钢结构施工-***钢结构厂家-徐州钢结构

钢结构作为一种承重结构，由于其自重轻、强度高、塑性及韧性好、抗震性能优越、工业装配化程度高、综合经济效益显著、造型美观以及符合绿色建筑等众多优点，深受建筑师和结构工程师的青睐，被广泛应用于各类建筑中。但钢结构自身的一些弱点，例如：耐火性能差、对荷载比较敏感、易腐蚀等，使得世界范围内的钢结构建筑事故屡有发生‘1 -胡。2008年初，我国南方地区遭受雪灾，给许多钢结构建筑带来了严峻的考验。本文对某商务城内多个钢结构建筑（其中3个倒塌）进行了雪灾后检测与鉴定，分析其受损程度和倒塌原因。

1 工程概况

本项目为某商务城展览馆，共9个区，平面布置见图1。建筑建于2003年，总面积约为13 205H12，

建筑高度为10. 200～15. 228 m。

房屋结构形式基本相同，工程结构形式为钢管混凝土柱及门式刚架结构。屋面双坡，坡度约为1/20，坡长84.5 m，其中钢梁与钢柱为刚接，钢柱柱脚与基础为铰接，钢架结构主材及辅材均采用Q235 B级钢材；檩条采用Q235 -***钢材并做镀锌处理；采用M20，10.9级（Pk =155 kN）摩擦型连接高强螺栓；屋面工程采用0.5 mm厚V460型彩钢板。建筑倒塌前后的状态如图2、图3所示。

2检测内容

2.1现场轴网、层高及构件尺寸复核

经现场检测，轴网尺寸、层高及构件尺寸均符合设计要求，误差在正常范围之内。

2.2 钢构件变形检测

1)钢梁挠度测量：现场对结构钢梁进行了挠度检测抽查。抽查检测发现，部分钢梁挠度超出允许挠度值L/400（L为梁长度），见图4。

2)钢柱垂直度测量：采用变形测量中投点法对钢柱进行测量，测定钢柱顶点相应底部的偏移值，所图4钢梁产生挠度测各柱均有一定倾斜，其中部分柱倾斜率超出允许值H/1 250(H为柱高度)。

2.3 地基承载力检测

现场对部分基础进行了开挖检测，结果表明：基础形式和埋深均合理，柱脚螺栓符合设计要求，基础混凝土强度符合设计值C30要求。

2.4 主要钢构件力学性能分析

现场对已倒塌的钢结构构件进行取样，分析其力学性能，包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性及硬度。结果表明，各项指标均达到设计时所用钢材的性能指标。

构件材料各项力学性能实测值和标准值见表1。

2.5 焊缝探伤检测

检测人员对主钢梁端头与连接板及托板等关键连接部位焊缝进行了抽样探伤检查。检查发现部分焊缝不合格，焊脚尺寸达不到设计要求。应满焊的部位采取点焊，焊缝不饱满，出现咬边、焊瘤等现象，个别焊缝出现裂缝。

2.6 建筑物损伤情况

检测人员对建筑进行检查，其中对钢梁与钢柱顶连接处，支撑结构及垫板、托板等连接节点关键部位进行***抽查。检查结果如下。

1)钢柱顶盖板：按设计要求，现场待钢梁安装***调整后，柱顶盖板应与钢梁及钢柱贴紧焊牢。但所抽检柱顶盖板大部分不符合设计要求，柱顶盖板未与柱贴紧，且未满焊，如图5所示。

2)主钢梁与连接板处：接设计要求，钢结构车棚，刚架构件腹板与连接板应采用角对接组合焊缝或与腹板等强的

图5柱顶盖板现状

角焊缝。经抽查检测发现，主梁与连接板处焊接只有上、下两段长度不到20 cm，且焊缝质量较差，个别腹板与连接板处开裂，如图6所示。据分析由于大雪堆积在屋面上，导致过大雪荷载传到梁柱节点处，使连接处开裂。

图6 主梁与连接处焊缝开裂现状

3)主钢梁与托板连接：按设计要求，刚架构件的翼缘与托板的连接采用全熔透对接焊缝。经抽查发现，大部分钢梁未与托板满焊，其中个别钢梁与托板焊接处开裂。

4)支撑杆与连接板：按设计要求，支撑杆端面连接处需与连接板紧密结合，并具有一定的摩擦面。经抽查发现，支撑杆端面与连接板之间有较大空隙。

5)现场高强螺栓检测：检测人员使用榔头对部分节点处高强螺栓进行了敲击，以此来检查螺栓是否有松动和断裂等现象。

经对柱、梁连接处高强螺栓敲击检测发现，有螺栓孔偏大现象，因螺栓孔径大于螺栓头直径导致螺栓内陷，未能将构件有效连接固定。个别连接处有高强螺栓缺失现象，如图7所示。

2.7房屋使用荷载调查

检测人员对建筑进行检查，其中对钢梁与钢柱顶连接处，支撑结构及垫板、托板等连接节点关键部位进行***抽查。检查结果如下。

1)恒荷载：结合现场检测结果及荷载实际分布情况，按G009-2001《速筑结构荷载规范》规定取值，钢结构屋面恒载（次梁、檩条、拉条、支撑、彩钢板、保温层）取0. 23 kN/m2。

2)活荷载：按G009-2001中的规定，屋面活载取0. 30 kN/m2，屋面雪载取0.25 kN/m2，基本风压取0. 45 kN/m2，施工及检修荷载（集中荷载）取1.0 kN。

3计算建模分析

采用中国建筑科学研究院PKPM钢结构软件STS对结构进行了承载力及稳定性验算，计算结果见图8-图10（此处仅列出其中一榀框架）。

由图8可见：

1)少数主钢梁负弯矩端承载不足。

2)15榀框架中有14榀框架的两边主钢柱平面内长细比超限。

3)风吸力作用下檩条下翼缘的受压稳定性不满4)次梁满足要求。

钢结构根据其结构型式和施工条件的不同，可选用高空拼装法，整体安装法或高空滑移法进行安装。

　　1.2.1高空拼装法

　　钢结构用高空拼装法进行安装，是先在设计位置处搭设拼装支架，然后用起重机把结构构件分件（或分块）***至空中的设计位置，在支架上进行拼装。此法有时不需大型起重设备，但拼装支架用量大，高空作业多。因此，对高强度螺栓连接的、用型钢制作的钢结构或螺栓球节点的钢管结构较适宜，目前仍有一些钢结构用此法施工。

　　1.2.2整体安装

　　法整体安装法就是先将结构在地面上拼装成整体，然后用起重设备将其整体提升到设计位置上加以固定。这种施工方法不需高大的拼装支架，高空作业少，易保证焊接质量，但需要的起重量大的起重设备，技术较复杂。因此，此法对球节点的钢结构（尤其是三向结构等杆件较多的结构）较适宜。根据所用设备的不同，整体安装法又分为多机抬吊法、拔杆提升法、千斤顶提升法及千斤顶顶升法等。

　　1、多机抬吊法

　　此法是用于高度和重量都不大的中、小型结构结构。安装前先在地面上对结构进行错位拼装作业（即拼装位置与安装轴线错开一定距离，以避开柱子的位置）。然后用多台起重机（多为履带式起重机或汽车式起重机）将拼装好的结构整体提升到柱顶以上，在空中移位后落下就位固定。

　　1）结构拼装

　　为防止结构整体提升时与柱子相碰，错开的距离取决于结构提升过程中结构与柱子或柱子牛腿之间的净距，一般不得小于10～l5cm，徐州钢结构，同时要考虑结构拼装的方便和空中移位时起重机工作的方便。需要时可与设计单位协商，将结构的部分边缘杆件留待结构提升后再焊接，或变更部分影响结构提升的柱子牛腿。

　　钢结构在金属结构厂加工之后，将单件拼成小单元的平面桁架或立体桁架运到工地，工地拼装即在拼装位置将小单元桁架拼成整个结构。结构拼装的关键，是控制好结构框架轴线支座的尺寸（要预放焊接收缩量）和起拱要求。

　　结构焊接主要是球体与钢管的焊接。一般采用等强度对接焊，为安全起见，在对焊处增焊6～8mm的贴角焊缝。管壁厚度大于4mm的焊件，接口宜作成坡口。为使对接焊缝均匀和钢管长度稍可调整，可加用套管。拼装时先装上、下弦杆，后装斜腹杆，待两榀桁架间的钢管全部放入并矫正后，再逐根焊接钢管。

　　（2）结构吊装

　　这类中、小型结构多用四台履带式起垂机（或汽车式、轮胎式起重机）抬吊，亦有用俩台履带式起重机或一根拨杆吊装的。

　　如结构重量较小，钢结构厂房造价，或四台起重机的起重量都满足要求时，宜将四台起重机布置在结构俩侧，这样只要四台起重机同时回转即完成结构空中移位的要求，多机抬吊的关键是各台起重机的起吊速度一致，否则有的起重机会超负荷，结构受扭，焊缝开裂。为此，起吊前要测***各台起重机的起吊速度，以便起吊时掌握。

　　当结构抬吊到比柱顶标高高出30cm左右时，进行空中移位，将结构移至柱顶以上。结构落位时，为使结构制作中线准确地与柱顶中线吻合，事先在结构四角各拴一根钢丝绳，利用倒链进行对线就位。

　　拔杆提升法

　　球节点的大型钢管结构的安装，我国目前多用拔杆提升法。用此法施工时，结构先在地面上错位拼装，然后用多根独脚拔杆将结构整体提升到柱顶以上，空中移位，落位安装。

　　（1）空中移位原理

　　空中移位是此法的关键。空中移位是利用每根拔杆两侧起重滑轮组中的水平力不等而使结构水平移动。

　　结构在空中移位时，要求至少有两根以上的拔杆吊住结构，且其同一侧的起重滑轮组不动，因此，在结构空中移位时只平移而不倾斜。由于同一侧滑轮组不动，所以结构除平移外，还产生可以控制圆周运动，而使结构产生少许的下降。结构空中移位的方向，与拔杆的布置有关。

　　（2）起重设备的选择与布置

　　起重设备的选择与布置是结构拨杆提升施工中的一个重要问题。内容包括：拔杆选择与吊点布置、缆风绳与地锚布置、起重滑轮组与吊点索具的穿法、卷扬机布置等。

　　拔杆的选择取决于其所承受的荷载和吊点布置。结构安装时的计算荷载为：

　　Q=（K1Q1 Q2 Q3）·K（kN）

　　式中Q1——结构自重（kN）；

　　K1——荷载系数1.1（如结构重量经过计算可取为1.0）；

　　Q2——附加设备（包括桁条、通风管、脚手架等）的自重（kN）；

　　Q3——吊具自重（kN）；

　　K——由提升差异引起的受力不均匀系数，如结构重量基本均匀，各点提升差异控制在10cm以下时，此系数取值1.30。

　　结构吊点的布置不仅与吊装方案有关，还与提升时结构的受力性能有关。在结构提升过程中，不但某些杆件的内力可能会超过设计时的计算内力，而且对某些杆件还可能引起内力符号改变而使杆件失稳。因此，应经过结构吊装验算来确定吊点的数量和位置。不过，在起重能力、吊装应力和结构刚度满足的前提下，应尽***减少拔杆和吊点的数量。

　　缆风绳的布置，应使多根拔杆相互连成整体，以增加整体稳定性。每根拔杆至少要有6根缆风绳，缆风绳要根据风荷载、吊重、拔杆偏斜、缆风绳初应力等荷载，按***不利情况组合后计算选择。地锚亦需计算确定。

　　起重滑轮组的受力计算可按照实际受力情况进行，根据计算结果选择滑轮的规格。

　　卷扬机的规格，要根据起重钢丝绳的内力大小确定。为减少捉升差异，尽***采用相同规格的卷扬机。

　　（3）轴线控制

　　结构拼装支柱的位置，应根据已安装好的柱子的轴线量出，以消除柱子按装时轴线误差的积累。

　　（4）拔杆拆除

　　结构吊装后，拔杆被围在结构中，宜用倒拆法拆除。此法即在结构上弦节点处挂两副起重滑轮组吊住拔杆，然后由***下一节开始一节一节拆除拨杆。

　　3、电动螺杆提升法

　　电动螺杆提升法与升板法相似，它是利用升板工程施工使用的电动螺杆提升机，将在地面上拼装好的钢结构整体提升至设计标高。此法的优点是不需大型吊装设备，施工简便。用电动螺杆提升机提升钢结构，只能垂直提升不能水平移动。为此，设计时要考虑在两柱之间设托梁，结构的支点落在托梁上。

　　由于结构提升时不进行水平移动，所以结构拼装不需错位，可在原位进行拼装。

　　1.2.3高空滑移法

　　结构屋盖近年来采用高空平行滑移法施工的逐渐增多，它尤其适用于影剧院、礼堂等工程。这种施工方法，结构多在建筑物前厅顶板上设拼装平台进行拼装（亦可在观众厅看台上搭设拼装平台进行拼装），待个拼装单元（或段）拼装完毕，即将其下落至滑移轨道上，用牵引设备向前滑移一定距离。接下来在拼装平台上拼装第二个单元（或第二段），拼好后连同个拼装单元（或段）一同向前滑移，如此逐段拼装不断问前滑移，直至整个结构拼装完毕并滑移至就位位置。

　　拼装好结构的滑移，可在结构支座下设滚轮，使滚轮在滑动轨道上滑动；亦可在结构支座下设支座底板，使支座底板沿预埋在钢筋混凝土框架梁上的预埋钢板滑动。

双目型钢结构钢柱内部纵隔板、横隔板较多，结构复杂，焊缝多，因此焊接困难。在制作时，从材料排版，下料，组装，焊接及预拼装等各个工序进行严格控制，层层把关，才能保证制作质量。其中箱型柱的组装和焊接是保证箱型柱制作质量的关键。箱型柱内部零部件组装与焊接应交替进行，组装完毕后应严格按照焊接工艺的要求进行施焊，在焊接时应从内到外，从中间往两边的焊接顺序，采用对称焊、多层多道焊及分段跳焊等焊接工艺，在满足焊接的前提下尽量采用较小电流焊接，从而将焊接变形控制到。各分段箱型钢结构钢柱制作完毕，在拼装平台进行整体预拼装，然后对箱型柱整体尺寸进行复查，对超标部位进行火焰校正：经过对所有箱型柱预拼装几何尺寸和水平度检查，箱型制作质量符合设计及规范要求，效果良好。

1、工程概况

柳州会展中心工程是柳州市本年度的***工程之一，该工程由两个子项工程组成，分别为会展中心和会议中心。会展中心本丁程为会展类建筑，主要功能为展厅及其功能用房。整体平面呈弧形，总长约330米左右，宽78米，采用钢结构体系。钢结构总量约9900吨。会展中心钢结构示意图见图1、图2所示。

图2会展中心整体剖面示意图

2、双目型箱型铜柱的结构形式

等截面双目型箱型钢结构钢柱结构形式如图3所示，变截面双目型箱型钢结构钢柱结构形式如图4所示。

3、制造的难点及应对措施

3.1制造难点

3.1.1双目型箱柱结构形式复杂，部分箱型钢结构钢柱为变截面带折弯结构，钢结构施工，如图4所示，几何尺寸控制难度较大。

3.1.2由于箱型柱内部有纵隔板和横隔板，部件较多，组装***困难，作业效率低。

3.1.3焊缝多、焊接量大，在焊接过程中容易产生焊接变形。

3.2应对措施：

3.2.1制造前技术人员应编制科学合理的制造工艺并***相关人员进行技术交底

3.2.2在构件组装时局部区域增设工艺隔板，以增加构件的刚度减少焊接变形。

3.2.3加强过程检查，严格控制工序质量，所有构件应进行预拼装，检查合格后方能出厂。

4．箱型钢结构钢柱的制造工艺

4.1箱型钢结构钢柱制造工艺流程

制作工艺图见图5所示

4.2制造工艺

4.2.1下料

根据所来材料的规格尺寸，由技术人员对材料下料进行排版。制作班组根据排版图，利用数控切割机、多头抽条切割机以及半自动切割机进行下料，下料尺寸应保证准确，切割外观应检查符合质量要求。

4.2.2制作组装

为保证箱型构件的加工质量及制作工期，首先铺设不平度≤3 mm的地样钢板，在地样钢板上组装双目型箱型构件，因双目型箱柱腹板相对较薄，需***行钢板平整，再进行组对，组对内翼板及隔板时，需加小支撑进行点焊固定，防止构件焊接时变形，如图6所示。箱型钢结构钢柱电渣焊衬板连接翼板端，端面应铣平。钢结构钢柱组装时，需用经纬仪对其组装两侧翼板进行平行校核，需加支撑点焊固定构件，构件内隔板及筋板需统一组装后成为方型构件，再进行整体对称焊接，防止构件变形。

图6纵隔板支撑示意图

所有构件焊缝需打磨加衬板，整个焊接完成后，再进行钢结构钢柱底板的组装焊接。

4.2.2.1筹截面双目型箱型钢结构钢柱组装顺序

等截面双日型箱型钢结构钢柱装配顺序见图7所示：

图7双目型箱型钢结构钢柱组装示意图

4.2.2.2变截面双目型箱柱组装顺序

1)步骤：用水准仪找平组装胎架，胎架不平度≤3mm，将一侧腹板放平到位，如图8所示。

2)第二步骤：将纵向隔板与横向隔板一起放到侧腹板上，如图9所示，并按要求焊接横、纵隔板之间及与先装侧腹板的焊缝。

3)第三步骤：盖另一侧腹板，并在对应横向隔板