鋼梁-鋼管混凝土柱框架-核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

鋼梁-鋼管混凝土柱框架-核心筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

1.結(jié)構(gòu)體系及布置海良廣場a型為鋼筋混凝土管柱結(jié)構(gòu)，建筑面積3層，地上41層。建筑總高度為149.2m，總建筑面積為8.2m，混凝土主管堤的平面高度為21.65.21.65m。從地下一層起核心筒內(nèi)部設(shè)20根H型勁性鋼柱，外圍框架柱從地下一層起鋼筋混凝土柱內(nèi)埋置生根700×700×25鋼結(jié)構(gòu)箱形柱，勁性鋼柱和箱形鋼柱底標(biāo)高均為-5.00m。從地上一層起外框架柱全部采用鋼結(jié)構(gòu)箱形柱，核心筒為H型勁性鋼柱，外框架梁為工字鋼梁，鋼材材質(zhì)全部為Q345C。工程建成后為五星級酒店和公寓式寫字樓的綜合體，建成后將為西北地區(qū)第一高樓，為地標(biāo)性建筑物。2.節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和安裝2.1箱形截面，柱腳節(jié)點(diǎn)2.1.1螺栓預(yù)埋、定位安裝(1）箱形截面柱柱腳與鋼筋混凝土柱采用剛性連接，施工時為控制好柱腳標(biāo)高和箱形柱的安裝，需先在地下二層柱中預(yù)埋連接地腳螺栓。預(yù)埋螺栓的埋設(shè)精度直接影響到箱形柱結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量，必須要采取必要的措施以防止地腳螺栓在混凝土澆筑過程中發(fā)生位移。(2）埋設(shè)前將每根鋼柱下的預(yù)埋螺栓用鋼板或型鋼定位固定，將螺栓與鋼板或與型鋼框形成一個穩(wěn)定的框架后進(jìn)行整體埋設(shè)。螺栓預(yù)埋必須要在梁筋綁扎前將固定螺栓的框架整體安裝就位，就位后對地腳螺栓進(jìn)行初校，初校后做臨時固定，然后綁扎梁筋，在梁筋綁扎完成后再對地腳螺栓進(jìn)行精校。(3）首先根據(jù)原始軸線控制線及標(biāo)高控制點(diǎn)對現(xiàn)場進(jìn)行軸線和標(biāo)高控制加密，然后根據(jù)控制線測放出每個埋件的中心交叉線和至少兩個標(biāo)高控制點(diǎn)。在地腳螺栓以下柱混澆筑完成后，即可插入預(yù)埋工作，對埋件進(jìn)行初校，根據(jù)軸線將預(yù)埋螺栓整體就位，將固定螺栓的整體支架的中心線與測量定位線相吻合，最后將預(yù)埋螺栓與預(yù)先預(yù)埋的鋼筋或型鋼作焊接固定，螺栓絲頭在混澆筑前要用塑料布包扎好，防止污染。2.1.2鋼柱就位書內(nèi)涵(1）鋼柱用塔吊吊裝到位后，首先將鋼柱柱腳底板穿入地腳螺栓，放在調(diào)節(jié)好的螺帽或標(biāo)高墊鐵上，按標(biāo)高控制線調(diào)節(jié)柱腳標(biāo)高，將柱四邊中心線與按軸線控制線投放的柱中心線相吻合，再次復(fù)核標(biāo)高無誤后穿上上口壓板，擰上螺帽將螺栓擰緊，即可完成鋼柱就位。(2）柱腳定位完成后及時將墊板、螺栓、螺帽與柱底鋼板或型鋼焊接牢固。(3）將柱腳鋼板下口與原結(jié)構(gòu)混凝土之間的縫隙用CGM灌漿料充填密實(shí)。灌漿料強(qiáng)度等級應(yīng)不小于C40。2.1.3圖1顯示了箱形截面柱的剛性柱節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)2.2鋼柱連接頭的特征工字形勁性鋼柱柱腳節(jié)點(diǎn)施工方法與箱形柱柱腳節(jié)點(diǎn)施工方法基本相同，工字形勁性鋼柱柱腳施工詳見圖2。2.3節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)連接到箱式柱的上下節(jié)之間2.3.1板板及鋼柱的安裝(1）箱形鋼柱在吊裝前應(yīng)在柱頭位置劃出鋼柱中心標(biāo)記線，以便在上層鋼柱安裝就位時使用。同時將臨時連接板用臨時連接螺栓固定在鋼柱的連接耳板上，與鋼柱同時起吊。(2）鋼柱就位后，對齊安裝定位線，將上下柱上的連接耳板用連接板通過安裝螺栓做初擰。(3）鋼柱采用塔吊起吊安裝，用兩臺經(jīng)緯儀在成直角的兩個方向觀測，通過塔吊垂直起吊結(jié)合連接板安裝螺栓調(diào)節(jié)鋼柱的垂直和標(biāo)高偏差，在位置和標(biāo)高全部到位后將連接螺栓擰緊。2.3.2接頭焊接工藝(1）上下鋼柱的垂直、標(biāo)高調(diào)整到位后可以進(jìn)行接頭焊接。采用手工電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，由兩名焊工在柱對面兩側(cè)同時對稱焊接，各焊道的接頭在上下層間要錯開。焊接要連續(xù)進(jìn)行，每根柱接頭焊接完成后才能換班，中途不能休息停頓。(2）接頭焊完冷卻到常溫后進(jìn)行外觀檢驗，如不符合標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)返修處理。焊完24h后按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波檢驗，超標(biāo)缺陷應(yīng)返修并重新通過檢驗。返修前必須由焊接工程師根據(jù)節(jié)點(diǎn)及缺陷情況制定返修方案，同一處上缺陷返修不允許超過兩次。2.3.3圖3顯示了箱式支柱上下段之間的連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)2.4箱柱與工字鋼梁的剛性連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)2.4.1安裝臨時螺栓(1）本工程高強(qiáng)螺栓全部采用扭剪型高強(qiáng)螺栓，螺栓長度的選擇：扭剪型高強(qiáng)螺栓的長度為螺栓頭根部至螺栓梅花卡頭切口處的長度。選用螺栓的長度應(yīng)為緊固連接板厚度加上一個螺母和一個墊圈的厚度，并且緊固后要露出不少于兩扣螺紋的余長，一般螺栓長度選用按連接板厚加“表1”中的增加長度，并取5mm的整倍數(shù)。(2）接頭組裝連接處的鋼板或型鋼應(yīng)平整，板邊、孔邊無毛刺；接頭處如有翹曲、變形的必須進(jìn)行校正，并防止損傷摩擦面，保證摩擦面緊貼。裝配前檢查摩擦面，試件的摩擦系數(shù)是否達(dá)到設(shè)計要求，浮銹用鋼絲刷除掉，油污、油漆清除干凈。板疊接觸面間應(yīng)平整，當(dāng)接觸有間隙時，應(yīng)按規(guī)定處理，詳見表2。(3）安裝臨時螺栓連接處采用臨時螺栓固定，其螺栓個數(shù)為接頭螺栓總數(shù)的1/3以上；并且每個接頭不少于兩個，沖釘穿入數(shù)量不宜多于臨時螺栓的30%。組裝時先用沖釘對準(zhǔn)孔位，在適當(dāng)位置插入臨時螺栓，用扳手?jǐn)Q緊。不準(zhǔn)用高強(qiáng)螺栓兼作臨時螺栓，以防高強(qiáng)螺栓螺紋損傷。(4）安裝高強(qiáng)螺栓安裝高強(qiáng)螺栓時高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi)，不得強(qiáng)行敲打。扭剪型高強(qiáng)螺栓的墊圈安在螺母一側(cè)，墊圈孔有倒角的一側(cè)應(yīng)和螺母接觸，不得裝反（大六角頭、高強(qiáng)螺栓的墊圈應(yīng)安裝在螺栓頭一側(cè)和螺母一側(cè)，墊圈孔有倒角一側(cè)應(yīng)和螺栓頭接觸，不得裝反）。螺栓不能自由穿入時，不得用氣割擴(kuò)孔，要用絞刀絞孔，修孔時需使板層緊貼，以防鐵屑進(jìn)入板縫；絞孔后要用砂輪機(jī)清除孔邊毛刺，并清除鐵屑。螺栓穿入方向應(yīng)一致，穿入高強(qiáng)螺栓用扳手緊固后，再卸下臨時螺栓，以高強(qiáng)螺栓替換。不得在雨天安裝高強(qiáng)螺栓，且摩擦面應(yīng)處于干燥狀態(tài)。(5）高強(qiáng)螺栓的緊固必須分兩次進(jìn)行，第一次為初擰。初擰緊固到螺栓標(biāo)準(zhǔn)軸力（即設(shè)計預(yù)拉力）的60%～80%，初擰的扭矩值不得小于終擰扭矩值的30%。第二次緊固為終擰，終擰時扭剪型高強(qiáng)螺栓應(yīng)將梅花卡頭擰掉。為使螺栓群中所有螺栓均勻受力，初擰、終擰都應(yīng)按一定順序進(jìn)行。一般應(yīng)從螺栓群中間順序向外側(cè)進(jìn)行緊固，從接頭剛度大的地方向不受約束的自由端進(jìn)行，從螺栓群中心向四周擴(kuò)散的方式進(jìn)行。初擰扳手應(yīng)是可以控制扭矩的，初擰完畢的螺栓，應(yīng)做好標(biāo)記以供確認(rèn)。為防止漏擰，當(dāng)天安裝的高強(qiáng)螺栓，當(dāng)天應(yīng)終擰完畢。終擰應(yīng)采用專用的電動扳手，如個別作業(yè)有困難的地方，也可以采用手動扭矩扳手進(jìn)行，終擰扭矩須按設(shè)計要求進(jìn)行。用電動扳手時，螺栓尾部卡頭擰斷后即表明終擰完畢，檢查外露絲扣不得少于2扣。2.4.2連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：鋼梁翼板與箱柱連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)工字鋼梁上下翼緣板與箱形柱焊接方法和要求同上下柱接頭節(jié)點(diǎn)。2.4.3圖4顯示了連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的格式2.5鋼梁連接結(jié)構(gòu)與主缸動力h形柱的中心結(jié)構(gòu)相連2.5.1與核心筒內(nèi)勁性鋼柱、內(nèi)筒內(nèi)勁性鋼柱接工字鋼梁吊裝時，一端與箱形柱采用剛性節(jié)點(diǎn)連接，另一端則與核心筒內(nèi)勁性鋼柱連接。與勁性鋼柱連接時先將工字鋼梁腹板與勁性柱焊接出的T形連接板用連接螺栓連接，將工字鋼梁做臨時固定。2.5.2圍焊外包、勁性柱與工字鋼梁整格(1）工字鋼梁腹板與連接板采用角焊縫進(jìn)行三面圍焊，將工字鋼梁與勁性柱連成整體。(2）在連接板與工字鋼梁腹板焊接完成后，拆除臨時安裝螺栓，采用塞焊將螺栓孔填焊飽滿。2.5.3圖5顯示了連接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖2.6型鋼板的制作壓型鋼板與核心筒墻體有垂直相交的也有平行相交的，由于核心筒在結(jié)構(gòu)施工時先于框架樓板結(jié)構(gòu)施工，加之壓型鋼板為永久性模板，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計時設(shè)計師往往會充分利用壓型鋼板與混凝土板的結(jié)合，考慮壓型鋼板受力，以節(jié)約鋼筋用量，因此壓型鋼板下部與核心筒四周的連接就更為重要。本工程采用的是在壓型鋼板下口加一通長角鋼，角鋼與核心筒墻采用膨脹螺栓固定，再將壓型鋼板與角鋼熔焊。壓型鋼板與核心筒墻體連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳見圖6。2.7柱角鋼和壓型鋼板支撐設(shè)計在鋪樓層壓型鋼板時，柱角部位會留有死角，為保證柱角部位壓型鋼板下口有足夠的支撐，需在柱角部位增加壓型鋼板支撐。本工程采用角鋼做柱角壓型鋼板支撐。壓型鋼板柱角支托節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳見圖7。2.8壓板密