钢结构柱节点加固方案.docx
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钢结构柱节点加固方案
瑞颐养老社区13#楼钢结构柱节点加固方案
一、施工概况
本工程为瑞颐养老社区13#楼钢结构工程
工程地址：
吴中大道西侧蓝缨学校北建设单位：
苏州教育投资有限公司设计单位：
苏州建设（集团）规划建筑设计院有限责任公司施工单位：
苏州中元建设开发有限公司分包单位：
苏州五建钢结构有限公司建筑面积：
约800川
层数:
5层/钢柱分1.6m、8.55m、8.7m3段。
建筑高度：
15.85m
建筑跨度：
25m
结构类型：
型钢结构
柱梁构造：
焊接H型钢
本钢结构工程现已完成安装且玻璃幕墙也基本完成。
现对18轴交D2轴，19轴
交D2轴，20轴交D2轴，标高在7.6m处的钢柱连接节点经行加固。
本工程主结构柱的钢材采用现行国家标准《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-94）规定的
Q345B钢。
二、钢结构节点加固原因
1，加固部位：
18轴交D2轴，19轴交D2轴，20轴交D2轴，标高在7.6m处的钢柱连接节点。
2,此部位，按照设计要求其型钢构件几何尺寸为H500*400,在型钢构件制作过程中标高7.6m以下型钢构件按照设计要求满足其设计截面几何尺寸为H500*400的要求，标高7.6m以上型钢构件在制作过程中造成几何尺寸偏差9mm~4mm间。
在构件吊装过程中，未能及时发现并处理此偏差。
在偏差依然存在的情况下经行了安装直至完成。
详见（附图一）节点。
3，按照上述9mm~4m的偏差数值，其中心线与定位轴线的偏移不符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）规定的墙架立柱中心线与定位轴线5mm准许偏差。
4,由此造成钢柱重心偏移，受力不均，在钢柱长期负重的情况下存在较大安全隐患。
（附图一）
三、钢结构节点加固方案
（附图二）
由于本工程屋面钢梁及附属工程已经安装完成，考虑对成品的保护，不影响
其后工序的正常经行，本次加固必须采取先支后拆，先保护后加固的施工方案。
其加固方案见（附图二）节点。
1，具体流程
垂直支撑-----水平固定-----拆除连接板-----弥补偏差-----更换连接板-----解除支撑-----涂装
1.1，垂直支撑
本垂直支撑适宜采用刚性顶举件作为支撑物件，选择起重范围在5T--150T
之间、起重高度在6mm-64m之间的单动式千斤顶。
经现场实测弧形柱顶部下翼板距楼地面6.8m高，千斤顶无法直接刚性接触顶点不为，遂选择长度为6.75m的型钢构件作为间接支撑杆件，置于千斤顶与顶点位置之间。
顶升千斤顶完成支撑。
1.2，水平固定
垂直支撑完成后，弧形柱由于重心不在D2轴线上的原因，冒然拆除连接板
易造成柱体失衡倾斜。
遂在拆除连接板之前需对弧形柱经行水平固定。
采用型钢构件将垂直支撑构件与弧形柱构件之间形成刚性连接，再加上弧形柱本身D2轴
向之间就存在刚性连接，且本次加固只需拆除H型钢单翼连接板。
单翼连接板在拆除后柱构件之间依然存在单翼连接板和腹板连接板所形成的水平刚性固定，遂
即使在弧形构件失衡的情况下也不至于移位倾斜。
避免了在加固过程中会对钢结构附属玻璃幕墙工程所造成的破坏以及由此应发的安全隐患。
1.3，拆除连接板
在垂直支撑与水平固定均确保完成无误的情况下，逐个拆除高强螺栓连接件。
在拆除的过程中注意主体动向，确保主体未发生移位倾斜的情况下完成全部高强螺栓的拆除。
1.4，弥补偏差
采用Q345B钢板焊接在标高7.6m以下的钢柱构件外侧，弥补与标高7.6m以上构件之间的偏差。
1.5，更换连接板
更换t=20，Q345B钢板，开孔作为连接板。
开孔位置尺寸与原有相同。
高强螺栓为原有高强螺栓，长度相应加长，连接工艺符合相关规范。
连接板与柱构件之间再采用焊接工艺。
工艺满足相关规范。
完成更换。
1.6，解除支撑
解除支撑的过程中，先拆除水平固定方向上的刚性连接，再接触垂直支撑。
解除过程中也要做到先固定后解除的工序，先固定构件，再拆除连接点，安全放
下支撑构件。
1.7，涂装
加固工序完成后，对电焊破环的地方需要经行重新涂装，其涂装工艺符合原
有设计要求。
四、施工技术要求
1,高强螺栓孔径的选配
高强度螺栓的制孔按表4-1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见表4-2，高强度螺栓的孔距和边距值见表4-3，高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差见表4-4。
高强度螺栓孔径选配表表4-1
螺栓公称直径（mm
12
6
20
22
24
27
30
螺栓孔直径（mm
13.5
17.5
22
24
26
30
33
注：
承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强螺栓孔可按表中值
减少0.5〜1.0mm
高强度螺栓连接构件制孔允许偏差表4-2
名称
直径及允许偏差（mm
螺栓
直径
2
6
02
4
7
0
允许偏差
±0.43
±0.52
±0.84
螺栓孔
直径
3.5
7.5
2（24）
6
（30）
3
允许偏差
+0.43
0
+0.52
0
+0.84
0
圆度（最大和最小直径差）
1.00
1.50
中心线倾斜度
应不大于板厚的3%且单层板不得大于2.0mm,多层板叠组合不得大于3.0mm=
高强度螺栓的孔距和边距值表4-3
名称
位置和方向
最大值（取两者的较小值）
最小值
中心间距
夕卜排
8d0或12t
3d0
中间排
构件受压力
12d0或18t
构件受拉力
16d0或24t
中心至构件边缘的距离
顺内力方向
4d0或8t
2d。
垂直内
切割边
1.5d0
力方向
扎制边
1.5d0
注：
1.d°为高强度螺栓的孔径；t为外层较薄板件的厚度
2.钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度螺栓的最大间距，可按中间排数值采用。
3.设计有规定时按设计要求采用。
高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差表4--4
注：
孔的分组规定：
1.在节点中连接板与一根杆件相连的孔划为一组
项次
项目
螺栓孔距（mm
v5OO
5OO〜12OO
12OO〜3OOO
>3OOO
1
同一组内任意两孔间
允许偏差
±1.O
±1.2
-
-
2
相邻两组的端孔间
兀许偏^差
±1.2
±1.5
+2.O
±3.O
2.接头处的孔：
通用接头一一半个拼接板上的孔为一组；阶梯接头一一两接
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。
2,高强螺栓长度的选用
高强度螺栓紧固后，以丝扣露出2〜3扣为宜，一个工程的高强螺栓，首先按直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度：
L=L+AL（
式中L'―板层总厚度（mm;
△L——加长度（mm，
△L=m+2s+ip（
其中m——强度螺母公称厚度（mm；
s——强度垫圈公称厚度（mm；
i当LWOOm时，i=2;当L>1OOmrW,i=3;
p—纹的螺距（mrh。
表高强度螺栓附加长度△L（mm
螺栓公称直
高强度螺母
高强度垫圈
螺纹的
大六角头高强
径
公称厚度
公称厚度
螺距
度螺栓附加长度
M12
12.O
3.O
1.75
23.O
M16
16.O
4.O
2.O
3O.O
M2O
2O.O
4.O
2.5
35.5
M22
22.O
5.O
2.5
39.5
M24
24.O
5.O
3.O
43.O
M27
27.O
5.O
3.O
46.O
M3O
3O.O
5.O
3.5
5O.5
根据公式（，当LWOOm时，可按螺栓长度以5mr为一个规格的规定，将其个
位数按2舍3入、7舍8入的原则，计算出使用长度；当L>100m时，可按螺栓长度
以10m为一个规格的规定，将其个位数按4舍5入的原则，计算出使用长度。
螺栓长度小于100mm取整为5mr的倍数，余数2舍3进，螺栓长度大于100m可以取为10mm的整倍数进行归类。
高强度螺栓的附加长度可参考表4.1-1。
高强度螺栓的附加长度表4.1-1
螺栓直径（mr）
12
16
20
22
24
27
30
大六角高强度螺栓（mm
25
30
35
40
45
50
55
扭剪型咼强度螺栓（mm
25
30
35
40
按照公式：
L=L'+AL
=L'+m+2s+ip
=40+30+（9mm~4mm）+20+2*4+3*2.5
=114.5mm~109.5mm
根据规范螺栓长度取定为：
120mm
3、施工轴力与终拧力矩的换算
表4.1-2列出了一般国产高强度螺栓允许的施工轴力。
设计给出了轴力时按
设计要求施工，如设计未给出高强度螺栓的轴力要求，可按该表选用，施工轴力
比设计轴力一般要增加10%
国产大六角头高强度螺栓施工轴力（单位：
kN）表4.1-2
性能等级
轴力
8.8S
10.9S
nW丿」
螺栓直径（mr）i、、一
设计轴力
施工轴力
设计轴力
施工轴力
M12
45
50
55
60
M16
70
75
100
110
M20
110
120
155
170
M22
135
150
190
210
M24
155
170
225
250
M27
205
225
290
320
M30
250
275
355
390
对于大六角高强度螺栓，施工时必须把施工轴力换算为施工扭矩作为施工控
制参数。
大六角头高强度螺栓施工扭矩可由下式确定：
Tc=K•Pc•d
式中tc——施工扭距，n・m
K-—高强度螺栓连接副的扭距系数的平均值，该值由复验验测得的合格的平均扭距系数代入。
（按照高强螺栓的复验报告K值为0.117.）
Pc-—高强度螺栓施工预拉力，kN;
d高强度螺栓螺杆直径，伽。
按照公式：
Tc=K-FC•d
=0.117*170*20
=397.8（N2.m）
五、施工机具的准备
1,扭矩型高强度螺栓扳手（大六角螺栓适用）
电动扭矩扳手一般由机体、扭矩控制盒、套筒、反力承管器、漏甩保护器组成，常用的电动扭矩扳手性能参见表5-2。
2,其它千斤顶、电焊机等施工机具配备及参数参见表5-2。
施工机具配备表表5-2
品名
产地
型号
电流电压
（V）
消耗功率
（W
空载转数
（r/min）
（扭矩）范围
（n-m
重量
（kg
）
螺栓
国产
PIBD-150
220
880
8
400〜
1500
12
扳手
PIBD-160
220
950
8
400〜
1600
10
开孔
器
德国
KBN-38QU
220
1780
100-600
电焊
机
松下
YM-500KR2
380
千斤
顶
国产
QFD200/30
0
220
300mm
149
六、施工质量控制
本次加固主要质量控制在高强螺栓施工质量的
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