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卓達集團鋼結(jié)構(gòu)高層住宅體系介紹及高強度用鋼的應用︳1︳2預制樓層板預制樓梯H型鋼梁(包覆新材防火板)鋼管柱(包覆新材防火板)新材隔墻板保溫裝飾一體外墻板節(jié)能門窗矩形鋼管樁支撐體系綠色建筑體系同其他裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅成套體系一樣主要由結(jié)構(gòu)體系、圍護體系等組成。綠色建筑系統(tǒng)預覽︳3目錄第一部分主結(jié)構(gòu)體系第二部分圍護體系第三部分建筑節(jié)能體系
第四部分住宅產(chǎn)業(yè)化及BIM集成化應用第五部分集團體系與同行業(yè)對比優(yōu)勢第六部分卓達下一代3D模塊化體系介紹︳4第一部分主結(jié)構(gòu)體系︳5鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)體系根據(jù)抗側(cè)力體系不同主要分為下屬三種體系,優(yōu)劣勢比較如下:鋼框架—鋼支撐體系:屬于全鋼結(jié)構(gòu),大幅減少了與混凝土核心筒交叉作業(yè)對工期的影響,現(xiàn)場作業(yè)少,有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),但是用鋼量較高,并且在住宅中支撐的布置受到門窗洞口的限制;鋼框架—混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系:用鋼量低,但鋼框架和核心筒剛度相差太大,抗震性能不好,并且混凝土的施工量大,混凝土核心筒的施工進度直接影響鋼框架的施工進度;鋼框架—鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系:抗震性能好,也易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),但現(xiàn)階段使用較少,基本的設(shè)計計算軟件對鋼板剪力墻的模擬不夠成熟,而且用鋼量最高,不利于成本控制,此體系可進行研發(fā)局部應用。卓達集團的綠色建筑體系使用的是鋼框架—鋼支撐體系,這樣有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),現(xiàn)場施工少,綠色環(huán)保。︳6鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)與普通的鋼框架-支撐體系相比,卓達集團綠色建筑鋼結(jié)構(gòu)體系采用的是異形梁柱-鋼支撐體系。
如圖所示,鋼柱分別為T、L、十字型以及Z型(即雙L型),鋼梁根據(jù)墻體寬度需要采用窄翼緣H型鋼梁。該體系最大的技術(shù)優(yōu)勢是:
1能夠適應目前市場主流戶型需求;傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)住宅,大都需要特殊戶型設(shè)計,外立面以矩形為主(如遠大可建),不能很好適應現(xiàn)代住宅外立面美觀大方和戶型采光的需求。
2與卓達新材結(jié)合,可以做到室內(nèi)不露梁柱;傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)住宅為人詬病的主要一點,就是室內(nèi)凸梁露柱,影響美觀和用戶使用;
3充分考慮住宅產(chǎn)業(yè)化從設(shè)計、加工到施工各個環(huán)節(jié),是整個產(chǎn)業(yè)鏈互動式設(shè)計的結(jié)果。遠大可建住宅典型立面異形梁柱︳7鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)以右側(cè)戶型的設(shè)計為例,傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計方式難以實現(xiàn),一般會要求外立面盡量拉齊,各軸線墻體試設(shè)計也盡量對齊。但這些將會嚴重影響該住宅建筑的美觀和居住舒適性,產(chǎn)品品質(zhì)大打折扣。采用卓達集團新型綠色建筑體系(圖中黃色塊體為異形柱),不僅可以完美的適配戶型,而且可以取得較好的經(jīng)濟效果(以石家莊地區(qū)為例,主體型鋼用量在65kG左右)。技術(shù)比較︳89柱構(gòu)造主結(jié)構(gòu)技術(shù)體系
高頻焊接方鋼管是將一定寬度的鋼帶,在常溫條件下冷彎成型,然后通過高頻焊接形成的型鋼產(chǎn)品。鋼管混凝土柱主要采用冷彎成型高頻焊接矩形管,節(jié)點域抗剪不足或底層承載力的情況采用焊接箱型柱。冷彎高頻焊接矩形管是由鋼帶自動輥壓成型,通過高頻自動焊接而成,全線采用電腦精確控制,質(zhì)量可靠。兩者相比,后者優(yōu)勢如下:1、后者僅有一條通長焊縫,實現(xiàn)機械化生產(chǎn),焊接效率高;2、后者焊接變形影響范圍小,焊接質(zhì)量穩(wěn)定;3、后者材料損耗少,成本低。目前卓達集團綠色建筑體系采用的是冷彎高頻焊接矩形管組合而成的異形柱,根據(jù)工程需要可內(nèi)灌混凝土。︳10柱—高頻焊接矩形管組合異形柱承載力高:節(jié)省用鋼量鋼管混凝土構(gòu)件在軸向壓力作用下,混凝土由于受到鋼管的約束
作用而處于三向受壓狀態(tài),其強度得到進一步提高;而混凝土的存在還可以避免或延緩薄壁
鋼管過早的發(fā)生局部屈服,使得鋼管的承載力得以提高。二者相結(jié)合,相互取長補短,充
分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。塑性及變形能力好:具有較大的耗能能力混凝土脆性大,高強度混凝土更是如此;如果將
混凝土灌入鋼管中形成鋼管混凝土,核心混凝土在鋼管的約束下,塑性變形能力將得到顯著
的改善,使得結(jié)構(gòu)在承受沖擊荷載或振動荷載時,具有良好的韌性。外形規(guī)則:方形截面更利于配合建筑設(shè)計,符合人們的傳統(tǒng)審美情趣,有利于梁柱連接,
便于采取簡潔的防火措施。施工方便:與鋼骨混凝土柱相比,鋼管混凝土柱省去了支模、拆模工序,且便于采用先進
的泵灌混凝土工藝,縮短施工周期,減少對施工用地和環(huán)境的污染。
利用混凝土吸收熱量,從而提高鋼柱的防火性能,可降低防火處理費用︳11優(yōu)勢介紹12梁構(gòu)造主結(jié)構(gòu)技術(shù)體系13H型鋼梁主要熱軋H型鋼梁和高頻焊接H型鋼梁:熱軋H型鋼,加工制作簡單,質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率高;無需在加工廠焊接成型,大幅減小加工工作量;質(zhì)量更有保證。焊接H型鋼梁,是將厚度合適的帶鋼裁成合適的寬度,在連續(xù)式焊接機組上將邊部和腰部焊接在一起。焊接H型鋼有金屬消耗大、生產(chǎn)的經(jīng)濟效益低、不易保證產(chǎn)品性能均勻等缺點。優(yōu)點是截面尺寸的選用具有靈活性,規(guī)格、材質(zhì)一致時熱軋H型鋼完全可代替焊接H型鋼,并且前者比后者質(zhì)量有保證。在工期起決定性作用的情況下,可選擇熱軋H型鋼,但當工期要求不嚴格或某些形象工程,是可本著節(jié)約資源的原則選用焊接H型鋼。目前,卓達集團綠建鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑體系根據(jù)兩者的缺點和優(yōu)點,均有采用。梁—H型鋼熱軋H型鋼梁高頻焊接H型鋼梁14偏心支撐主結(jié)構(gòu)技術(shù)體系15偏心支撐即支撐軸線與梁軸線交點同梁柱交點有一定的距離,兩交點間的梁段即所謂耗能梁段。在體系中的作用:主要抗側(cè)構(gòu)件。偏心支撐有如右圖所示的兩種。采用偏心支撐,支撐斜桿與梁、柱的軸線偏離一段距離,形成一個先于斜桿屈服的耗能梁段,支撐保持彈性。支撐包裹在內(nèi)外墻體中,根據(jù)門窗洞口調(diào)整位置,不影響建筑功能。卓達新材綠色鋼結(jié)構(gòu)體系采用的是上面“倒V字形布置”,選擇的原因是有利于門窗的布置,以及地下車庫的車輛進入,材料是以冷彎鋼管形式實現(xiàn)。偏心支撐16節(jié)點構(gòu)造主結(jié)構(gòu)技術(shù)體系︳17梁柱連接節(jié)點鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的處理對加工制作成本、加工制作效率、運輸及施工工期有相當大的影響。目前通常做法有如下三種:箱式內(nèi)隔板(柱貫通)方柱外隔板(梁貫通)外套管式節(jié)點目前卓達集團采用的梁柱節(jié)點是:外套管式節(jié)點。采用外套管式梁柱連接節(jié)點,梁柱節(jié)點區(qū)域直接在柱外側(cè)貼焊鋼板,省去了隔板工藝(將鋼管柱截斷以安裝隔板),可提升鋼結(jié)構(gòu)加工效率80%以上,擺脫了傳統(tǒng)連接節(jié)點費時費事且質(zhì)量不易保障的缺點,可大幅提升加工效率。特點簡介:通過一定厚度的外套管使柱腔在無隔板的情況下仍然保持了節(jié)點的剛性;無需增加內(nèi)隔板,保證了冷彎管的應用;因無隔板,柱芯內(nèi)澆筑混凝土較為密實;節(jié)點構(gòu)造簡單,對住宅戶內(nèi)裝修影響較小。︳18外套管式節(jié)點︳18防火、防腐、隔音︳19眾所周知,與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)抗火性能較差,因此,在鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)中要特別重視建筑防火問題;經(jīng)過防火處理的鋼結(jié)構(gòu)比比普通混凝土結(jié)構(gòu)防火效果更佳。
目前使用較多的防火處理有兩種方式:1、防火板;2、厚涂型防火涂料。卓達集團綠色鋼結(jié)構(gòu)建筑體系是采用卓達新材防火板包覆將建筑裝修與防火合二為一,該方法是在卓達新材防火板與鋼構(gòu)件之間的空腔內(nèi)泵入防火填充物,以新材防火板和防火填充物的耐火隔熱作用來提高鋼構(gòu)件耐火極限的一種復合式防火保護方法。該法具有如下特點:
1.耐火性能好,鋼構(gòu)件完全被固結(jié)在耐火材料中;
2.成本低,與現(xiàn)有噴涂法和包裹法相比,成本明顯節(jié)??;
3.裝飾性好,表面光滑平整;
4.氣密性好,有利于鋼構(gòu)件防腐。防火處理——鋼柱︳20︳21鋼梁的防火及隔音處理鋼梁的防火采用包覆新材防火板,在鋼梁腹板的空腔處填充隔音巖棉解決鋼梁的隔音問題;鋼梁的布置應考慮后期裝修效果確定梁的位置。集團綠色建筑體系采用的是卓達新材防火板,鋼梁處傳熱阻為1.907(m2·K)/W,滿足規(guī)范最小傳熱阻1.073(m2·K)/W的要求。鋼構(gòu)件銹蝕會影響建筑物的壽命,因此,集團對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中的防腐工程給予了充分的重視。
目前,在鋼結(jié)構(gòu)住宅工程中,以涂料防腐措施應用面最廣,也是目前最經(jīng)濟和最簡便的防腐方法。
涂料層基本上由底層涂料、中層涂料和面層涂料組成,各涂層有其各自的主要用途。底層涂料主要作用是作為涂料層與鋼材表面的附著基礎(chǔ),所以它對鋼材表面與上層涂料之間必須有良好的粘結(jié)能力,一般采用附著力較強的具有阻蝕或電化學保護作用的涂料;中層涂料主要是為增加涂層厚度,增強涂層保護效果,一般采用橡膠型涂料,在一般空氣環(huán)境中,可以不用中層涂料;面層涂料是直接與大氣環(huán)境接觸的,要有較好的耐候性、致密性、抗?jié)B性等。在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中,應根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際使用環(huán)境,以及構(gòu)件外型的特點,選用不同的涂層組合、正確的涂料品種以及適當?shù)耐繉雍穸?。集團綠色建筑體系采用的防腐措施即為涂料防腐。防腐處理︳2223項目成本施工周期抗震性施工便利性傳統(tǒng)混凝土柱低長良復雜集團鋼結(jié)構(gòu)體系低短優(yōu)簡單市場一般鋼結(jié)構(gòu)柱高短優(yōu)簡單注:傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu),一般采用剪力墻結(jié)構(gòu),人工支模工作量大,施工周期長;市場一般鋼結(jié)構(gòu)柱,均采用焊接柱,加工量大,綜合成本較高。優(yōu)劣勢比較采用高強度用鋼的優(yōu)勢
相對于普通鋼材,鋼結(jié)構(gòu)采用高強度鋼材具有以下優(yōu)勢:能夠減小構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)重量,相應地減少焊接工作量和焊接材料用量,減少各種涂層(防銹、防火等)的用量及其施工工作量,使得運輸安裝更加容易,降低鋼結(jié)構(gòu)的加工制作、運輸和安裝成本;在建筑物使用方面,減小構(gòu)件尺寸能夠創(chuàng)造更大的使用凈空間;特別是,能夠減小所需板的厚度,從而相應減小焊縫厚度,改善焊縫質(zhì)量,提高結(jié)構(gòu)疲勞使用壽命。
采用高強度鋼材,有利于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和保護環(huán)境基本國策的實施。高強度鋼材能夠降低鋼材用量,從而大大減少鐵礦石資源的消耗;焊接材料和各種涂層(防銹、防火等)用量的減少,也能夠大大減少不可再生資源的消耗,同時能夠減少因資源開采對環(huán)境的破壞,這對于我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、改變“高資源消耗的傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展模式、充分利用技術(shù)進步建立效益優(yōu)先型”資源節(jié)約型和環(huán)境友好型國民經(jīng)濟體系都有極大的促進作用。
國內(nèi)外高強度的建筑鋼
近幾年,國內(nèi)的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑,大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展,對鋼材的強度等指標提出了更高的要求,像國家體育場就使用了Q460E,水立方工程使用了Q420.CCTV新址使用了Q460均是經(jīng)專門論證而使用的.我國新的鋼材規(guī)范低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼GB/T1591-200,代替GB/T1591-1994,也給出了Q500,Q550Q620,Q690級性能鋼材,取消了Q295強度級別鋼材
特別是“十一五”規(guī)劃中首次提出了單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能耗降低20的節(jié)能目標。2006年我國GDP增長10.,大大超過目標要求,但是能耗降低卻沒有完成既定目標。鋼鐵工業(yè)是我國的耗能大戶。高強度鋼材鋼結(jié)構(gòu)在降低鋼材用量的同時,能夠相應地大大減少鋼材冶煉的能源消耗,最終降低單位建筑產(chǎn)品的能源消耗,有利于實現(xiàn)我國十一五”規(guī)劃降低能耗的發(fā)展目標。
歐美國家以及日本,對高強度鋼材的發(fā)展及應用均十分重視,像歐洲的建筑用高強度鋼材規(guī)范EN10025-6,給出了高強度鋼材的力學性能,化學成份以及沖擊韌性等,從而保證鋼材具有良好的焊接性能也為其他工程中開闊了暢通的道路。例如:
索尼中心(Sony
Center)
德國柏林索尼中心大樓(Sony
Center)為了保護已有的一個砌體結(jié)構(gòu)建物,將大樓的一部分樓層懸掛在屋頂桁架上。屋頂桁架跨度60m,高12m,其桿件用600mm×100mm矩形實心截面,采用了S460和S690鋼材(強度標準值460MPa和690MPa)以盡可能減小構(gòu)件截面。采用高強度鋼材與普通鋼材對比
采用高強度鋼材與普通鋼材對比通過上面對比表格,可以直觀的看出,對比工程中常用的Q345型號鋼材,采用高強度鋼材可以帶來的改變,結(jié)構(gòu)自重減輕(即表中截面面積對比項),截面變?。幢碇薪孛孢呴L對比項)。相應的帶來整體高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價降低:1)用鋼量減小;2)加工和安裝工作量降低;3)基礎(chǔ)部分造價降低。同時,由于鋼構(gòu)件截面邊長減小,更加便于將梁柱等構(gòu)件隱藏到墻體中間,使鋼結(jié)構(gòu)住宅更加符合傳統(tǒng)的審美觀念和實用習慣。Q420級應用案例新保利大廈Q420級應用案例新保利大廈“特色吊樓”是一個大跨度的組合桁架,由東南角的剪力墻筒體及頂部的斜拉主鋼索懸掛,因此,懸挑牛腿鋼柱將承受高強度的荷載,并且由于鋼柱主材為盧森堡進口的Q420高強鋼,為國內(nèi)建筑鋼結(jié)構(gòu)首次選用,更由于其板厚達到空前的125mm,因此,如何有效實現(xiàn)焊接工藝控制是保證節(jié)點可靠性的關(guān)鍵。Q420級應用案例新保利大廈
Q420級應用案例新保利大廈125mm鋼板T型接頭焊接試驗基本方案為:焊絲:JM-60,φ1.2,焊接形式:對接及斜T形接頭,預熱溫度:150度,中間去應力回火,整體焊接完成后進行消應力熱處理。
模擬試件如下所示:Q420級應用案例新保利大廈采用冷酸浸蝕法對試樣03981-1、03981-2、03981-3焊縫區(qū)域進行宏觀金相檢驗,模擬試件的宏觀檢測結(jié)果如下所示:Q420級應用案例新保利大廈Q420級應用案例新保利大廈Q420級應用案例新保利大廈蓋面層焊縫為先共析鐵素體沿柱狀晶晶界析出,沿先共析鐵素體邊緣有少量珠光體組織。打底焊縫區(qū)為先共析鐵素體沿原奧氏體柱狀晶晶界析出,沿先共析鐵素體邊緣有極少量的珠光體組織。通過金相組織檢驗,焊縫及HAZ均未發(fā)現(xiàn)脆性金相組織,表明在試驗條件下焊接接頭的組織合理,機械性能優(yōu)良,鋼材及焊接工藝參數(shù)滿足施工的需要。
Q460級應用案例(鳥巢)Q460E/Z35的說明:隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展對鋼材強度要求的不斷提高,當前國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)中大多采用的Q345鋼已經(jīng)不能滿足一些大跨度特殊鋼結(jié)構(gòu)的要求。北京國家體育場(鳥巢)鋼結(jié)構(gòu)工程中首次在國內(nèi)建筑領(lǐng)域采用Q460E/Z35鋼,鋼材為舞陽鋼廠按GB/T1591-94GB5315-85標準要求提供的,該材料屬于國內(nèi)新開發(fā)的鋼種,尚沒有與之相近的老鋼種的成熟的經(jīng)驗,為保證奧運工程的焊接施工質(zhì)量,浙江精工鋼構(gòu)集團與中冶集團建筑研究總院焊接研究所專家一起,進行了該鋼材的焊接性試驗和研究,焊接工藝試驗和評定工作,并制定了Q460E/Z35的焊接工藝規(guī)程。應用于北京國家體育場(鳥巢)鋼結(jié)構(gòu)工程,現(xiàn)已完成部分Q460E/Z35鋼材的構(gòu)件制作,試驗研究工作得到成功應用Q460EZ35表1.化學成分:%CSiMnPSCuNiMoNbVCrCeq標準要求GB/T1591≤0.20≤0.551.0-1.7≤0.025≤0.005≤0.70.015-0.0600.02-0.20≤0.7質(zhì)保單0.140.321.420.0110.0030.100.390.0100.0340.0970.030.44復驗0.1420.341.470.0100.0010.100.380.0110.0360.0950.040.46Q460EZ35表2.力學性能及復驗結(jié)果
σSMpaσbMpaδ%AkvJ-40℃標準要求GB/T1591≥400550-720≥17≥27備注材質(zhì)單44561522101,115,98復驗145563026130,116,125復驗245062024132,132,131復驗344061028122,132,137復驗445562025104,103,52復驗54606452772,85,92表3.Q460EZ35Z向拉伸性能復驗試樣編號σSMPaσbMPaδ5%ψ(%)備注1415600457124206154870.534356304665.044256205259.5Q460EZ35冷裂紋敏感性分析試驗4、焊接性試驗4.1焊接冷裂紋敏感性試驗4.1.1碳當量分析與計算鋼材的焊接冷裂紋敏感性一般與母材和焊縫金屬的化學成份有關(guān),為了說明冷裂紋敏感性與鋼材化學成分的關(guān)系,通常用碳當量來表示。計算碳當量的公式很多,對于Q460E/Z35鋼,采用了日本工業(yè)標準(JIS)推薦的碳當量Ceq(JIS)計算公式(公式1)和國際焊接學會(IIW)推薦的碳當量Ceq(IIW)計算公式(公式2)分別進行計算。(1)(2)得到的結(jié)果分別為0.4152和0.4367,根據(jù)JGJ81-2002標準,碳當量結(jié)果處于標準規(guī)定的焊接性良好范圍外,說明Q460E/Z35鋼的焊接較難。。Q460EZ35熱影響區(qū)硬度試驗4.1.2影響區(qū)最高硬度試驗熱影響區(qū)最高硬度試驗方法主要是以測定焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向來評定鋼材的冷裂敏感性。試驗按照GB4675.5-84《焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗方法》的規(guī)定進行。試驗條件如下:試件制備:將厚度110mm的鋼板機加工成20mm厚的試件,并保留一個原軋制面進行試驗,試件規(guī)格20*200*150mm。1)手工電弧焊:焊條:JL-816(錦泰)E5316-G(J556),JL-916(錦泰)E6016-G(J607),焊條直徑φ4.0mm、φ3.2mm焊機型號:奧太ZX7-400STG焊接工藝參數(shù):見表4.1。2)CO2氣體保護焊:①焊絲:JM68、TWE-81K2,焊絲直徑φ1.2mm②焊機型號:OTC-500③CO2氣體種類:上海巖谷氣體(CO2≥99.5%、H2O≤50ppm)④CO2氣體流量:20L/min⑤焊接工藝參數(shù):見表4.13)預熱條件:預熱方式采用電加熱烘箱整體加熱,保溫1小時。Q460EZ35焊接參數(shù)焊接方法焊材直徑(mm)焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(cm/min)熱輸入(kJ/cm)備注手工電弧焊JL-816ф4180-20026-2816-1815.6-21ф3.2140-16024-261513.4-16.6ф3.2140-16024-26306.7-8.3定位焊JL-916ф4180-20026-2816-1815.6-21ф3.2140-16024-261513.4-16.6ф3.2140-16024-26306.7-8.3定位焊CO2氣體保護焊JM68ф1.2280-30032-3428-3516.4-18.6TWE-81K2ф1.2280-30032-3428-3516.4-18.6Q460EZ35硬度檢測硬度測試采用維氏硬度計,施加荷載為10Kg,測點位置如圖4.1所示,圖中0點是測定線與熔合線的切點,0點右側(cè)為正,左側(cè)為負。兩測點之間的距離為0.5mm,試驗結(jié)果列于表4.3圖4.1熱影響區(qū)最高硬度試驗測量位置示意圖Q460EZ35檢測結(jié)果試件編號檢測位置-3.5-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50+0.5+1.0+1.5+2.0+2.5+3.0+3.513223403453483583623053022983453503353403123022280282282295305312320285315308300285301285285325224225025826230831226830530029228528627226542482492642542592982722642682762532512512502405235243242247251251230224221221235232253258253624925826228628932431729229028528330626625724372462522602682853022952912932972722852662512378242247252266281296285272265260260253245238232923624324825827628327426126025424725124123523010225233238245254256247250254266256254251243220照片1.熱影響區(qū)最高硬度試驗部分硬度壓痕:400×
Q460EZ35斜Y坡口焊接裂紋試驗4.1.3斜Y坡口焊接裂紋試驗
斜Y坡口焊接裂紋試驗(小鐵研)主要是評定焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋的傾向性。試驗按照GB4975.1-84《斜Y坡口焊接裂紋實驗方法》的規(guī)定進行,試件厚度分別為110mm,試驗在室溫下進行。
1).試驗條件:
a.焊接方法:CO2氣保焊、手工電弧焊
b.焊絲直徑:1.2mm;焊條規(guī)格:ф4mm
c.CO2氣體種類:上海巖谷氣體(CO2≥99.5%、H2O≤50ppm)
d.CO2氣體流量:20L/min
e.環(huán)境溫度:常溫
f.焊接材料:實芯焊絲JM68、藥芯焊絲TWE-81K2、焊條JL-816
2).裝配要求:試件坡口間隙為2±0.2mm。
3).預熱條件:
預熱方式采用電加熱烘箱整體加熱,保溫1小時。
4).檢查要求
試驗焊縫焊接結(jié)束,經(jīng)48小時后,采用MT的方法進行表面裂紋檢查,每塊均經(jīng)氧化處理后進行解剖觀察斷面裂紋狀況。Q460EZ35斜Y坡口焊接裂紋試驗結(jié)果編號坡口間隙(mm)焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接時間(s)裂紋情況氣體種類備注131.9-2.1290-3103516根部裂紋長5mm上海巖谷常溫141.90-2部裂紋長7mm上海巖谷常溫151.95-2.2290-3103513無上海巖谷預熱98℃161.8-1.9290-3103514焊縫中段裂紋長3mm上海巖谷預熱103℃171.8-2上海巖谷預熱146℃181.90-2.1290-3103517無上海巖谷預熱152℃191.8-1.9290-3103513無上海巖谷預熱204℃201.8-1.9280-3003514無上海巖谷預熱206℃221.9-2上海巖谷預熱251℃221.9-2.05280-3003518無上海巖谷預熱256℃231.9-2上海巖谷預熱253℃+后熱250℃×2h241.9-2.1280-3003516無上海巖谷預熱248℃+后熱250℃×2hQ460EZ35斜Y坡口焊接裂紋試驗從試驗結(jié)果看出,常溫不預熱焊接,在焊縫根部均出現(xiàn)裂紋,預熱到100度以上時,絕大部分試驗焊縫中心及熱影響區(qū)未出現(xiàn)裂紋,其他短裂紋均出現(xiàn)在收弧弧坑處或焊縫中段。預熱溫度150℃及以上試驗焊縫中心及熱影響區(qū)均未出現(xiàn)裂紋,選用上述的三種焊接材料在正常線能量下、預熱溫度150℃以上小鐵研試驗結(jié)果良好。照片2.斜Y坡口焊接裂紋試驗部分試驗照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片Q460EZ35焊評照片︳57第二部分圍護體系58備注:三板體系是鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑系統(tǒng)的重點和難點,經(jīng)過大量工程實踐和試驗研究,亞太綠建開發(fā)了保溫裝飾一體化外墻板系統(tǒng)、輕質(zhì)內(nèi)隔墻板、鋼筋桁架樓承板、預制陽臺板等。集團鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑系統(tǒng)——墻板體系外墻板內(nèi)墻板隔墻板樓層板陽臺板樓梯維護體系預覽外墻59︳60外墻目前市場上主要有三類:加氣砼砌塊、預制墻板、現(xiàn)場復合外墻板。加氣砼砌塊應用較廣泛,但也存在一些質(zhì)量通?。?、由于鋼結(jié)構(gòu)的變形比砼結(jié)構(gòu)要大,相應砌塊產(chǎn)生裂縫的幾率也要大,2、由于單一普通加氣混凝土砌塊難以滿足北方寒冷及嚴寒地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標準要求,因此在應用時一般增加外墻外保溫,普通的薄抹灰外墻外保溫技術(shù)就其技術(shù)本身而言是成熟可靠的,但是在推廣應用過程尚存在以下問題:
1)空鼓、開裂、滲水、脫落等施工質(zhì)量問題時有發(fā)生;
2)存在著很大的火災安全隱患;
3)無法實現(xiàn)保溫與建筑物同壽命;
4)后期維護更換保溫層、飾面層需要投入大量資金。目前這些問題都無法解決,為此市場上出現(xiàn)了另外兩大類:1、現(xiàn)場復合外墻板:目前主要是杭蕭鋼構(gòu)使用。2、一體化預制外墻板:目前很多廠家都有自己的研發(fā)成果,集團的研發(fā)成果目前走在前列。外墻61卓達新材外墻節(jié)點做法及冷橋處理外墻陰角做法及冷橋處理外墻陽角做法及冷橋處理柱與外墻節(jié)點62卓達新材外墻節(jié)點做法及冷橋處理外墻(梁側(cè))做法及冷橋處理梁與外墻節(jié)點外墻外門窗上下口節(jié)點63卓達新材外墻節(jié)點做法及冷橋處理外墻與地面連接梁與外墻節(jié)點外墻檐口節(jié)點內(nèi)墻板6465卓達新材內(nèi)墻典型節(jié)點內(nèi)墻板66優(yōu)劣勢比較項目成本施工周期抗震性施工便利性傳統(tǒng)混凝土內(nèi)墻高長差不便鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)墻低短優(yōu)便捷市場一般鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)墻低短優(yōu)便捷三板體系樓板方案(兩種方案備選)6768鋼筋桁架模板是將樓板中的鋼筋制作成鋼筋桁架,并將鋼筋桁架與壓型鋼板焊接成一體的樓板專用構(gòu)件。在其上澆注混凝土,形成樓板。待混凝土達到強度后,下部薄鋁板可方便拆除,象普通現(xiàn)澆板一樣抹灰。具體做法是工廠焊接好鋼筋桁架,現(xiàn)場澆鑄混凝土。特點:現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量可減少50%~60%,現(xiàn)場鋼筋綁扎量在5~8kg/m2之間,可進一步縮短工期;桁架受力模式可以提供更大的樓承板剛度,可大大減少或無需用施工用臨時支撐;底模不參與使用受力,無需考慮防腐及耐火問題,且可撕掉,便于裝修。方案一:鋼筋桁架樓板69優(yōu)劣勢比較項目成本施工周期抗震性施工便利性傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)樓板高長差不便鋼結(jié)構(gòu)樓承板低短優(yōu)便捷市場一般鋼結(jié)構(gòu)樓板低短優(yōu)便捷注:
采用的樓(屋)面板結(jié)構(gòu)為鋼筋桁架混凝土疊合板。其特點如下:
(1)與普通現(xiàn)澆混凝土樓蓋相比,取消了繁瑣的腳手架工程,同時也簡化了鋼筋綁扎工作,
因此可以提高施工速度,縮短施工周期。
(2)與普通壓型鋼板相比,其下表面比較平整,無需做吊頂,降低了造價;改善了防火、防腐性能。(3)與普通預制板相比,其整體性能好,剛度大,能夠用于抗震設(shè)防區(qū)。
(4)鋼筋桁架自成整體并與模板連接,鋼筋水平間距及混凝土保護層厚度能夠得到有效控制,
施工質(zhì)量得到了有力保證。樓承板70
預制裝配桁架式樓承板方案主體思路是,將樓板設(shè)計為正交桁架,上面表面材料為卓達新材或卓達新材疊合其它材料而成。
這種樓板方案的優(yōu)點:現(xiàn)場基本無濕作業(yè),裝配化程度高,加工和安裝效率高;
但是在我國現(xiàn)行規(guī)范體系下,該方案也存在明顯的問題:現(xiàn)階段,對于類似高層住宅這樣的建筑體系,在分析計算時有一個基本假定:即剛性隔板假定,也就是說認為樓板體系是一個剛性無窮大的構(gòu)件。如果采用完全裝配式,當?shù)亟ㄔO(shè)主管部門和審圖結(jié)構(gòu)很難認可?,F(xiàn)狀是,即便是預制混凝土住宅結(jié)構(gòu),為了保證符合此假定,預制樓板要保留至少60mm的現(xiàn)澆層。如要突破這一點,需要同當?shù)亟ㄔO(shè)主管部門,審圖辦、及相關(guān)領(lǐng)域?qū)<仪疤岢浞譁贤?,在他們的相關(guān)建議和指導下進行充分論證,保證安全可靠地前提下進行應用。方案二:預制裝配桁架式樓板樓梯(兩種方案備選)71721.簡介:預制樓梯。2.在體系中的作用:樓梯。3.生產(chǎn)工藝簡介:工廠預制,現(xiàn)場安裝。4.特點簡介:無需現(xiàn)場支模安裝。方案一:預制混凝土樓梯+卓達新材面層73裝配式鋼結(jié)構(gòu)桁架+卓達新材板樓梯優(yōu)點:自重輕,裝配化程度高,便于工廠化制造和現(xiàn)場安裝;缺點:由于自重輕,振動頻率較高,人在上面走過時容易產(chǎn)生不舒適感和缺乏安全感,尤其是高層住宅的樓梯作為重要的逃生和消防通道,要慎重選用。方案二:裝配式鋼結(jié)構(gòu)桁架+卓達新材板樓梯預制樓梯的兩個備選方案中,建議選用預制混凝土樓梯+卓達新材面層方案,不僅可以滿足裝配化需求,同時可滿足各種現(xiàn)行規(guī)范的要求。74優(yōu)劣勢比較︳75第三部分建筑節(jié)能體系鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑系統(tǒng)——建筑節(jié)能體系節(jié)能體系節(jié)地體系節(jié)材體系節(jié)水體系備注:集團鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑系統(tǒng)堅持“四節(jié)一環(huán)?!?,即節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)水的環(huán)保型綠色住宅。建筑節(jié)能體系︳761、人均居住用地指標:低層不高于43平米,多層不高于30平米,中高層不高于24平米,高層不高于15平米;2、建筑布局保證室內(nèi)外的日照環(huán)境、采光和通風的要求,滿足現(xiàn)行的國家標準《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》GB50180中有關(guān)建筑日照標準的要求;3、住區(qū)的綠地率不低于30%,人均公共綠地面積不低于1平米;4、住區(qū)非機動車道路、地面停車場和其他硬質(zhì)鋪地采用透水地面,并利用園林綠化提供遮陽。室外透水地面面積比不小于45%;5、合理利用地下空間。節(jié)地體系︳771住宅建筑熱工設(shè)計和暖通空調(diào)設(shè)計符合國家和地方居住建筑節(jié)能標準的規(guī)定;2采用集中采暖時,設(shè)置室溫調(diào)節(jié)和熱量計量設(shè)施;3利用場地自然條件,合理設(shè)計建筑體型、朝向、樓距和窗墻面積比,使住宅獲得良好的日照、通風和采光,并根據(jù)需要設(shè)遮陽設(shè)施;4公共場所和不為的照明優(yōu)先選用T5高效熒光燈、節(jié)能燈,住宅公共空間采用存在感應照明控制;5根據(jù)當?shù)貧夂蚝妥匀毁Y源條件,充分利用太陽能、地熱能等可再生資源??稍偕茉吹氖褂昧空冀ㄖ偰芎牡谋壤笥?%;6采暖和空調(diào)能耗不高于國家和地方建筑節(jié)能標準規(guī)定值的80%。主要措施:北立面減小窗墻比;采用高氣密性外窗(斷熱鋁合金低輻射中空玻璃窗6+12A+6);圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能率>60%.節(jié)能體系︳781住宅建筑小區(qū)采用污廢分流,雨污合流的排水系統(tǒng);2避免官網(wǎng)漏損:選用密閉性能好的閥門、設(shè)備,采用耐腐蝕、耐久性能好的管材、管件;3高效節(jié)水設(shè)備:采用節(jié)水型器具,所有用水器具滿足《節(jié)水型生活用水器具》CJ164。節(jié)水率不低于8%。4中水利用:采用污廢分流。優(yōu)質(zhì)雜排水通過MBR工藝進行處理,繼而景觀用水。節(jié)水體系︳791、
住宅立面設(shè)計要素簡約,避免大量裝飾性構(gòu)件;2、大量采用高強度鋼材和高強度混凝土;3、土建與裝修工程一體化設(shè)計施工,不破壞和拆除已有的建筑構(gòu)件及設(shè)施。節(jié)材體系︳80︳81第四部分住宅產(chǎn)業(yè)化及BIM集成化應用82集團住宅產(chǎn)業(yè)化的核心是“六個化、一條鏈”,即利用“設(shè)計標準化、部品生產(chǎn)工廠化、現(xiàn)場施工裝配化、產(chǎn)品部品模數(shù)化、全過程管理信息化、產(chǎn)業(yè)鏈集成現(xiàn)代化”來建造、使用、管理和維護房屋,并將住宅規(guī)劃、設(shè)計、部品部件生產(chǎn)、施工、管理和服務(wù)等環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)為一個完整的體系。集團住宅產(chǎn)業(yè)化不能簡單理解為住宅技術(shù),它是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈。而且住宅產(chǎn)業(yè)化需要政府、行業(yè)、企業(yè)三方聯(lián)合行動,由試點城市、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、基地企業(yè)三輪驅(qū)動。集團住宅產(chǎn)業(yè)化83集團“三化融合”:即以標準化為協(xié)同,以集成化為平臺,以信息化為手段。一是標準化。標準化是產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ),現(xiàn)有住宅產(chǎn)業(yè)的一些標準已經(jīng)遠遠落后于時代發(fā)展,雖然企業(yè)為主體的標準體系研發(fā)與應用積極性很高,但客觀上也造成了制標、貫標、對標的“各自為政”。因此,集團建立統(tǒng)一標準,制定標準化制度,真正實現(xiàn)技術(shù)通用,實現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)化一盤棋”。集團住宅產(chǎn)業(yè)化三化融合84二是集成化。打破傳統(tǒng)分工,進行緊密的技術(shù)集成在一個平臺上工作,實現(xiàn)跨界整合,包括上下游產(chǎn)業(yè)的整合和集成,內(nèi)部資源整合等。在行業(yè)內(nèi)部打造一個貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈的集成平臺,形成現(xiàn)場工廠化施工體系、部品部件集成內(nèi)裝體系等,加強對現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新與集成。同時分析每項技術(shù)的優(yōu)勢和局限,根據(jù)各種體系的不同適用性形成優(yōu)勢互補、全方位發(fā)展。三是信息化。住宅產(chǎn)業(yè)化比傳統(tǒng)的住宅建造工序至少要多30%以上,涉及對行業(yè)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析、管理和決策。如果沒有信息化,分析這些數(shù)據(jù)不可想象,因此集團用信息化去處理,實現(xiàn)集成化。同時信息化不僅可以提高企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的效率性能,也可以幫助政府部門對產(chǎn)業(yè)化進行管理。集團住宅產(chǎn)業(yè)化三化融合︳85通過BlM技術(shù)在設(shè)計、施工、運維階段的應用,大大提高建筑工程項目的集成化、信息化管理水平。在控制項目成本、縮短施工工期,提高建筑質(zhì)量的同時,為工程項目管理帶來更安全、更低碳的管理手段。通過在該工程項目中BIM技術(shù)的應用和研究,將為公司未來建設(shè)和管理工程項目中,利用先進的信息化技術(shù)、科學的管理手段帶來全新的解決方案和管理思路。項目BIM集成化應用︳86效果圖建筑模型地下車庫和綜合管線機電模型BIM集成化應用-某鋼結(jié)構(gòu)住宅實例︳87第五部分集團體系與同行業(yè)對比優(yōu)勢
1、高層住宅體系國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先;2、實現(xiàn)高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系成本可控;3、外墻保溫裝飾一體化預制外墻板、內(nèi)墻板、樓承板墻摒棄傳統(tǒng)施工工藝,成本低廉,施工速度快,外觀效果好;4、在鋼結(jié)構(gòu)建筑中由于結(jié)構(gòu)支撐體系與傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)不同的特點在地下室的設(shè)計上可由實現(xiàn)使用功能的轉(zhuǎn)變(比如傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)為儲物間、自行車停放場地,鋼結(jié)構(gòu)住宅為地下停車場),從而實現(xiàn)地下室的增值收益,并可實現(xiàn)售;5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與BIM的集成應用國內(nèi)首創(chuàng),項目BlM技術(shù)在設(shè)計、施工、運維階段的應用,大大提高建筑工程項目的集成化、信息化管理水平。在控制項目成本、縮短施工工期,提高建筑質(zhì)量的同時,為工程項目管理帶來更安全、更低碳的管理手段;88集團體系與同行業(yè)
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