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xxx多高层钢结构施工组织设计

Xxxxx

钢结构施工组织设计

2016年6月

一、工程概况

1.1结构简介

xxxxx坐落与xxx省，xxxxx路与xxx路交叉口。

xxxx塔三期结构为：

●4层裙房：

商业零售及多功能厅；

●20层/16层酒店；

●23层/19层（共计171间）公寓；

配套含有游泳池，并可享用xxxx的及xxxx公共设施。

建筑将设计为特殊的中心支撑钢框架形式（SCBF），酒店及公寓的楼层全部由钢柱、支撑及梁/板组成。

钢结构框架柱为箱型截面，钢梁为H型钢，柱间支撑截面为箱型截面，具体规格如下表：

截面

编号

规格

材质

箱型柱

C1

口900x50

Q345B

C2-A

口800x35

Q345B

C2-B

口800x25

Q345B

C2-C

口800x20

Q345B

C3-A

口700x25

Q345B

C3-B

口700x20

Q345B

C3-C

口700x16

Q345B

C4-A

口600x20

Q345B

C4-B

口600x16

Q345B

C5-A

口500x20

Q345B

C5-B

口500x16

Q345B

C5-C

口500x14

Q345B

C6-A

口400x16

Q345B

C6-B

口400x12

Q345B

H型钢梁

B1-A

H850X200X16X20

Q345B

B1-B

H850X300X16X20

Q345B

B1-C

H850X300X16X25

Q345B

B1-D

H850X350X16X30

Q345B

B1-E

H850X400X16X35

Q345B

B2-A

H750X200X14X20

Q345B

B2-B

H750X250X14X20

Q345B

B2-C

H750X300X14X20

Q345B

B2-D

H750X300X14X25

Q345B

B2-E

H750X350X14X25

Q345B

B2-F

H750X400X14X30

Q345B

B2-G

H750X200X12X20

Q345B

B2-H

H750X250X12X20

Q345B

B2-J

H750X300X12X25

Q345B

B3-A

H650X200X12X20

Q345B

B3-C

H650X300X12X20

Q345B

B3-D

H650X300X12X25

Q345B

B3-E

H650X200X10X12

Q345B

B3-F

H650X200X10X16

Q345B

B4-A

H500X200X8X12

Q345B

B4-B

H500X200X8X16

Q345B

B5-A

H400X200X6X12

Q345B

B5-B

H400X200X6X14

Q345B

B6-A

H350X100X5X10

Q345B

B6-B

H350X150X5X12

Q345B

B7-A

H1100X300X20X20

Q345B

B7-B

H1100X300X20X25

Q345B

B7-C

H1100X420X20X35

Q345B

B8-A

H1500X200X16X20

Q345B

B8-B

H1500X600X16X35

Q345B

柱间支撑

BR2

口250x250x16

Q345B

BR3

口300x450x25

Q345B

BR4

口200x200x12

Q345B

1.2工程重难点分析

1）柱间支撑安装是工程重点

本工程含较多柱间支撑，保证钢柱安装精度，柱间支撑与钢梁穿插使用塔吊吊装，保证柱间支撑施工的便利与精度。

2）钢结构焊接控制是工程难点

钢柱板厚达到50mm，焊接应根据焊接工艺评定，编制焊接作业指导书。

加强焊接过程对焊前预热、焊接过程层间温度控制、焊后保温的控制。

由于整体框架均为钢结构，应选用合理的焊接顺序，减少焊接收缩对结构尺寸的影响。

3）钢结构安全施工是工程重点

通过安全制度及安全教育增加施工人员安全意识，合理充分配备安全防护用品，为安全施工提供保障。

1.3编制依据

（1）建筑结构可靠度统一设计标准GB50068-2001。

（2）建筑结构荷载规范GB50009-2012。

（3）钢结构设计规范GB20017-2003。

（4）建筑抗震设计规范GB50011-2010。

（5）钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001。

（6）建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002。

（7）低合金高强度结构钢GB/T1591-94。

（8）气体保护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝GB/T8110-95。

（9）钢结构高强度螺栓施工技术规程JGJ82-2011。

（10）涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T8923。

（11）设计图纸及相关资料。

二、施工部署

2.1施工技术路线

地下室阶段：

地下室钢柱采用50t履带吊吊装；

地上阶段：

地上钢柱按照2层或3层分段，钢柱、钢梁及柱间支撑使用塔吊吊装。

2.2平面布置图

2#

临时堆场

2.3钢柱分段

钢柱分段原则是：

地下室B2层至首层1段，裙房2层一段（C1为1层/段），裙房以上为3层/段。

公寓钢柱分段（H轴~P轴）：

注：

钢柱重量为kg。

酒店钢柱分段（B轴~H轴）：

注：

钢柱重量为kg。

2.4施工流程及及计划

1）总体施工流程

2）阶段形象进度

第1阶段

地下室钢柱

施工

2016年3月1日~2016年3月31日

第2阶段

裙房

钢结构施工

2016年4月1日~2016年6月30日

第3阶段

酒店及公寓

钢结构施工

2016年7月1日~2016年12月31日

3）人员投入计划

年

月

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

安装工

12

36

36

36

36

36

36

36

36

36

焊工

2

12

12

12

12

12

12

12

12

12

信号工

2

4

8

8

8

8

8

8

8

8

测量员

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

打磨工

8

8

8

8

8

8

8

8

8

油漆工

4

4

8

8

8

8

8

8

8

合计

18

66

70

74

74

74

74

74

74

74

4）物资投入计划

序号

设备名称

规格型号

数量

用途

1

50t履带吊

QUY50

1

地下室钢结构吊装

2

塔吊

TC7030

1

钢结构吊装

3

塔吊

TC7050

1

钢结构吊装

4

汽车吊

QY130K

1

塔吊安装

5

CO2气体保护焊机

NB-500

12

钢结构焊接

6

直流焊机

ZX5-500

8

钢结构焊接

7

等离子切割机

PC-100

8

压型钢板切割

8

螺柱栓钉焊机

RZN-1600

4

栓钉焊接

9

空压机

ZV－10/1.0

6

气刨、喷涂

10

全站仪

2

测量

11

水准仪

2

测量

12

测温仪

2

焊接测温

13

探伤仪

1

焊接检测

14

钢丝绳

D28*6m

4对

钢柱吊装

15

钢丝绳

D21.5*12m

4对

钢梁吊装

16

钢丝绳

D21.5*9m

4对

钢梁吊装

17

钢丝绳

D21.5*6m

4对

钢梁吊装

18

高强卡环

6.5t

4对

钢钢、钢梁吊装

19

高强卡环

2.1t

12对

钢钢、钢梁吊装

20

镀锌钢丝绳

D10

3000m

安全措施

21

安全网

安全措施

2.5吊装工况分析

1）地下室钢柱

地下室钢柱使用50t履带吊吊装，臂长选用22m，参数如下。

50t履带吊选用22m臂长，参数如下。

根据分段重量首节柱最重约为15t，吊装高度为8.7m；

履带吊吊装半径R=7m，起重量为19t，起吊高度约为20m，满足吊装。

2）地上钢结构

地上部分主要使用2台塔吊，采用外附式，按照参数要求设置扶墙连接件，臂长均为70m。

其中1#塔吊TC7030最大高度为105m，2#塔吊TC7050最大高度为127m。

TC7030参数：

基础反力最大为95t，根据现场地质条件进行基础设计及施工。

TC7050参数：

基础反力最大为168t，根据现场地质条件进行基础设计及施工。

塔吊吊装性能如下图。

1#塔吊：

钢柱C2-A最大重量10.4t，塔吊21.7m半径起重量为12t，满足吊装；

钢柱吊装最不利工况为C2-B吊装，钢柱重量为7.4t，吊装半径约为30m，起重量为7.7t。

钢梁及支撑重量均在覆盖范围内，满足吊装。

裙房部分较大截面钢梁使用2#塔吊吊装。

2#塔吊

钢柱C1及C2A最大重量均为11t，吊装半径为30m，起重量为14.35t满足吊装；

钢柱吊装最不利工况为C2-B吊装，钢柱重量为7.4t，吊装半径约为50m，起重量为7.88t，利用率为94%。

裙房最重钢梁为B8-B，重量约为6.7t，吊装半径为50m，起重量为7.88t，满足吊装。

三、施工测量

3.1测量控制网移交与复测

施工前首先对总包移交的首级平面及高程控制网和总控制网进行复核，复测精度满足要求后，方可将此控制网作为钢结构的施工测量控制基准网。

同时，对钢结构和土建结构的相互关系进行复测，以保证结构的整体性和安装精度。

3.2施工测量控制网的建立

为满足整体结构的安装定位需要，需利用周边稳固建筑物构建平面网，选择控制点时应选择稳定的不受施工影响的场外，同时考虑今后的使用方便及通视问题。

控制网须精确观测严密平差后方可使用。

使用全站仪复测场区首级网点，无误后方可使用。

在首级控制网基础上加密控制网的布设，建立二级控制网——钢结构施工测量控制网，作为整体结构安装的施工基准。

二级网针对钢结构建立，二级网点均与两个或两个以上首级网点通视、联测。

平面测量控制网施测使用高精度全站仪测放，必须保证各施工环节间的相对关系。

3.3测量工作内容及方法

本工程测量主要包含地脚螺栓及钢柱。

地脚螺栓在基础阶段使用全站仪测放轴线，并使用水准仪复测地脚螺栓标高。

钢柱测量使用全站仪坐标控制，控制点选择在附近较高位置或开阔场地。

测量控制点

四、施工准备

4.1构件进场和验收

构件进场计划是依据钢结构施工进度计划编制的，因此钢构件应严格按照构件进场计划进场，以保证钢结构施工的顺利进行。

《进场构件清单》发出后现场管理人员应及时与总包协调落实堆场，保证构件进场前24小时有足够的堆场使用。

现场验收将严格按深化图纸要求和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001），对构件的质量进行检查验收，并做好记录。

检验用的所有计量检测工具严格按规定统一定期送检。

每一批构件都必须有构件合格证明书。

每一车构件都必须有随车构件清单。

构件到场后，验收人员按随车构件清单核对所到构件的数量及编号，随车逐件验收清点无误后方可签字确认。

如果发现问题，及时通知加工车间进行更换或补充构件以保证现场急需。

现场验收时，对所有钢构件的长度尺寸、孔距、截面规格、外观检查，另外还要检查构件上是否标注有重量、长度、中心线、轴线方向、标高。

若构件出现超过规范允许范围的误差或应有的标注未标出，及时组织对构件进行修整。

钢构件运至现场后，卸到指定的钢构件堆场，整齐堆放在稳定的枕木或木方上，防止变形和损坏，并根据构件的编号和安装顺序来分类。

堆场应有通畅的排水措施。

螺栓等小型材料堆放在现场的集装箱内，气体材料堆放在现场指定的气体存贮棚内。

卸车时应注意安全，防止事故发生。

夜间卸车要由充足得照明并对作业人员进行夜间卸车安全交底：

运输拖车司机将卡车停到指定位置后应锁好车门，离开卡车到安全地带，不得随意在施工现场走动以保证安全；卸车作业现场要拉好警示带。

4.2钢结构安装准备

（1）钢结构结构的工厂加工制作、运输和现场安装施工分阶段进行，即按照现场总体施工计划对钢结构分块进行加工制作、运输和安装。

（2）钢结构现场安装施工所必须脚手架按要求搭设。

（3）准备好全套钢结构安装施工技术文件。

（4）在现场周围准备好施工道路、材料堆放场地和工具房等临时设施。

（5）钢结构安装进场前，应事先复测砼柱顶预埋件的顶面标高和纵、横向平面轴线尺寸，如不符合安装要求，应采取相应措施整改（整改措施应事先征得设计单位的同意）以保证全部预埋件的最大相对高差≤10mm，纵、横向轴线偏差值≤10mm,经复验确认合格后方可进场安装。

4.3地脚螺栓施工

本工程箱形柱均采用M24地脚螺栓与混凝土基础连接固定。

地脚螺栓预埋的精度，直接影响到后续钢柱的安装定位准确度，因此，对地脚螺栓采取有效的定位措施，是钢结构安装质量的保证。

（1）地脚螺栓的定位要求

由于地脚螺栓的预埋精度直接关系到后续柱的安装定位质量，地脚螺栓的安装精度应严格符合《钢结构工程质量验收规范》GB50205-2001的要求。

具体如下：

序号

项目

允许偏差（mm）

1

建筑物定位轴线

3.0

2

基础上柱定位轴线

1.0

3

基础支承面标高

±2.0

4

地脚螺栓（锚栓）偏移

2.0

（2）地脚螺栓的安装流程

（3）定位架的制作

地脚螺栓安装精度要求高，为保证地脚螺栓安装精度，在地脚螺栓安装过程中采用定位架进行定位。

1）定位架制作要求：

地脚螺栓定位架角钢采用肢宽为螺栓直径的3~3.5倍，肢厚为相应型号中最厚者。

地脚螺栓定位板的制作由制作厂制作完成加工，定位钢板螺栓孔径比其穿过螺栓直径大2mm。

2）地脚锚栓定位架制作效果见图。

（4）地脚螺栓的安装工艺

工序

地脚螺栓安装方法

地脚螺栓安装工艺

1

在绑扎完毕的基础面筋上测设出对应螺栓组十字中心线的标志，并在螺栓组对应定位钢板上定位出螺栓组十字中心线。

2

定位钢板置于基础面筋上，使定位钢板的十字丝与面筋上十字丝标志对齐，找正找平，初步固定。

3

将地脚螺栓插入定位钢板螺栓孔内，将螺杆上部用螺帽初步固定，并找正复核，把螺栓顶部全部调整到设计要求标高。

4

待中心轴线与标高效验合格后，用钢筋把底部主筋和定位钢板焊接牢固。

并在螺栓螺纹部分涂上黄油，包上油纸，并加套管保护。

五、钢结构施工

钢结构总体施工流程

第一步：

履带吊将钢柱从堆场吊至安装位置并安装

第二步：

履带吊继续安装相邻位置钢柱

第三步：

履带吊安装地下室钢柱

第四步：

履带吊安装完成地下室钢柱

第五步：

首层混凝土结构完成后安装塔吊

第六步：

使用塔吊安装地上一节柱

第七步：

使用塔吊首先安装柱间支撑

第八步：

依次安装钢梁

第九步：

安装完成2层钢梁

第十步：

依次施工，裙房钢结构完成

第十一步：

安装塔吊扶墙并继续施工钢结构

第十二步：

塔吊顶升后继续施工

第十三步：

依次完成酒店及公寓钢结构施工

第十四步：

钢结构施工完成

第十五步：

完成土建等其他结构，拆除塔吊，施工完成。

5.1钢柱安装

本工程钢柱均为箱型截面，使用履带吊和塔吊分段安装。

钢柱安装后应尽快连接钢柱之间的钢框梁，以形成稳固体系。

钢柱分段位置使用连接板临时固定及调整，临时连接板兼作吊耳，

钢柱安装前在捆绑钢爬梯及登高绳，人员上下配备自锁器。

钢柱起扳时应垫支枕木，以保护成品：

吊耳设置如下：

钢柱

类型

吊装措施

附图

钢柱

吊耳及耳板

钢柱

临时连接板

钢柱吊装后使用全站仪进行调整：

5.2钢梁安装

本工程钢梁均为H型钢梁，除裙房部分大跨度截面较大外，其余钢梁重量均较轻。

较重钢梁焊接吊耳进行吊装，重量较轻钢梁建议在上翼缘板对称钻吊装孔。

同时为提高吊装效率，较轻的钢梁可采用串吊方式进行安装。

吊耳（或吊装孔）布置如下：

梁长（L）

图示

L＜10m

L≥10m

每个区域外框钢柱安装时，及时安装上柱之间的主、次梁，形成稳定的结构体系。

主梁通过相邻外框柱之间的牛腿进行连接，再安装主梁之间的次梁。

钢梁吊装施工流程如下：

施工步骤

施工内容

图示

1

固定安全扶手绳

2

清理钢梁摩擦面，并配备安装螺栓及连接板

3

挂钩，采用一钩多吊方式起吊

4

安装下层钢梁，使用撬棍调整，对齐螺栓孔

5

穿入安装螺栓临时固定

6

按相同的方法，安装中层钢梁

7

按相同的方法，安装上层钢梁

8

用高强螺栓替换安装螺栓并初拧，终拧高强螺栓并补涂整个节点区域油漆封闭

5.3柱间支撑安装

本工程柱间支撑较多，截面均为箱型截面，柱间支撑安装时应与钢梁穿插施工，保证能使用塔吊将柱间支撑安装到位。

钢框架施工顺序：

第1步

钢柱安装

第2部

安装柱间支撑

第3部

安装钢梁

六、钢结构焊接

6.1焊接对象分析

6.1.1钢材种类及技术要求

本工程主要使用的钢材材质为Q345B，钢材的碳当量Ceq、焊接裂缝敏感指数Pcm及屈服强度波动范围必须符合《建筑结构用钢板》（GB/T19879-2005）中的规定。

母材最大厚度为50mm。

6.1.2焊接形式

现场焊接主要有钢柱、支撑对接接头、钢梁焊接等，具体形式见下表：

构件种类

材质

截面形式

板厚（mm）

钢柱

Q345B

20-50

柱间支撑

Q345B

12-25

钢框梁

Q345B

10-35

6.2主要焊接工艺

（1）焊接方法的选择

结合本工程特点及各种焊接方法的焊接质量、焊接速度、操作方便程度、全位置焊接性能、抗风能力、焊接成本诸因素，选择半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊（GMAW）为主要焊接方法，焊条电弧（SMAW）、药芯焊丝二氧化碳气体保护焊（FCAW-G）为辅助焊接方法。

各焊接方法的特点及应用部位表所示。

焊接方法

优点

缺点

本工程中应用

半自动实芯焊丝二氧化碳气体保护焊（GMAW）

1焊接成本低，熔敷速度快，熔敷效率高；

2抗锈能力较强，焊缝抗裂性能好；

3由于线能量相对较小，故焊接变形也小；

4操作性能较好，可进行全位置焊接，但仰焊困难些；

1抗风力较差，一般当风速≥2m/s时，即需采取防风措施；

2工艺性能较差（焊接飞溅相对较大）；

3与焊条电弧焊相比，设备增加了供气系统和送丝系统，操作不如焊条电弧焊灵活方便，操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内；

是本工程的主要焊接方法，但必须采取有效的防风措施；；

焊条电弧焊（SMAW）

1焊接灵活性好，可进行全位置焊接；

2焊接设备相对简单；

3抗风能力强优于CO2气体保护焊；

1熔敷速度、效率低；

2焊接变形大；

3焊缝外观与内部的质量与焊工技术水平关系密切；

深窄坡口的底层焊接，及点固焊、焊接返修等零星焊接

半自动药芯焊丝二氧化碳气体保护焊（FCAW-G）

1操作性能较好，可进行全位置焊接（仰焊的工艺性能优于实芯焊丝二氧化碳气体保护焊）；

2由于焊丝中含有焊药，其工艺性能更好，而且焊缝质量优良，焊缝外观成型好；

1与焊条电弧焊相比，设备增加了供气系统和送丝系统，操作不如焊条电弧焊灵活方便，操作地点与送丝机构的距离只能在数米之内；

2药芯焊丝价格较贵；

用于仰焊部位和重要焊缝的盖面焊接；

（2）焊接材料的选择

焊接材料的化学成分、力学性能应与母材相匹配。

焊缝金属的性能必须略高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足设计规定值。

对于两种不同等级的钢材相焊时，焊材按低等级的钢材来选用。

参照Q235B、Q345B材料的性能参数，选择焊接材料情况见下表。

牌号

化学成分（%）（Z15钢板P含量小于0.01％）

C

Mn

Si

P

S

V

Nb

Ti

Cr

Cu

Ni

AL

≤

≥

Q235B

0.17

0.70

0.30

0.035

0.035

0.15

—

0.20

0.030

0.030

0.02

0.17

Q345B

≤0.20

≤1.70

≤0.5

0.030

0.030

0.15

0.07

0.20

0.30

0.30

0.50

0.015

ER50-6

0.06～0.15

1.40～1.85

0.50～0.80

0.025

0.025

0.03

-

-

0.015

0.5

0.15

-

E501T-1

0.18

1.75

0.90

0.03

0.03

0.08

-

-

0.20

0.35

0.5

-

E5015

-

1.6

0.75

0.040

0.035

0.08

-

-

0.20

-

0.30

-

母材及焊材机械性能参数

名称

抗拉强度

屈服强度

冲击值

延伸率

标准

备注

Q235B

375-460MPa

≥235MPa

29J/0℃

20%

GB700-2006

母材

Q345B

470-630MPa

≥345MPa

34J/0℃

20%

GB1591-2008

母材

Q390B

490-650MPa

≥390MPa

34J/0℃

20%

GB1591-2008

母材

E5015

≥490MPa

≥400MPa

27J/－30℃

22%

GB/T5117-1995

焊材

E501T-1

≥490MPa

≥400MPa

27J/－20℃

22%

GB/T10045-2001

焊材

ER50-6

≥500MPa

≥420MPa

27J/－29℃

22%

GB/T8110-2008

焊材

焊材选用情况

序号

母材钢号

焊条电弧焊

实芯焊丝气体保护焊

药芯焊丝气体保护焊

1

Q235+Q235

E4303

（φ3.2、φ4.0）

（GB/T5117-1995）

ER50-6（φ1.2）

（GB/T14958-94）

E501T-1（φ1.2）

（GB/T14958-94）

2

Q235+Q345

E4303

（φ3.2、φ4.0）

（GB/T5117-1995）

3

Q345+Q345

E5015、E5016

（φ3.2、φ4.0）

（GB/T5117-1995）

4

Q345+Q390

5

Q390+Q390

（3）坡口形式的设计

根据设计说明及01（04）SG519国标图集中的焊缝形式与尺寸等，本工程主要坡口形式设计见表4-