊縫。焊接支撐桿件的翼緣與

17、腹板采用坡口全熔透焊縫。焊接圓管柱的焊縫均為全熔透對接焊縫。鋼管坡口端應與管軸線嚴格垂直，卷管方向應與鋼板壓延方向一致，且鋼管內不得有油漬等污物。對接焊接過程中出現(xiàn)的微裂紋,應全部鏟除重焊。同時可在管內接縫處設附加襯管，其寬度為20mm，厚為3mm，與管內壁保持0.5mm的膨脹間隙。柱腳鋼管的端頭必須用封頭板封固。8、高強螺栓施工要求如下：1）、采用高強螺栓連接處，連接面采用拋丸處理,貼合面采用噴砂處理，摩擦面的抗滑移系數(shù)符合施工圖要求。鋼板之間貼合摩擦面內不許涂刷油漆或被沾污，高強螺栓連接施工應滿足鋼結構高強螺栓連接的設計，施工及驗收規(guī)程（JGJ82-91）的要求2）、為了使部件緊密的結合的

18、貼合達到設計要求的摩擦力，貼合面上嚴禁有電焊、氣焊、氣割、濺點、毛刺、飛邊、塵土及油漆等不潔物質。3）、在螺栓的上下接觸面處，如有1/10 以上的斜度時，應采用斜墊圈墊平。4）、安裝前，將螺栓和螺母配套，并在螺母里涂少許礦物油，以減少摩擦力，但切勿沾在螺栓桿上以免滲入母材接觸表面，并注意切勿使螺栓頭、墊圈及母材接觸面沾有油污。5）、高強螺栓施工完成后，即在連接板縫、螺栓頭、螺母和墊圈周圍涂防腐膩子封閉。9、栓釘：鋼框架梁、次梁上指定部位需在澆灌混凝土前焊抗剪栓釘，其布置如下：1）、梁寬500時，采用 3 排,直徑 19間距250mm，h=75mm ； 2）、梁寬300時，采用 2 排,直徑 1

19、6間距250mm，h=75mm ；3）、梁寬300時，采用 1 排,直徑 16間距200mm，h=75mm ；剪力釘?shù)牟贾脧闹?00mm起設置，含節(jié)點環(huán)板。10、連接：交叉桿支撐與框架柱的連接采用帶轉換的連接，單斜桿支撐和偏心支撐與框架柱的連接采用不帶轉換的連接。梁、柱構件的連接，除注明外均見國標多、高層民用建筑鋼結構節(jié)點構造詳圖01GG519。除圖中注明外，梁與柱剛接時，采用全熔透坡口焊縫連接梁與柱；梁與柱鉸接時，采用磨擦型高強螺栓連接梁腹板與柱;采用全熔透坡口焊縫連接懸臂梁段與柱。焊接連接及其焊縫質量要求，應符合建筑鋼結構焊接技術規(guī)程JGJ81-2002及鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范的規(guī)定

20、GB50205-2001。采用全熔透焊接時，應采用碳弧氣刨的清根方法；對30mm以上厚板在焊接前,對母材焊道中心線兩側各2倍板厚加30mm的區(qū)域內進行超聲波探傷檢查。鋼梁腹板開洞的條件和補強做法按設計要求執(zhí)行。樓板開洞根據(jù)其它專業(yè)的要求開設。11、鋼結構制作：1）、鋼構件在工廠制作時,應采用自動或半自動埋弧焊。焊條的采用應滿足鋼結構有關規(guī)范、規(guī)定的要求。2）、所有鋼結構構件在制作前需按1:1比例放樣，若發(fā)現(xiàn)圖紙尺寸有誤或連接節(jié)點處理不當，應及時與設計人員聯(lián)系解決。鋼結構的放樣、號料、切割、組裝、焊接、除銹、涂層及構件驗收必須嚴格執(zhí)行鋼結構工程施工及驗收規(guī)范(GB 50205-2001)。3）、

21、構件的工廠接頭要求除按圖中已注明的外，應符合下列情況：Ø 接頭設置在受力較小的地方；Ø 拼接接頭，翼緣板和腹板的拼接均應錯開，不得拼接在同一斷面上，錯開的距離應200。Ø 鋼構件放樣和號料時所涉及到的柱彈性壓縮量,由制作廠和設計者協(xié)商確定。4）、焊接梁翼緣板的邊緣應沿全長進行刨邊，當采用自動切割時，可局部修整。12、鋼結構安裝：1）、為保證安裝質量和施工順利進行，要求結構在制作廠進行單元預拼裝。2）、構件運輸過程中要妥善綁扎，以防止變形和損傷。3）、結構吊裝時，應采取適當措施，防止產(chǎn)生過大的彎扭變形。4）、當結構就位完畢后，應及時安裝支撐和其他連系構件，保證結構的

22、穩(wěn)定性。5）、施工單位可選用合適的吊裝方案，將有關構件組合成安裝單元，在地面進行現(xiàn)場焊接組裝后整體吊裝，以減少高空現(xiàn)場焊接量。6）、在混凝土樓板澆灌前，鋼管柱內的混凝土應澆灌完畢，并達到規(guī)定的養(yǎng)護期。7）、梁柱接頭的焊接，可先焊一節(jié)柱的頂層梁，再從下往上焊各層梁柱的接頭。8）、構件接頭的焊接順序，平面上從中部對稱地向四周擴展.構件的安裝順序，平面上從中間向四周擴展，豎向從下向上安裝。9）、一節(jié)柱及該節(jié)各層梁均安裝完畢后，可安裝上一層柱并同時自下而上澆注下節(jié)柱各層的混凝土樓板。安裝過程中，未澆注混凝土樓板的鋼結構層數(shù)不得超過五層。10）、若兩個結構單元之間有連廊相連，連廊鋼結構可同其兩側同時安裝

23、但連廊樓屋面混凝土板須待兩側同層混凝土樓板澆注30天后方可施工。11）、所有上部系統(tǒng)構件的吊裝，必須在下部系統(tǒng)結構就位、校正并安裝支撐構件后方能進行。13、鋼結構的除銹、涂裝及防火要求：1）、所有鋼結構構件在涂刷防銹蝕涂料前，必須將構件表面的毛刺鐵銹、油污及附著物清除干凈，使鋼材的表面露出銀灰色。除銹方法采用噴砂（或拋丸）除銹，除銹質量等級要求達到Sa2.5級標準（GB892388）。2）、經(jīng)除銹后的鋼材表面在檢查合格后，于當日進行第一道底漆涂裝，底漆共兩道。底漆類型應與除銹等級及面漆（或防火涂料）相匹配。鋼結構的防火應符合國家標準建筑設計防火規(guī)范GBJ16 和 高層民用建筑設計防火規(guī)范GB5

24、0045-9514、所有鋼結構構件應經(jīng)常進行檢查、觀測與維修,并制定保證合理使用年限的定期維修、保養(yǎng)方案。2.2. 深化設計的成果內容2.2.1. 典型節(jié)點的計算分析1、典型節(jié)點1：節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖2、典型節(jié)點2 節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖3、典型節(jié)點3節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點

25、第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖4、典型節(jié)點4節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖5、典型節(jié)點5節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖6、典型節(jié)點6節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises

26、應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖7、典型節(jié)點7節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖8、典型節(jié)點8節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖9、典型節(jié)點9 節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點

27、局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖節(jié)點位移云圖10、典型節(jié)點10節(jié)點有限元分析模型節(jié)點第一主應力云圖節(jié)點第三主應力云圖節(jié)點Von mises應力云圖節(jié)點局部第一主應力云圖節(jié)點局部第三主應力云圖節(jié)點局部Von mises應力云圖圖8 節(jié)點位移云圖2.2.2. 焊接應力和焊接變形的控制1、高層建筑鋼結構對厚度不小于40mm，且承受板厚方向拉力的構件，采用符合國家標準厚度方向性能的鋼板GB 5313規(guī)定的鋼板外，在制作上應采取以下措施: 焊件厚度大于20mm的角接接頭焊縫，應采用焊縫收縮時不易引起層狀撕裂的構造措施；焊接前對焊道中心線兩側各2倍板厚加30mm區(qū)域內進行超聲波探傷檢查

28、，母材中不得有裂縫夾層或分層等缺陷；嚴格控制焊接順序,盡可能減小垂直板面方向的拉力；采用低氫型焊條施焊,必要時可極用超低氫型焊條；焊前預熱和必要的焊后熱處理。（見下圖）易裂構造改正的構造易裂構造改正的構造2、鋼管柱柱的焊接1）、采用單邊V型45°坡口，留根6mm間隙，帶墊板，其接頭型式見圖示，焊接位置為橫焊。2）、采用焊條手工電弧焊或CO2氣體保護焊3）、板厚25mm板，焊前應預熱60，焊接過程應連續(xù)，但應控制層間溫度230，但有預熱要求時，還不應低于預熱溫度。4）、焊接時，應分三段且有3名焊工進行對稱焊接，如采用分段退焊法，則將焊后的焊接內應力分布帶來好處。5）、打底焊時應控制好焊

29、肉厚度4mm，但不應6mm.6）、各層的焊道接頭應錯開。7）、采用偏小的焊接電流（也即偏小的熱輸入）多層多道焊，必要時對焊縫進行錘擊，但打底焊與蓋面焊縫除外。8）、蓋面焊縫應注意搭接寬，正確做法其搭接寬應為焊道寬的1/31/2，這樣可基本消除搭接凹面，且可獲得較美觀的焊縫外觀成形，另外還需注意焊縫寬度，主要是控制好兩側的母材覆蓋量為每側24mm。3、鋼管柱與外環(huán)板、牛腿腹板等的焊接1）、鋼管柱與外環(huán)板的焊接采用單面V型坡口帶墊板的焊接方法，主要采用手工電弧焊或CO2焊。2）、預熱與控制層間等參照鋼管柱柱的焊接3）、焊接位置為全位置，分三段進行對稱焊接4）、腹板與鋼管柱的焊接，焊接坡口為K型，焊

30、接位置可選擇為平焊，單面焊后反面清根再焊滿坡口。4、梁與鋼管柱牛腿的焊接1）、先采用高強螺栓作定位固定，但應注意上下翼緣板的錯邊量。2）、上下翼緣板的焊接位置均為平焊，背面均帶墊板，上翼緣板的墊板通過工藝孔板固定，但其長度應比翼緣板寬+100mm，主要為設置引出弧板用，下翼緣板的墊板直接放在板的下方即可，但上面的工藝孔為焊接運條所用。3）、焊接順序：先焊下翼緣板對接焊縫，而后再焊上翼緣板對接焊縫，待焊縫探傷合格后再將高強螺栓完成終擰，這樣有利梁的起拱。5、減少焊接應力與焊接變形的焊接有效工藝措施1）、采用偏小熱輸入的手工電弧焊與CO2氣體保護焊，焊后熱影響區(qū)窄，焊接變形小。2）、采用多層多道焊

31、，適當輔以錘擊，（打底焊與蓋面焊除外）可以減小焊接應力與變形，另外，有利于焊接應力更均勻地分布。3）、選用合理的焊接順序，在環(huán)焊縫大于1m直徑時宜采用分段焊，一般分為三段叫合適，并采用3名焊工對稱分段倒退焊，焊后焊接應力的分布較均勻，呈分散分布。4）、在同一層面如有較多的柱梁相焊，應采取由中央向四周散開的焊接順序，以減少焊接拘束應力，其二采用多名焊工成對地進行對稱焊接。5）、焊接結束可對表面做適當修飾性的打磨，一則去除淬硬層，二則通過打磨振動促使焊接應力重新調整，有利于應力峰值降低。同時又可起到改善焊縫外觀的作用6）、對主要受力焊縫采用超聲波沖擊振動，此方法已成功應用于廣州新電視塔等工程鋼結構

32、中。其沖擊的效果a、表層形成一個壓應力薄層，從而促使原先的應力分布進行重新調整，b、由超聲波“振動時效”的作用，對焊縫產(chǎn)生一定的消應力效果，一般可達到消應力效果大于20%。6、焊接質量控制要點1）、焊接過程中設置焊絲對中裝置，確保焊接位置，保證熔池中心在焊縫的中心線上，消除因焊接位置不對稱而產(chǎn)生的變形。2）、電弧引弧必須在引弧板上引弧，并在進入焊縫之前調整好焊接參數(shù)和焊接狀態(tài)。熄弧時將電弧引入熄弧板上，熄滅電弧，避免引弧和熄弧而引起裂紋等缺陷。3）、翻身焊時，必須進行嚴格清根處理。采用碳弧氣刨對焊縫進行清根氣刨，氣刨留下碳晶粒必須用砂輪打磨機打磨干凈，直至露出金屬光澤后，再進行焊接。4）、焊后

33、及時進行后熱和保溫措施。消除或減少殘余應力，是防止層狀撕裂，減少焊接變形的關鍵。焊接完成后，用大功率火焰槍或陶瓷加熱器對焊縫兩側150mm范圍內均勻加熱至250300，然后用石棉等材料圍裹保溫，待冷至常溫撤除。5）、焊后24小時方可進行超聲波無損檢測。焊接質量等級必須達到設計要求。對H型鋼焊縫超聲波探傷時，還應注意對兩側焊趾以及焊道成層下母材內部缺陷的檢查。2.2.3. 典型節(jié)點的深化設計詳圖1、典型節(jié)點的深化設計詳圖（另詳5.7節(jié)附圖）2、柱構件的深化設計詳圖（另詳5.7節(jié)附圖）3、梁構件的深化設計詳圖（另詳5.7節(jié)附圖）4、樓屋頂造型鋼架的深化設計詳圖（另詳5.7節(jié)附圖）2.3. 合理化建

34、議1、本工程中鋼管混凝土柱與鋼梁的連接九層以上大都采用內環(huán)板，外挑牛腿與鋼梁的連接形式，同時對于柱上兩邊不等高鋼梁采用加腋的形式，這對于焊接H型鋼梁沒問題，但對于熱軋型鋼梁的加腋比較難加工，經(jīng)過我們的討論，建議采用以下的方式連接：鋼梁不做加腋，將從柱邊挑出的牛腿做成變坡的形式（1：3），這種形式的連接做法簡單，傳力明確（詳見所附典型節(jié)點詳圖）。2、施工圖上鋼管混凝土柱的外側的梁，如GL2、GL4等，均是連接到柱外挑牛腿上，由于這些梁本身外挑尺寸較小，建議采用柱上外挑牛腿代替該梁，牛腿截面與原鋼梁截面相近，這樣可以節(jié)省一定的工程量和工程造價。3、主樓屋頂燈箱結構新穎，經(jīng)濟合理，從用鋼量角度考慮此

35、結構設計較為合理。但對于高層結構的裝飾結構來講，不能忽略對其進行風洞試驗或進行數(shù)值風洞CFD的分析研究，合理評價結構的抗風安全性能。此結構在重要節(jié)點上尤其在主桿（支撐柱）的位置有明顯的折彎，且折彎的角度明顯，使得加工難度增大，影響工程質量、安全。因此建議設計人員仔細考慮此處節(jié)點的處理。4、對于預埋件的T型鋼連接件的連接焊縫建議：對于板厚16mm的板采用雙面剖口對接焊縫；而對于板厚<16mm采用單面剖口的對接焊縫或者雙面角焊縫，這樣能夠有效的減少板件的焊接變形，保證加工精度。2.4. 擬投入的設計人員安排序號姓名年齡職稱擬在本項目任職經(jīng)歷及業(yè)績簡介12345678910113. 鋼結構深化

36、設計的總體思路本著對工程負責的態(tài)度，再結合招標文件的精神，對整個結構進行了深化設計和典型節(jié)點驗算。根據(jù)業(yè)主及設計院提供的資料，在不改變結構形式、結構布置、構件型號、材料種類、節(jié)點類型的前提下，對各節(jié)點的細部尺寸、焊縫坡口、桿件分段等進行深化設計。通過深化設計，可以得到各零部件的詳細規(guī)格、尺寸、分段長度、拼裝位置；通過深化設計，可以對各桿件進行編號、分類，列出材料清單，繪出拼裝詳圖；通過深化設計,可以選擇合理、科學的節(jié)點拼裝順序、各連接部位的焊縫坡口形式，在滿足結構安全的前提下，采用既經(jīng)濟，又合理、科學的生產(chǎn)加工工藝，保質保量的完成工程任務。鋼結構深化設計流程圖見下圖總之，深化設計是對設計院的施

37、工圖紙的有力補充。在滿足設計安全、建筑外觀造型的前提下，通過聯(lián)系實際加工工藝，給出合理的加工方案，體現(xiàn)在深化設計中，讓設計人員能更加了解工程的實際情況，同時，也可以保證后面工序的順利進行，圓滿完成工程任務。3.1. 鋼結構深化設計流程圖熟悉規(guī)范、標準熟悉施工圖編制設計準則節(jié) 點 設 計校 對審 核設 計 確 認修 改編制施工詳圖準則施工詳圖設計校 對審 核設 計 確 認修 改發(fā)送加工廠4. 鋼結構深化設計工作進度計劃工作進度是每一項工程能夠順利完成的總體規(guī)劃，是保證工程進度的標尺。在我們設計人員反復討論，反復比較之后給出了下面一套最優(yōu)的進度計劃。具體計劃詳附圖5.4東莞*大廈鋼結構深化設計進度

38、計劃（附后頁）。5. 鋼結構深化設計程序及工作方案5.1. 鋼結構設計程序介紹及選用5.1.1. 鋼結構設計程序的介紹深化設計驗算過程中，根據(jù)業(yè)主及設計院提供的資料，采用了芬蘭TEKLA OY公司的XSTEEL三維智能詳圖設計程序加工軟件，對構件進行下料加工。而軟件的可靠度與否，直接關系到驗算結果和加工結果的精度，因此，先對可選用的軟件進行逐一的介紹：1、MIDAS（6.91版）通用結構有限元分析設計軟件MIDAS空間網(wǎng)格結構分析設計軟件是由國外著名大學開發(fā)，運用先進的計算機技術、結合空間結構專業(yè)技術，研制開發(fā)的實用性很強的計算機輔助設計系統(tǒng)，它是一套融合CAD圖形處理、分析計算、優(yōu)化設計、計

39、算機出設計施工圖及機械加工圖等功能的大型集成系統(tǒng)，具有自主開發(fā)的專業(yè)圖形處理平臺，具有自動編號、自動導荷功能，能處理各種復雜的網(wǎng)格結構形式、約束和荷載條件，進行桿件自動優(yōu)化設計、螺栓球、焊接球和相貫節(jié)點等的設計。MIDAS系統(tǒng)適用于空間網(wǎng)架、空間剛架、網(wǎng)殼、組合網(wǎng)格結構、預應力網(wǎng)格結構、斜拉網(wǎng)格結構、鋼管桁架結構、鋼筋混凝土空腹網(wǎng)格及高聳塔架等分析計算。2、MSTCAD空間網(wǎng)格結構分析設計軟件MSTCAD空間網(wǎng)格結構分析設計軟件是由國內著名大學開發(fā)，運用先進的計算機技術、結合空間結構專業(yè)技術，研制開發(fā)的實用性很強的計算機輔助設計系統(tǒng)，它是一套融合CAD圖形處理、分析計算、優(yōu)化設計、計算機出設計

40、施工圖及機械加工圖等功能的大型集成系統(tǒng)，具有自主開發(fā)的專業(yè)圖形處理平臺，具有自動編號、自動導荷功能，能處理各種復雜的網(wǎng)格結構形式、約束和荷載條件，進行桿件自動優(yōu)化設計、螺栓球、焊接球和相貫節(jié)點等的設計。MSTCAD系統(tǒng)適用于空間網(wǎng)架、空間剛架、網(wǎng)殼、組合網(wǎng)格結構、預應力網(wǎng)格結構、斜拉網(wǎng)格結構、鋼管桁架結構、鋼筋混凝土空腹網(wǎng)格及高聳塔架等分析計算。軟件具有自主版權，已為全國上千家設計、施工單位服務。3、3D3S空間鋼結構系統(tǒng)CAD軟件3D3S 鋼結構CAD軟件是國內著名大學獨立開發(fā)的一套建筑鋼結構CAD軟件，這套軟件主要是面向工業(yè)、民用建筑設計院、鋼結構設計制作企業(yè)、膜結構設計企業(yè)、幕墻制作企業(yè)

41、、建筑科學研究單位、高等院校等單位。目前3D3S的用戶已經(jīng)基本覆蓋了從事鋼結構設計的專業(yè)設計院和國內知名鋼結構企業(yè)。 針對門式剛架、框架、空間桁架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼、高層、塔架、平面屋架，軟件能繪制結構布置圖、剛架施工圖、節(jié)點圖、構件加工圖、零件加工圖、材料表、報價等；基本模塊中隨帶獨立和條形基礎設計及施工詳圖、壓型鋼板設計、吊車梁設計、組合梁設計、鋼樓梯放樣等；建筑膜結構設計，包括膜材及支撐鋼結構整體找形、膜材下料裁剪及整體結構的受力分析等。4、通用有限元分析軟件ANSYSANSYS軟件是融結構、流體、電磁場、聲場和耦合場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。是世界上最大的有限元分析軟件之一，它能與

42、多數(shù)CAD軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中的高級CAD工具之一。 ANSYS軟件提供了一整套可擴展的、獨立運行的模塊，通過利用先進的非線性功能，可以對工程問題進行高目標的結構分析，例如幾何非線性、材料非線性、單元非線性、屈曲分析、動力分析、實體分析等，還可以精確模擬大型復雜結構的施工分析。5、tekla-xsteel 三維深化設計軟件這個公司是成立于1966年，是芬蘭最古老的軟件公司之一 。Tekla X-steel是一套鋼結構 3D 實體模型專業(yè)軟體，擁有整合 3D及2D之間的Database物件導向功能。主要功能：可自動產(chǎn)生 2D Shop drawing & BO

43、M (數(shù)量計算自動化、 電腦化)；提供完整的2D圖面編修功能；提供快速的動態(tài)收放功能；提供完整的組合干涉檢查功能 ；可提高工作效率及品質，減少人為的錯誤及check的時間；可適用于大型建筑物及廠房；提供多種 JOINT的建立及使用方式 。X-steel 可轉出 1:1 Small piece DXF 圖檔，配合自動排版及切割使用。這套專屬鋼結構設計的軟件X-steel，在各國均可見其影響力，臺灣工程設計公司已達到80%90%的使用率。其軟體最大特色是能把全部構件組合起來，在組合過程中就能發(fā)現(xiàn)一些問題點，這樣就可以事先排除問題因素，使安裝順利。X-steel另一功能就是能把所有建造的構件、螺栓、

44、板件、圖面等轉換成報表，業(yè)主在圖面整理、校對等作業(yè)更加快速。在國內已經(jīng)有部分鋼結構公司使用X-steel，用X-steel配合生產(chǎn)車間制造，更加能提升產(chǎn)能及降返工機率。X-steel優(yōu)點：Ø 工程繪圖時間較短Ø 準確性高(能有效發(fā)現(xiàn)干涉問題)Ø 不會有安裝不上的問題Ø 模型完成,可以產(chǎn)生所需報表(包括型鋼、板件、螺栓、圖名、圖號、構件編號等)X-steel缺點：Ø 圖量會稍微增加Ø 無法固定C-MARK5.1.2. 深化設計程序的選用本工程規(guī)模之大，鋼管柱呈空間漸變的趨勢，平面定位難以準確，因此根據(jù)實際情況擬選用芬蘭TEKLA OY公司的XSTEEL三維智能詳圖設計程序作為主要的深化設計程序，并輔以Ansys程序作為節(jié)點驗算工具，以保證深化設計的可靠性。X-ST