敦煌大剧院钢结构制作方案.docx
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敦煌大剧院钢结构制作方案
第1章编制依据
1.1国家主要法律法规和规范性文件
表1.1-1国家主要法律法规和规范性文件
序号
法规和规范性文件名称
文号
1
中华人民共和国环境保护法
国家主席令第22号
2
中华人民共和国安全生产法
国家主席令第70号
3
中华人民共和国建筑法
国家主席令第91号
4
建设工程质量管理条例
国务院令第279号
5
建设工程安全生产管理条例
国务院令第393号
6
工程建筑标准强制性条文
建设部建标[2002]219号文
7
建筑工程设计文件编制深度规定
建设部[2003]84号
8
安全生产许可证条例
国务院令第397号
9
实施工程建设强制性标准监督规定
建设部第81号令
1.2国家规范、行业规范、标准及地方规范
表1.2-1国家规范、行业规范、标准及地方规范
序号
名称
文号
1
建筑结构可靠度设计统一标准
GB50068-2001
2
工程建设标准强制性条文-房屋建筑部分
2002年版
3
建筑工程抗震设防分类标准
GB50223-2008
4
建筑结构荷载规范
GB50009-2012
5
建筑抗震设计规范
GB50011-2010
6
混凝土结构设计规范
GB50010-2010
7
钢结构设计规范
GB50017-2003
8
建筑钢结构防火技术规范
CECS200:
2006
9
建筑工程施工质量验收统一标准
GB50300-2001
10
钢骨混凝土结构设计技术规程
YB9082-2006
11
高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程
DG/TG08-015-2004
12
钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程
YB9238-92
13
建筑机械使用安全技术规范
JGJ33-2012
14
钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程
JGJ82-2011
15
涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
GB8923--2011
16
建筑变形测量规程
JGJ8/J719-2007
17
钢结构制作安装施工规程
YB9254-1995
18
高层民用建筑钢结构技术规程
JGJ99-2011
19
建筑钢结构焊接技术规范
GB50661-2011
20
钢结构工程施工质量验收规范
GB50205-2001
21
厚钢板超声波检验方法
GB/T2970-2004
22
钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB/T11345-2013
23
焊接与切割安全
GB9448-99
24
热轧型钢
GB/T706-2008
25
气焊焊接工艺规程
GB/T198672-2008
26
低合金高强度结构钢
GB/T1591-2008
27
碳素结构钢
GB/T700-2006
28
碳钢焊条
GB/T5117-2012
29
熔化焊用焊丝
GB/T14957-1994
30
碳钢药芯焊丝
GB/T10045-2001
31
热轧H型钢和剖分T型钢
GB/T11263-2005
32
钢结构工程施工规范
GB50755-2012
33
建筑结构用钢板
GB/T19879-2005
34
厚度方向性能钢板
GB/T5313-2010
35
热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T709-2006
36
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T8110-2008
37
焊接工艺规程及评定的一般原则
GB/T19866-2005
第2章工程概况
2.1总体概况
本工程位于敦煌市主城区东南方向,为大型乙等剧场,观众厅人数1419人,以出演歌舞剧为主,兼顾戏曲、话剧、会议等其他功能。
建筑地下二层,功能为舞台台仓和设备机房;地上局部四层,建筑结构高度23.9m,钢桁架屋脊处建筑高度35m。
为营造仿汉唐风格建筑形象。
本项目地下建筑面积12626.33m2,地上建筑面积20865.84m2,地上结构面积29547.0m2。
名目
内容
工程名称
敦煌大剧院
工程地点
敦煌主城区东南方向
监理单位
兰州煤矿设计研究院
设计单位
中国建筑上海设计研究院有限公司
勘察单位
西北综合勘察设计研究院
总包单位
中国建筑第八工程局有限公司
效果图
2.2钢结构工程概况
地上采用钢框架-支撑结构,地下室为钢砼框架--剪力墙结构,地上钢柱延伸至地下一层。
单体
楼号
建筑主要用途
层数
结构
类型
基础类型
主体
结构
高度
设计使用年限
建筑结构安全等级
地基机车设计等级
地下室防水等级
地下
地
上
敦煌
大剧院
剧院
2
4
钢框架-支撑结构
桩基
29.40m
50年
一级
甲级
一级
地下室钢结构由142根型钢柱及其埋件组成。
钢柱截面类型主要有H型、十字转箱型。
地上钢结构由箱型钢柱、H型钢柱、箱型梁、H型梁、柱间支撑、钢桁架、水平支撑以及隅撑组成。
钢柱构件主要截面信息统计如下:
序号
名称
截面示意图
截面尺寸
主要材质
1
H型柱
700x600x18x30
600x450x16x22
800X550X20X28
800X550X22X28
700X700X18X35
800X700X20X35
800X500X20X25
700X500X18X25
800X450X20X25
500x450x16x22
Q345B
2
十字型柱
300x600x20x20+300x600x20x20
300x600x25x25+300x600x25x25
250x500x16x16+250x500x16x16
350x700x25x25+350x700x25x25
400x600x25x25+300x800x25x25
500x800x35x35+400x1000x35x35
350x700x28x28+350x700x28x28
375x600x25x25+300x750x25x25
400x600x30x30+300x800x30x30
Q345B
3
箱型柱
600x600x20x20
600x600x25x25
500x500x16x16
700x700x25x25
600x800x25x25
800x1000x35x35
700x700x28x28
600x750x250x25
600x800x30x30
600X600X35X35
500X500X20X20
800X800X20X20
900X1000X25X25
1100x1100x40x40
1100X1100X25X25
1300X1000X30X30
1000X800X30X30
800X1000X28X28
700X900X22X22
700X700X20X20
800X600X18X18
600X600X16X16
700X700X18X18
1000X800X25X25
500X550x18x18
500X600x20x20
550X550x18x18
800X700x25x25
500X700x22x22
Q345B
4
钢梁
800x230x14x20
800x280x14x20
800x250x14x35
400x150x8x8
600x200x10x12
600x210x10x22
600x230x10x25
………
Q235B
Q345B
主要典型节点形式
桁架下弦节点
桁架节点
十字转箱型柱脚节点
多牛腿复杂钢柱节点
钢结构基本技术要求
钢结构基本技术要求
钢材
钢材
构件
最大板厚/规格
Z向性能
钢材牌号
钢柱
40mm
40≤t<60,Z15;
Q345B
钢框梁
40mm
40≤t<60,Z15;
Q235B,
Q345B
次梁
16mm
/
Q235B,
Q345B
钢悬梁
22mm
/
Q235B
Q345B
锚栓
M30,M42
/
Q235B
Q345B
高强螺栓
型号等级
抗滑移系数
扭剪型,10.9级,
≥0.45
栓钉
ML16,ML19,ML22
除锈等级
喷砂除锈,Sa2.5级
防腐要求
底漆采用环氧富锌漆70μm,中间漆采用环氧云铁漆60μm
防火要求
构件类型
耐火极限(小时)
防火涂料类型
钢柱
3.0
厚涂型
钢桁架
2.0
超薄型
钢梁
2.0
超薄型
第3章钢结构加工制作
3.1制作厂介绍
本工程所有构件均由中建钢构四川厂负责加工制作。
中建钢构四川厂位于四川省天府新区仁寿视高开发区。
四川厂总用地588亩,分两期建设,其中一期占地353亩,投资额4.5亿元,产能为14万吨。
一期以生产建筑钢结构为主,产品涉及超高层建筑、文体场馆、机场站房等多个领域。
二期占地235亩,产品定位绿色建筑领域。
西部厂所在的视高经济开发区隶属于国家级新区天府新区,位于成都南大门,仁寿北大门,据双流机场40公里、成都第二机场(规划已批准)25公里、成都第二绕城高速10公里、成都第三绕城高速公路5公里。
3.2加工制作管理组织架构
根据本工程的主体结构框架、连接方式的特点及总包对工期、质量的要求,为按时、保质、保量完成本工程的加工制作任务,将组建专职管理小组,由项目部直接管理。
加工制作管理组织机构如下图所示:
加工制作管理组织架构
3.3加工制作重难点
本工程工期紧张,2016年1月3日设计下发正式版图纸,2月15所有7000吨钢构件全数到场,深化、采购、加工周期约43天,且施工跨越春节,加工制作资源组织难度大,工厂制作工程量大,工期紧。
为此,我司将安排工厂昼夜生产,钢材全数现货采购。
序号
内容
保证措施
1
管理保证
(1)推行目标管理。
根据业主及安装确定的工期节点编制项目整体加工计划,并在此基础上进行细化,将总计划逐步分解为可实施的季度、月度、周生产计划。
并且计划编制完成后及时发放制作厂各职能部门及生产车间,方便各类生产资源的及时组织配套及车间生产的组织实施。
(2)生产例会保障制度。
根据项目运行情况定期组织各职能部门及生产车间召开工程例会,对项目的工期进展、生产资源的配套同步、与项目现场的沟通对接情况等进行通报。
针对项目运行中生产进度出现的偏差,及时查找原因并制订解决措施,限定责任人限期落实。
(3)通过现场服务组保持与施工现场的密切沟通和紧密配合,对项目现场的实际运行情况进行及时了解与反馈,制作厂及时根据现场状态调整车间制作,满足项目运行要求。
2
人员保证
(1)根据制作厂相关管理规定要求,重点项目均由公司领导亲自挂帅。
按照本项目工程量及工期进度要求,制作厂计划由生产副总亲自担任本项目生产经理,全面协调项目运行过程中的生产资源组织筹备、工期进度实施调整、与现场沟通协调等工作,全面履行制作厂在本项目运行过程中作出的各项承诺。
(2)根据工期计划、工作量和设备情况制定详细的用工计划,车间内焊工多数具有在中央电视台、深圳大运会现场施工经验,另有多人在国内多次焊接技能比赛中获取靠前名次,操作技术水平高,完全可以胜任焊接要求。
3
物资及设备保证
(1)经过长期的培养,制作厂已建立了一大批保持长期合作的优质材料厂商,同时还与国内各大钢厂建立了合作伙伴关系,
(2)根据本工程制作进度计划,制定详细的分阶段的物资材料和设备需用计划,为物资材料和机械设备的调度提供充分的准备时间。
(3)将采购周期由原有的35天期货采购缩短到15-20天现货采购,为构件加工争取时间。
4
技术保证
(1)项目正式开工前认真组织做好焊接工艺评定及必要的工艺性实验。
(2)按时保质完成各深化设计图及工艺排版图。
5
春节期间劳动力保证措施
(1)通过提高春节期间操作人员的薪金水平和福利待遇,吸引更多操作工人在春节期间坚守岗位。
(2)春节放假前做好充分策划工作,确保假日后工人按时返岗,尽快恢复车间产能。
(3)春节期间,制作厂领导班子成员轮流当值,各职能部门均安排值班人员,确保春节期间对车间生产的服务和指导。
6
用电高峰期保证措施
(1)制作厂每季度均组织人员对供电线路进行检查、检修,确保供电线路通畅,为车间生产提供保障。
(2)凭借近年制作厂与电力局保持的良好合作关系和制作厂对本地所做贡献,可在用电高峰期间保持生产用电供应的平稳、充足。
3.4加工制作总体流程
钢结构加工制作总体流程如下图所示:
钢结构加工制作总体流程
3.5钢结构加工制作准备
1、钢材存储
由于本项目工期十分紧张,为保障构件供应,同时考虑钢材市场波动较大,构件加工前需大量采购钢材。
钢材进厂后,应按规格、按材质堆垛,堆码时地下必须垫放枕木,保证离地高度在300mm以上。
钢材出库时采取先进先出原则,尽量减少钢材的库存时间。
钢材应堆码整齐,在堆垛时注意防止薄板的压弯,钢板侧部应喷漆记录钢材规格、材质及工程名称,按钢材材质不同进行喷涂不同颜色的油漆。
此外,仓库管理人员应定期盘点,做好账物相符。
钢材堆场部分图片如下:
2、生产准备
生产准备
序号
准备事项
内容
1
作业人员
对各技术工种工人的配备、工作轮班的安排、各班组工人的临时调配等,都要按生产作业计划的要求作好安排
2
原材料准备
原材料应在规格、品种、数量、质量、到货期等方面满足和保证生产现场的需要
3
机械设备
设备类型、数量及正常运转是完成生产作业计划的重要保证。
在制定作业计划时,要考虑设备维护、保养、检查、修理等需要,贯彻设备预修制度,准备好易损备件,保证设备处于良好运行状态
4
动力和运输
动力供应和物资运输都是正常生产的基本条件。
动力供应需备好燃料,维护好输变电设备,使其保持正常运转。
物资运输准备需做好运输车辆、设备设施的维护保养,合理安排运输路线
5
场地准备
根据各工序流水顺序安排生产场地,避免倒流水,尽量减少车间倒运工作量。
场地安排时应考虑留有一定间距,以便操作和零件堆放,保证成品能顺利运出。
2、技术准备
技术部门认真研究总包提供的设计文件(结构设计图纸、设计规范、技术要求等),积极参加进行设计交底,经技术部门消化理解后,编制相关制作方案,完成施工图深化设计、焊接工艺评定试验、火焰切割工艺评定试验、涂装工艺评定试验、工艺文件编制、工装设计和精度控制标准以及焊工、检验人员培训等技术准备工作。
3.6加工制作通用工艺
3.6.1钢板矫平
为保证本工程钢构件的加工制作质量,钢板如有较大弯曲、凹凸不平等问题时,应先进行矫平,钢板矫平时优先采用矫平机对钢板进行矫平,当矫平机无法满足时采用2000t液压机进行钢板矫平,钢材矫平后的允许偏差见下表:
钢材矫平后的允许偏差
项目
允许偏差
控制目标
检验方法
图例
钢板的局部平面度
t≤14
1.5
1.0
直尺和塞尺
t>14
1.0
1.0
型钢弯曲矢高
1/1000且不应大于5.0
1/1000且不应大于4.0
拉线和钢尺
---
H型钢对腹板的垂直度
b/100且不大于2.0
b/100且不大于1.0
角尺和钢尺
2、碳素结构钢在环境温度低于-16℃、低合金结构钢在环境温度低于-12℃时不应进行冷矫正。
3、采用加热矫正时,加热温度,冷却方式应符合下表的规定:
冷却方式应符合
加热温度、冷却方式
Q235
Q345
加热至850℃~900℃然后水冷
×
×
加热至850℃~900℃然后自然冷却
○
○
加热至850℃~900℃然后自然冷却到650℃以下后水冷
○
×
加热至600℃~650℃后直接水冷
○
×
(注①×:
不可实施○:
可实施;②上述温度为钢板表面温度,冷却时当温度下降到200~400℃时,须将外力全部解除,使其自然收缩。
)
4、矫正后的钢板表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm,且不应大于该钢板厚度负允许偏差的1/2。
5、钢板矫正后的允许偏差应符合GB50205-2001有关条款的规定。
3.6.2放样、下料
放样、下料和检验所使用的量具,应是经计量部门校准合格的量具。
下料前核对钢板的牌号、规格,检查表面质量,再进行下料。
号料时应除去大于10mm的轧制边缘。
根据不同的加工工艺,应放足切割或加工余量,并应根据零件的长度和将组成构件的焊缝尺寸预先放好焊接收缩量。
所有零件下料,根据放样结果采用无余量一次下料工艺。
低合金钢和碳素钢钢板采用下列设备加工,切□表面粗糙度达到Ra25μm。
低合金钢和碳素钢钢板加工设备
项目
工具
NC火焰
切割机
半自动火焰
切割机
剪板机
圆盘锯
冷锯角钢冲剪机
T>9mm的零件板
√
√
t≤9mm的零件板
√
型钢、角钢
√
√
对于相同尺寸数量较多的零件,采用样条、样板下料。
工厂钢板切割实景
放样下料所划的切割线,必须正确、清晰。
下料的尺寸以及加工样板的允许偏差按要求执行。
火焰切割原则上采用自动火焰切割机或半自动火焰切割机。
钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于1mm的缺棱。
切割后,切割面的割渣等应清除干净,自由边缘应倒角处理。
气割加工的零件允许偏差应符合下表的规定:
气割加工的零件允许偏差
项目
允许偏差mm
控制目标mm
检查方法
零件的长度、宽度
±3.0
±2.5
钢尺、游标卡尺
切割面平面度
0.05t且≤2.0
0.05t且≤2.0
水平尺、塞尺
割纹深度
0.3
0.3
游标卡尺
局部缺□深度
1.0
1.0
游标卡尺
机械剪切的允许偏差应符合下表的规定:
机械剪切的允许偏差
项目
允许偏差mm
控制目标mm
检查方法
零件宽度、长度
±3.0
±2.5
钢尺、游标卡尺
边缘缺棱
1.0
1.0
钢尺、游标卡尺
型钢端部垂直度
2.0
1.5
直角钢尺
火焰切割实例如下图所示:
火焰切割实景
厚板切割实景
3.6.3材料拼接
所有主要构件,除非详图注明否则一律不得随意拼接。
所有零件尽可能按最大长度下料,同时注意材料的利用率。
图上有注明拼接时,按图施工,但拼接接头必须避开构件或开孔边缘200mm以上。
图上没有注明拼接时,拼接位置应在内力较小处,一般可留在节间长度1/3附近。
H形钢翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽,且钢板长度最短不得小于800mm。
腹板拼接长度≥600mm。
接缝与节点位置、高强螺栓连接板边缘、开孔距离必须≥200mm。
翼缘板与腹板接缝需错开200mm以上。
板对接时,应检查以下几个方面合格后方可施焊:
板对接焊条件
序号
保证项目
检查方法
允许偏差(mm)
1
对接板直角度
检查对角线
对角线差≤3
2
焊缝间隙
焊缝量规
0~3
3
反变形措施
测量反变形量
/
4
焊缝错□
直尺或焊缝量规
<0.1t且≤2
3.6.4端部铣平
1、钢柱现场焊接的下段柱顶面应进行端部铣平加工,箱型截面内的隔板为保证加工精度需要进行端部铣平加工;
2、端部铣平加工应在矫正合格后进行;
3、钢柱端部铣平采用端面铣床加工,零件铣平加工采用铣边机加工;
4、端部铣平加工的精度应符合下表的规定:
端部铣平加工的精度
项目
允许偏差(mm)
控制目标(mm)
两端铣平时的构件长度
±2.0
±1.0
铣平面的平面度
0.3
0.3
铣平面对轴线的垂直度
L/1500
L/1500且不大于2.0
3.6.5坡口加工
1、机械加工
钢板滚轧边和构件端部不需进行机加工,除非要求它们与相邻件精确装配在一起。
包括底板在内的对接构件,在使用磨床、铣床或能够在一个底座上处理整个截面的设计机床制作完后,其对接面应进行机加工。
火焰切割的边缘宜用磨床将表面磨光。
用于加劲肋的角钢或平板应切割、打磨、以保证边缘与翼缘紧密装配。
2、加工工具的选用
选用半自动割刀或铣边机(厚板坡口尽量采用机械加工)。
3、坡口加工的精度应符合相应施工规范的要求。
坡口加工的精度
项目
允许偏差
控制目标
坡口角度
±5°
0°~+5°
坡口钝边
±1.0mm
±1.0mm
坡口面割纹深度
0.3mm
0.3mm
局部缺口深度
1.0mm
1.0mm
4、坡口加工质量如割纹深度、缺口深度缺陷等超出上述要求的情况下,须用打磨机打磨平滑。
必要时须先补焊,再用砂轮打磨。
5、坡口加工实例图片如下所示:
图6.4-4坡口加工图例
3.6.6制孔
1、零件上高强度螺栓孔应采用摇臂钻床、自动数控钻床加工。
型钢上高强度螺栓孔采用三维钻床加工或用磁力钻钻模板进行钻孔加工。
2、普通螺栓孔采用摇臂钻床、自动数控钻床加工。
3、梁腹板设备孔开孔采用数控火焰切割机在零件下料时切割加工。
4、钻孔后孔周围的毛刺、飞边等须用打磨机清除干净。
5、高强度螺栓连接中连接钢板的孔径略大于螺栓直径,并必须采取钻孔成型方法,钻孔后的钢板表面应平整、孔边无飞边和毛刺,连接板表面应无焊接飞溅物、油污等,螺栓孔径及允许偏差见下表:
螺栓孔径及允许偏差
名称
允许偏差(mm)
控制目标mm
螺栓
0~+0.84
0~+0.84
螺栓孔
螺栓直径≤16
1.0
1.0
螺栓直径﹥16
1.5
1.5
垂直度
0.03t且不应大于2.0
0.03t且不应大于2.0
6、高强度螺栓连接连接板螺栓孔距允许偏差见下表:
高强度螺栓连接连接板螺栓孔距允许偏差
项次
项目
螺栓孔距(mm)
<500
500~1200
1200~3000
>3000
1
同一组内任意两孔间
允许偏差
±1.0
±1.2
-
-
2
相邻两组的端孔间
±1.2
±1.5
+2.0
±2.5
(注:
孔的分组规定:
1)在节点中连接板与一根杆件相连的所有连接孔划为一组。
2)接头处的孔:
通用接头-半个拼接板上的孔为一组;阶梯接头-两接头之间的孔为一组。
3)在两相邻节点或接头间的连接孔为一组,但不包括1)、2)所指的孔。
4)受弯构件翼缘上,每1m长度内的孔为一组。
)
7、螺栓孔孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm,其允许偏差应符合下表的规定:
螺栓孔孔壁表面粗糙度允许偏差
项目
允许偏差(mm)
直径
+1.0
圆度
2.0
垂直度
0.03t,且不应大于2.0
8、制孔实例图片如下所示:
制孔实例图
3.6.7高强度螺栓连接摩擦面加工
1、高强度螺栓连接摩擦面的加工,采用抛丸加工处理。
2、高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁。
不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等。
3、加工处理后的摩擦面,应采用塑料薄膜包裹,以防止油污
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