公司钢结构施工总结

中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第1页钢结构工程业绩中国建筑工程总公司是一家顺应建筑市场国际化大趋势的新一代建筑企业，致力于为国内、国外业主提供国际标准的建造服务，总资产超过4亿元、年营业额近6亿元的大型建筑企业，我公司拥有丰富的人力、技术资源和专业化的建造经验，近几年随着钢结构的发展，承建了一大批钢结构工程，在钢结构方面有着丰富的施工经验，建造了一系列建筑精品。下面简要介绍我公司承建施工的几个钢结构项目：一.北京中国银行总部大厦工程1.工程概况中国银行总行大厦是美国贝氏建筑师事物所设计的北京又一标志性建筑，该建筑总面积174000平方米，位于西单路口西北角，东南两侧地上十一层，西西北两侧地上十五层，建筑的中部是个4000多平方米的四季大厅。在东侧及南侧采用大跨度钢结构将混凝土结构托起，形成跨度达55米的建筑主入口，体现出整个建筑的恢宏气势。本工程钢结构应用主要体现在以下两个方面1）大跨度钢桁架－钢筋砼组合结构应用中银大厦东南侧分别面临西单北大街和西长安街，作为整个建筑的主入口，东南侧入口宽度达到55.2m，设计师采用了钢桁架－钢筋砼组合结构的结构形式解决了两个巨大的出入口空间问题。钢桁架共计有四榀，即东侧、南侧各两榀，外侧钢桁架跨度55.20m，重量为242.7T，内侧钢桁架跨度为图1-1中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第2页图1-2网架效果图46.25m，重量为215.9T。整个钢桁架支承在两端的两个三角形钢筋砼筒体上，底标高为9.69m，高度为6.9m（两个楼层），承担着上部八层钢筋砼结构楼层重量，体现出整个建筑的宏伟气势和中国银行的雄厚财力。2）巨型网架制作安装技术的应用本工程四季大厅方形区域平面尺寸为55.2m55.2m，由16个完整的四棱锥体组成（13.8m13.8m6.9m），结构形式为网架结构。2.大跨度钢桁架－钢筋砼组合结构应用1）组合结构应用的难点由于该组合结构跨度较大，在国内工程应用中尚无先例，国外资料也未查到。在香港汇丰银行新楼中曾使用钢桁架悬吊楼层，但其跨度仅为33m，悬吊楼层也不及本工程荷载大。因此，它不仅是一个施工难度的问题，而且涉及到诸多的设计问题以及今后使用期间可能出现的问题。例如，钢桁架承担上部八层钢筋砼结构楼层荷载，是按简支桁架计算，还是与上部砼结构形成一个共同受力的复合结构来考虑？温度应力及砼收缩对组合结构本身及与周边砼结构连接产生何种不利的影响，如何消除这些影响？以及钢桁架制作安装中尚有诸多问题需解决。为此采取以下措施，取得了良好的结果，保证了本工程大跨度钢桁架－钢筋砼组合结构顺利实施，为国内今后类似工程组合结构的应用提供了宝贵的经验。a在上部结构施工中在楼板及墙体上特设置了施工后浇带由于钢桁架－钢筋砼组合结构应用是本工程构重点难题之一，我们与美方结构设计方威德林格工程事务所、建研院设计所及国内有关专家共同商讨了问题的解决办法，认为在钢桁架焊接形成整体，上部砼结构未施工之前，钢桁架完全属于一个简单的简支桁架，承受其自身的重量。但随着上部砼结构的施工及砼强度的提高，砼结构会与钢桁架结合形成一个复合的受力体，这种复合受力体的高度是随着上部砼结构的逐步完成而发生变化的。中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第3页虽然，这种复合的受力体有助于提高整个组合结构的承载力，但由于这个复合受力体是随着上部楼层的逐渐完成和砼强度的提高而呈变化状态的，考虑到施工不确定因素的影响，精确的分析变得非常困难。为此，结构设计师提出在结构施工阶段不考虑上部结构参与工作，使钢桁架处于一个明确清晰的受力状态，为确保上部结构不参与共同工作，上部结构施工中在楼板及墙体上特设置了施工后浇带，如图3、4所示。图1-3楼板后浇带布置图图1-4墙体后浇带布置图b将钢桁架两端的竖向后浇带选择一个理想的温度环境进行浇筑考虑到温度应力及砼收缩对组合结构及周边砼结构的影响，而钢桁架的温度变形最终集中在两端的支座区域，每个支座区域将分担温差总变形的一半。为有效地减小温差变形，将钢桁架两端的竖向后浇带选择一个理想的温度环境进行浇墙体后浇带3墙体后浇带4中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第4页筑，对减小由于温差而产生的变形是很有帮助的。本钢桁架在98年1月中旬开始安装，3月底完成了全部安装工作，上部砼结构在6月底全部完成，后浇带封闭需选择了个介于夏季高温和冬季低温之间的平均温度，具体考虑如下：最高气温Tmax=40℃最低气温Tmin=-15℃平均气温Tmea=[40+(-15)]/2=12.5℃在上述情况下，钢桁架由温差产生的端支座自由变形值为：9.26mm由此可见，选择合适的温度环境封闭钢桁架两侧竖向后浇带对减小温度变形和应力是非常有帮助的。2）钢桁架工程特点本工程钢结构工程总吨位虽然不是很大，但单件尺寸及重量都可堪称建筑钢结构构件之最，最大构件长20米，重量38吨，特别是4榀桁架属于重型钢结构，共有68个构件，平均每个构件有6个接口，接口形式主要有上下弦杆的箱形及斜腹杆的H形2种，又是在地面10米至17米高空，组对难度极大。可以说整个钢结构施工在地下室结构上部进行，在楼板上安装支撑及其他辅助设施必须考虑楼板的承载能力，并且大型起重设备的站位也必须考虑楼板及地下室的承载能力。3）材料加工设计选用的钢桁架材质为美国ASTMA572Gr50级，所有杆件均采用厚钢板（25mm75mm）焊接而成，上下弦为箱形截面，上弦截面尺寸为680790，下弦截面尺寸为680875，斜杆为工字型截面，截面尺寸为500550（详见图1-5）。所有焊缝采用全溶透焊，焊接工作量较大。中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第5页按照美方设计要求，钢板选用美国标准ASTMA572Gr50级，大部分钢板厚度为50毫米及75毫米，少量为25毫米，与我国的16Mn钢大致接近，但国产16Mn钢板在厚度超过25mm以上，强度逐渐降低，不能满足设计要求。国外厂家纷纷找上门来，经过我方全面了解咨询，最终采用的钢材是舞阳钢场按照美国标准生产的25~75mm厚钢板1300吨。节约130万元材料费。4）构件制作钢桁架的制作加工是由中铁金属建筑结构总厂承担完成的。如图6所示，每榀桁架由16个单元体组成，最大的单元体长度为20m，重量达38吨，在民用建筑工程中是比较少见的。焊接是构件制作中的关键环节，在正式构件制作加工前，根据经验并通过模拟试焊制定了不同部位详细的焊接工艺。大部分焊接工作是由全自动焊机完成的，手工焊接部分挑选优秀焊工。公司还聘请两名焊接专家驻厂汇同监理工程师179-D13TRUSST-1SUB-ASSEMBLYSTEELTRUSSESSUB-ASSEMBLYTRUSST-2SUB-ASSEMBLYNOTE:ALLDIMENSIONSSHOWNREFERTOCENTERLINEOFTRUSSMEMBERNOTE:ALLDIMENSIONSSHOWNREFERTOCENTERLINEOFTRUSSMEMBERSC-30906-28-971:1009528RTTFJ4250690069006900690026502650|THEORETICALSPLICEJOINTLINE|THEORETICALJOINTLINESPLICE|THEORETICALJOINTLINESPLICE|THEORETICALSPLICEJOINTLINE690069001500JOINTLINE|THEORETICALSPLICEJOINTLINE|THEORETICAL3960SPLICEJOINTLINE|THEORETICALSPLICE42506900JOINTLINE|THEORETICALSPLICE|THEORETICALSPLICEJOINTLINE2650485069001500|THEORETICALSPLICEJOINTLINE|THEORETICALJOINTLINE200020002960JOINTLINESPLICE|THEORETICAL|THEORETICALJOINTLINESPLICE425069006900|THEORETICALJOINTLINE2000|THEORETICALSPLICEJOINTLINE2960SPLICE2000SPLICEJOINTLINE|THEORETICAL5200.6(TYP)JOINTLINE|THEORETICALSPLICESPLICEJOINTLINE|THEORETICAL(TYP)2300(TYP)2300SPLICEJOINTLINE|THEORETICALJOINTLINE|THEORETICALSPLICE2300(TYP)JOINTLINE|THEORETICALSPLICESPLICEJOINTLINE|THEORETICAL(TYP)5200.6JOINTLINE|THEORETICALSPLICE|THEORETICALJOINTLINESPLICE(TYP)2300SPLICE15003960150075757575759690.57575753000|THEORETICALSPLICEJOINTLINE|THEORETICALSPLICEJOINTLINE9690.59690.59690.5SPLICEJOINTLINE|THEORETICAL425026503000FINALISSUEFORBID06-28-970CABR1997.06.28图1-6外侧钢桁架拼装图上弦截面下弦截面斜杆截面图1-5钢桁架杆件截面中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第6页进行质量控制和检查。整个加工制作工作历时两个多月，总的来说，效果还是满意的。5）现场安装对于现场安装，我们考虑过多种方案。a现场地面组对焊接，整体提升就位。根据地面组对焊接场地的不同，又可分为楼板上和楼板外组装两种。这些方案可以避免高空组对焊接的困难，在楼板上组装还可以避免使用特大型起重设备。但是，均需要搭设地面操作平台和大型龙门支架，对周围混凝土施工的影响也比较大。另外，如果采取立式组装焊接，仍然存在高空操作的问题；如果平躺组装焊接，为保证桁架立起时的侧向稳定，需要大量设备，且提升及滑移过程中桁架的侧向稳定也难保证。b地面组装部分部件，然后用特大型起重设备起吊。此法可减少高空操作及龙门支架，须以大型抱杆或300吨以上的起重机双机抬吊，安装接口的调整难度大。c全部部件高空组装焊接。这种方法简便易行，对地下室混凝土结构影响小，图1-7试拼装完毕的钢桁架图1-8焊缝超声波检验中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第7页符合设计单位的安装思路。但是高空组装和焊接均需要较高的操作水平，且须使用300吨以上的大型起重设备。我们考虑到安装分包单位燕化安装公司铆焊实力强，又拥有全国最大的600吨全路面汽车起重机，同其多次协商，采取了第三方案。实践证明，施工效果很好。钢桁架安装自1998年1月9日第一榀进场，直到3月31日全部安装完毕，历时3个多月。质量优良，一次就通过了中国建筑工程质量检测中心的验收，取得了业主、监理和设计单位的一致好评。图1-9钢结构柱吊装图1-10桁架下弦吊装中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第8页图1-11钢桁架安装图1-13钢桁架焊接图1-12钢桁架焊接前的坡口打磨中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第9页、6）要起重机具起重机采用GMT500-600吨汽车起重机（图16）及KMK4070-70吨汽车起重机；吊装缆绳采用直径43.5mm长10m2股2根直径28.5mm长5m2股2根，直径28mm以下若干；吊装卡扣：25吨，20号卡扣4个；钢板及枕木：厚度40以上钢板2.5×4米4块，道木80根。图1-14焊后消除应力热处理图1-15钢桁架临时支撑中国建筑工程总公司钢结构工程业绩第10页7）结语中银大厦钢桁架安装自98年1月9日第一榀桁架进场，调集优秀焊工近50人，电焊机近30台，动用GMT500型600吨汽车起重机，投入钢桁架的安装，至3月31日完成全部工作，历时三个多月，一次通过了中国建筑工程质量检测中心的验收，工程质量达到优良，取得业主、监理及