双钢板组合剪力墙工法Word文件下载.docx
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本工法适用于型钢-混凝土组合剪力墙结构施工。
四、工艺原理
利用钢材承载力大、抗剪性能好、重量轻等特性,在普通剪力墙中增设两道定型钢板,中间浇筑混凝土,与劲性钢结构柱一同浇筑混凝土。
在不增加墙体厚度的情况下,使墙体的承载力和建筑物的抗震能力有极大提高。
五、工艺流程
施工准备→钢板放样、加工→钢板定位→钢板吊装组合→钢板固定→钢板焊接→焊缝检查→混凝土浇注施工。
施工模拟图
六、施工要点
1、施工准备
1)认真进行图纸会审,领会设计意图,编制专项施工方案,并组织专家对施工方案进行可行性分析、论证和焊接工艺评定;
2)对现场施工人员进行进行详细的技术交底,特别是有关节点做法。
3)组织施工人员进行技术培训和安全技术交底工作。
2、主构件加工
工艺流程:
原材料检测→号料→切割→抛丸除锈→边缘加工→栓钉焊接→钢隔板焊接→组装→焊接→矫正→焊缝检测→防锈防腐涂料喷涂。
1)主塔筒体钢板材质为Q345B,不同标高钢板厚度8~20mm不等;
筒体平面呈八角型,外侧边长3438mm。
2)根据结构受力特点并满足施工操作要求,将主塔筒体钢板平面分割成8个单元,每个单元由5块钢板、4块加劲板和若干栓钉、连接钢筋组成。
每个单元钢板高度约5400mm,主塔筒体单元钢板分割见图1。
图1主塔筒体单元钢板分割图
单元钢板组装分四个步骤,如下图:
图1-1
图1-2
图1-3
图4-4
3)先按照设计要求的位置及数量将栓钉焊接在内、外侧钢板上,内、外钢板通过加劲板、连接钢筋焊接连接成整体。
4)内、外钢板及加劲板后连接焊缝采用加设衬垫板的V型坡口焊缝,焊接质量等级为一级;
衬垫板规格为-30mm×
5mm,长度同焊缝长度。
5)施焊时应根据焊机性能,确定合适焊接参数。
焊接过程中应控制焊接收缩量、降低焊接残余应力。
6)焊接前,应将坡口两侧30mm范围内影响焊缝质量的毛刺、油污、水锈赃物、氧化皮等清洁干净。
7)为保证混凝土浇筑时的流动性,在钢板墙内劲板上开D=80@500透气孔。
同时筒壁两个钢板墙构件之间水平缝错缝200mm。
内外筒壁钢板水平缝可设置在同一水平面处。
3、型钢板定位
钢板面长边必须在楼层地板上固定牢固,保证钢板在混凝土浇筑前的稳定性。
于钢板起始标高处埋设预埋件。
见下图:
钢板起始标高处埋设预埋件的剖面图
钢板安装平面图埋件大样图
4、型钢板吊装
单元钢板就位前根据标高控制线在标高误差处设置1~2mm不同厚度的垫铁,使单元钢板安装满足标高要求。
单元钢板吊至其就位位置上方200mm时使其稳定,对准就位位置后缓慢下落,下落过程中避免磕碰。
构件基本就位后,利用可调式钢管斜支撑(简称“斜支撑”)将单元钢板与内平台钢梁临时固定,确保单元钢板稳定后摘除吊钩。
单元钢板就位后立即安装斜支撑,每单元钢板用不少于2根斜支撑进行固定,斜支撑安装在单元钢板的内侧面(见图2),其与楼面的水平夹角不应小于60°
。
通过调节斜支撑活动杆件调整单元钢板的垂直度,并用2m长靠尺对单元钢板垂直度进行校正,确保单元钢板垂直度满足质量要求。
每3个单元吊装高度用经纬仪进行垂直度校正。
单元钢板吊装后在各单元钢板水平和竖向接缝处设置安装节点板,安装节点板间距不大于500mm,节点板与各单元钢板采用焊接连接,将两侧单元钢板临时固定成整体,安装节点板在此层水平和垂直焊缝焊接完成后割除,节点板构造及安装如图3所示。
斜支撑安装 图2
节点板构造及安装如图3
5、型钢板焊接
(1)、对校正合格后得钢板依次进行水平缝及竖向缝焊接。
厚板焊接采用根部手工焊封底、半自动焊中间填充、面层手工焊盖面的焊接方式。
带衬板的焊件全部采用CO2气体保护半自动焊焊接。
每一层高最后一块钢板要求突出下一层的楼面上1~2m,便于下一层钢板的拼接施工。
(2)、施焊前准备工作:
①电流调试:
手工电弧焊不得在母材和组对的坡口内进行,可在试弧板上分别做短弧、长弧、正常弧长试焊,并核对极性。
CO2气体保护焊可在试弧板上分别做焊接电流和电压、收弧电流和收弧电压对比调试。
②气体检验:
核定CO2气体流量、送气时间、滞后时间、确认气路无阻滞、无泄露。
③焊接材料:
现场焊接施工所需的焊接材料和辅材,均应有质量合格证书,施工现场设置专门的焊材存储场仓库,进行分类保管。
领用人员领取时需核对焊材的质量合格证、牌号、规格。
焊条使用前均需要进行烘干处理。
④正式施焊前应清除定位焊焊渣、飞溅等污物。
定位焊点与收弧处必须用角向磨光机修磨成缓坡状且确认无未熔合、收缩孔等缺陷。
(3)、焊接条件:
①手工电弧焊作业风力大于5m/s和CO2气体保护焊作业风力大于2m/s时,未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊作业。
阴雨天气露天严禁进行焊接施工。
②厚板焊接施工时,需对焊口两侧区域进行预热,宽度为1.5倍焊件厚度以上,且不小于100mm。
当外界温度低于常温时,应提高预热温度15~25℃。
③若焊缝区空气湿度大于85%,应采取加热除湿处理。
(4)、焊接操作:
打底层:
在焊缝起点前方50mm处的引弧板上引燃电弧,然后运弧进行焊接施工。
熄弧时,电弧不允许在接头处熄灭,而是应将电弧引带至超越接头处50mm的熄弧板熄弧,并填满弧坑,运弧采用往复式运弧手法,在两侧稍加停留,避免焊肉与坡口产生夹角,达到平缓过度的要求。
填充层:
施焊前清除首层焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分,清除粘连在坡壁上的飞溅物及粉尘,检查坡口边缘有无未熔合及凹陷夹角,必须用角向磨光机清理干净。
CO2气体流量宜控制在40~55(L/min),焊丝外伸长20~25mm,焊接速度控制在5~7mm/s,熔池保持水准状态,运焊手法采用划斜圆方法,填充层焊接面层时,应注意均匀留出1.5mm~2mm的深度,便于盖面时能够看清坡口边。
面层焊接:
施焊前应对全焊缝进行修补,消除凹凸缺陷,保持该焊缝的连续均匀成型。
面层焊缝应在最后一道焊缝焊接时,注意防止边部出现咬边缺陷。
(5)、注意事项:
全部焊段必须尽可能保持连续施焊,避免多次熄弧、起弧。
穿越安装连接板处工艺孔时必须尽可能将接头送过连接板中心,接头部位均应错开。
同一层道焊缝出现一次或数次停顿需再续焊时,施焊接头需在原熄弧处后至少15mm处起弧,禁止在原熄弧处直接起弧。
CO2气体保护焊熄弧时,应待保护气体完全停止供给、焊缝完全冷凝后方能移走焊枪。
禁止电弧刚停止燃烧即移走焊枪,使红热熔池暴露在大气中失去CO2气体保护。
焊接过程中焊缝的层间温度应始终控制在100~150℃之间,在施焊过程中出现修补缺陷、清理焊渣所需停焊的情况造成温度下降,则必须进行加热处理,直至达到规定值后方能继续焊接。
焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应报告焊接技术负责人,查清原因,订出修补措施后,方可进行处理。
母材焊缝,必须立即进行后热保温处理,后热应在焊缝两侧各100mm宽幅均匀加热,加热时自边缘向中部,又自中部向边缘由低向高均匀加热,严禁持热源集中指向局部,后热消氢处理加热温度为200-250℃,保温时间按每25mm板厚1h确定。
达到保温时间后缓冷至常温。
焊后应清除飞溅物与焊渣,用焊缝量规、放大镜对焊缝外观进行检查,不得有凹陷、咬边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷,并做好焊后自检记录,自检合格后鉴上操作焊工的编号钢印,钢印应鉴在接头中部距焊缝纵向50mm处,严禁在边沿处鉴印,防止出现裂源。
6、焊缝检查(焊缝超声波探伤)焊件冷至常温≥24h后,进行无损检验,检验方式为UT检测。
1)探伤范围:
根据设计说明的规定,钢结构安装焊缝要求超声波探伤的焊缝有以下几种:
①100%的所有全焊透一级焊缝
②20%的二级焊缝
③按质量要求等级探伤
2)焊接检测
焊接检验记录主要内容:
工程名称、焊缝编号、坡口形式、焊缝种类、母材材质、规格、表面情况、探伤方法、验收标准、使用仪器、探头、耦合剂、试块、探伤灵敏度。
所发现超标缺陷及评定记录、检验人员及检验日期。
焊接检验报告主要内容:
工程名称、编号、探伤方法、探伤部位示意图、探伤比例、验收标准、缺陷情况、返修情况、探伤结论、检验人员及审核人员签字等。
7、混凝土施工
(1)对进场的混凝土严格进行坍落度检验,达不到要求一律清退出场。
(2)混凝土浇筑时采用布料机对墙体内侧均匀下料,钢板两面混凝土浇注时的高度差不得大于500mm,并加强混凝土的振捣。
(3)选用直径30以下的小直径混凝土振捣棒进行振捣及钢板墙内部辅助振动器振捣。
(4)在混凝土浇筑过程中禁止拆除钢板的固定锚索,保证钢板在墙体内的准确位置。
(5)混凝土浇筑完成后及时进行无水养护。
钢板钢内面及拼装示意图
浇筑完成后第二块钢板拼装示意图(内部)
剪力墙第二段混凝土浇筑(内部)
七、材料与设备
1、材料准备:
钢板:
钢板规格、厚度按照设计要求准备。
焊接材料型号:
表1焊接材料型号表
焊接方式
焊接母材
焊接材料
规格
备注
手工焊
Q235B
E43
Φ4mm
焊条
Q345B
E5015、E5016、E5018
CO2气体
保护焊
JM-58
Φ1.2mm
焊丝(实芯)
钢筋:
钢筋规格、直径按照设计要求准备。
混凝土:
采用当地商品混凝土,细石混凝土,坍落度为180±
20mm。
混凝土内掺加缓凝剂,初凝时间控制在标准状态下超过8h,高温条件下超过6h。
2主要施工机械设备表:
表2主要施工机械设备表
序号
机械名称
1
塔吊
15
二氧化碳焊机
2
插入振动器
16
空压机
3
圆盘锯
17
碳弧气刨枪
4
木工压刨
18
焊条筒
5
木工平刨
19
保温箱
6
手提电刨
20
高温烘箱
7
钢筋切断机
21
半自动切割机
8
钢筋弯曲机
22
电焊机房
9
电渣压力焊
23
直流电焊机
10
交流电焊机
24
02和CO2装置
11
直螺纹滚压套丝机
25
螺旋千斤顶
12
气焊工具
26
对讲机
13
砂轮切割机
27
手拉葫芦
14
平板车
3主要材料试验、测量、质检仪器表
表3材料试验、测量、质检仪器表
仪器设备名称
规格/型号
单位
数量
超声波探伤仪
CTS-22
台
自动安装水准仪
ZDS3
测温仪
300度
全站仪
5"
经纬仪
J2
八、质量控制
1、钢板质量要求
1)主控项目
钢材与焊接填充材料的选用应符合设计要求,并应有焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告;
其化学成分和其他质量要求必须符合国家现行标准规定;
2)一般项目
(1)结构用钢板的制作必须采用机械加工,并宜由工结构制作厂承担。
(2)承担焊接工作的焊工,应按现行行业标准《建筑钢结构焊接规程》JGJ81规定,持证上岗。
(3)钢板的安装应严格按照图纸规定的轴线方向和位置定位;
吊装过程中应使用经纬仪严格校准垂直度,并及时定位。
(4)施工中应确保现场型钢板的焊接质量,起焊缝质量应满足一级焊缝质量等级要求。
3)钢板验收标准。
表1钢板安装尺寸允许偏差及外观验收标准
项目
允许偏差(mm)
检验方法
表面平整度
2m靠尺配合塞尺检查
垂直度
用经纬仪检查
翘曲度
拉通线配合钢尺检查线
2、其他质量要求
1)本工法除满足设计图纸外,还必须执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)、《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)相关规定。
2)选用细石混凝土,坍落度达到180±
20mm;
混凝土初凝时间为标准状态下超过8h,高温条件下超过6h。
九、安全措施
1、要在职工中牢牢树立起安全第一的思想,认识到安全生产,文明施工的重要性,做到每天班前教育,班前总结,班前检查,严格执行安全生产三级教育。
2、进入施工现场必须戴好安全帽,2m以上高空作业必须佩带安全带。
3、吊装前起重指挥要仔细检查吊具是否符合规格要求,是否有损伤,所有起重指挥及操作人员必须持证上岗。
4、高空操作人员应符合高层施工体质要求,开工前进行体检。
5、高空作业人员应佩带工具袋,工具应放在工具袋中不得放在桁架或易失落的地方,所有手动工具(如手锤、扳手、撬棍),应穿上绳子套在安全带或手腕上,防止失落伤及他人。
6、钢结构是良好导电体,四周应接地良好,施工用的电源线必须是胶皮电缆线,所有电动设备应安装漏电保护开关,严格遵守安全用电操作规程。
7、保持身体干爽,避免在阴雨天气露天作业。
8、高空作业人员严禁带病作业,施工现场禁止酒后作业,高温天气做好防暑降温工作。
9、吊装时应架设风速仪,风力超过6级或雷雨浓雾天气时应禁止吊装;
夜间吊装必须保证足够的照明,构件不得悬空过夜。
10、氧气、乙炔、油漆等易爆、易燃物品,应妥善保管,分类堆放,严禁在明火附近作业,严禁吸烟。
十、环境保护
1、出入现场车辆要保持清洁,材料堆放要整齐,施工现场要做到工完场清。
2、钢材放样、号料要充分考虑钢板的尺寸,避免出现不可用的大料,节约钢材用量。
3、钢结构加工、焊接要一次到位,避免重复作业或者出现不合格品。
4、焊接加工场地应确保足够的通风,使场内环境良好。
5、严格执行当地有关环保要求的其他规定。
十一、工程实例
1、工程概况
盐城广播电视塔位于盐城市城南新区跃马路聚亨路,总建筑面积37735m2;
裙房地下1层,地上3层;
主塔地下2层,地上114.45m高观光层,主塔平面呈八角形,外侧边长3438mm,主塔标准层平面示意图见图1;
建筑总高度145m,二期建筑总高度195m。
塔体总用钢量约1800吨。
2、结构概况
主塔采用钢板混凝土结构,主塔筒壁厚度为300mm,钢板材质为Q345B,主塔不同标高筒壁钢板厚度及混凝土强度等级见表;
结构抗震设防烈度为七度,结构设计使用年限为50年。
3、施工难点
安装精度高,变形因素多。
本工程结构形式特殊,安装精度高于一般高层建筑和塔桅结构,结构安装质量控制难度大。
除测量、焊接等影响安装精度的因素外,结构高度变化,因季节温差、昼夜温差、日照引起的结构温差,混凝土的收缩与徐变等因素也加大了施工阶段结构的变形控制。
高空焊接量大。
主塔每节筒体由8块单元钢板组成,每块单元钢板的内外侧水平及垂直焊缝均为全熔透焊缝,高空焊接量大。
标高位置
钢板厚度(mm)
混凝土强度等级
备注
-10.18m~15.74m
-12
C50
15.74m~33.38m
-20
C45
33.38m~45.98m
-16
C40
45.98m~58.58m
C35
58.58m~72.18m
-10
C30
72.180m~135.10m
-8
十二、结束语
任何一种建筑材料都有其长处和短处。
如混凝土的抗压性能好但不能抵抗拉力;
钢材虽然抗压强度相同,但受压时常取决于其稳定承载力,强度不能充分利用。
为了充分发挥混凝土和钢材这两种材料的长处,克服其短处,把它们组合起来形成一个构件而共同工作是较好的办法。
现代建筑发展对施工技术的要求越来越高,本工法的应用保证了盐城电视台主塔楼工程施工的工期、质量及安全目标,促进了高层、超高层劲性钢板剪力墙体系的施工技术,为我公司积累了相关领域的施工经验,也为承接同类工程奠定了基础。
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