超高层建筑粘滞阻尼墙与外框钢结构同步安装工法.docx
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超高层建筑粘滞阻尼墙与外框钢结构同步安装工法
超高层建筑粘滞阻尼墙与外框钢结构同步安装工法
1.前言
随着社会的进步，城市的快速发展，超高层建筑越来越多。
随着建筑高度不断升高，建筑物受风荷载及地震荷载的影响越剧烈，建筑上方的晃动感越强烈。
为了解决这一难题，超高层建筑在设计过程中都会安装阻尼器或增加剪力墙，提高结构的抗风及抗震性能。
阻尼器一般分为位移型和速度型，常见的位移型阻尼器有防屈曲支撑、软钢剪切钢板阻尼墙等，常见的速度型阻尼器有筒式粘滞阻尼器、粘滞阻尼墙等。
粘滞阻尼墙是一种新型减震消能元件，与其他阻尼器相比，粘滞阻尼墙可充分利用墙体所提供的空间，产生足够大的阻尼力；既适合新建工程的减震设计，又能用于现有结构的抗震加固，是目前较为理想的阻尼消能元件。
粘滞阻尼墙在施工中应用较少，无成熟的施工经验可借鉴，并且粘滞阻尼墙施工存在如何与主体钢结构进行可靠连接、施工精度难控制等技术难题。
厦门国际中心项目技术人员结合项目施工实际情况，通过对粘滞阻尼墙进行深化设计，将连接附件与结构钢梁一体化加工，优化连接部位的连接方式等方法，彻底解决了粘滞阻尼墙与结构可靠连接及施工精度控制等技术难题，保证了粘滞阻尼墙的安装质量，优化了施工工序，达到了良好的效果。
通过对粘滞阻尼墙的施工经验进行总结，形成了本工法。
2.工法特点
2.0.1不需要复杂的装置和特殊的材料，施工安装方便，能有效的缩减安装工期。
2.0.2占用面积小，不影响建筑使用功能。
粘滞阻尼墙可设置在墙壁内，部分起到内隔墙的作用，不需占用大量的建筑面积，不影响建筑物的使用功能。
2.0.3具有阻尼力大，循环性好、地震后复位性好等技术特点，可以同时满足高层风荷载舒适度及抗震要求，可依据建筑规模及减震要求，自由设计阻尼墙参数。
2.0.4阻尼墙内粘性体耐久性高，不易起变化，且不需维修保养，后期维修成本低。
3.适用范围
适用范围较广，即可用在一般的多层房屋结构，也可用于各种类型的高层和超高层建筑结构，还可用于现有结构的抗震加固。
4.工艺原理
粘滞阻尼墙设计参数由设计制定，依据建筑高度及抗风抗震性能的不同，选用合理的阻尼系数。
粘滞阻尼墙安装在主体结构钢梁上，墙体与上下连接副梁用高强度螺栓进行连接，上下连接副梁经过深化设计、与结构钢梁焊接在一起。
当结构楼层高度较高时、需设置过渡梁，过渡梁安装在粘滞阻尼墙墙体下面，与下连接副梁及墙体用高强度螺栓连接。
若阻尼墙上连接组件腹板孔位与端板夹板孔位存在一定偏差，可适当调整墙体上连接组件位置。
将墙体上连接组件与两端部夹板螺栓连接，不紧固螺栓。
安装中间夹板，分别将钢梁上连接副梁与中间夹板、墙体上连接组件与中间夹板螺栓连接，不紧固螺栓。
阻尼墙底部端板、过渡梁与钢梁之间各连接节点采用四周围焊方式增加连接强度并提高安全系数。
待建筑主体结构施工完成后，对各安装点位的粘滞阻尼墙体的连接螺栓进行紧固，并达到相应预紧力要求。
图4粘滞阻尼墙安装示意图
5.工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
粘滞阻尼墙安装在主体结构钢梁上，墙体厚度200mm左右，二次结构施工过程中，可将粘滞阻尼墙布置在墙体内，节省建筑空间，增大房间使用面积。
粘滞阻尼墙通过过渡梁、上下连接副梁与结构钢梁进行连接，可与外框主体钢结构施工同步进行安装。
主要施工工艺流程如下：
图5.1粘滞阻尼墙施工流程图
5.2操作要点
5.2.1粘滞阻尼墙深化设计
粘滞阻尼墙设计图纸下发后，需对其进行深化设计。
深化设计主要内容：
下连接副梁与结构钢梁的连接方式，过渡梁的形状尺寸，上连接副梁与结构钢梁的连接、上连接副梁与粘滞阻尼墙的连接尺寸，螺栓孔的位置及连接板尺寸等。
为方便施工，提高粘滞阻尼墙的安装质量，依据设计图纸粘滞阻尼墙位置要求，将下连接副梁与结构钢梁、上连接副梁与结构钢梁深化设计成一整体。
5.2.1-1下连接副梁深化设计示意图
5.2.1-2上连接副梁深化设计示意图
当结构钢梁上下均有粘滞阻尼墙时，上下连接副梁同时与结构钢梁深化设计成一体，上下连接副梁与结构钢梁在加工厂内焊接在一起，整体运输到施工现场。
避免了因现场施工环境复杂，焊接质量出现问题的可能，保证了施工质量。
如下图所示。
5.2.1-3上、下连接副梁深化设计示意图
5.2.2粘滞阻尼墙进场验收
1、粘滞阻尼墙为速度相关型之非线性粘滞液体阻尼器，由具有生产资质的厂家进行定制加工。
粘滞阻尼墙进场时，除提供粘滞阻尼墙本体外，另提供与粘滞阻尼墙相关的连接附件（连接夹板、高强螺栓、过渡梁等）。
由于产品特性，在运输、安放、吊装等过程中须保持墙体竖直状态，严禁阻尼器倾斜、平躺、侧放等错误行为。
产品在出厂前已做好密封防漏措施，为了产品性能得到保障，须避免墙体长期露天淋雨。
2、阻尼器产品出厂时，应经生产厂家的质检部门检验合格，并附产品合格证明书，合格证明书上应注明产品的主要性能指标。
5.2.3测量放线
经深化设计后，粘滞阻尼墙与结构钢梁的相对位置已经确定，测量放线主要是定位结构钢梁的位置。
利用全站仪，从本楼层的控制轴线定位出粘滞阻尼墙所在结构钢梁的轴线，并且在结构钢梁两侧50cm位置各放出一条定位轴线，做好标记。
复核轴线后，可进行结构钢梁安装。
5.2.4安装结构钢梁（下连接副梁）
下连接副梁与结构钢梁已在加工厂定制加工完毕，详见深化设计图纸要求。
施工现场按照钢梁序号直接将结构钢梁吊装到所在位置，通过定位轴线，调整结构钢梁位置，直至满足设计要求为止。
结构钢梁安装完成后，用水准仪或水平尺检查下连接副梁的水平度及下连接副梁螺栓孔孔距，误差控制在±2mm内，方能进行下一步工序施工。
5.2.5过渡梁安装及连接
根据建筑楼层的高度，当楼层净高满足粘滞阻尼墙安装要求时，不用设置过渡梁，此步骤可省略。
当楼层过高，需增加过渡梁与粘滞阻尼墙连接，以满足粘滞阻尼墙安装要求。
过渡梁安装前，先校核下连接副梁的水平度，满足要求后，方能进行过渡梁安装。
过渡梁表面水平度误差小于1：
400，用水准仪校核水平度误差前须清理钢板表面，确保测量数据的准确。
同一层间上下梁的连接副梁垂直对应误差须严格按照“连接钢梁节点示意图”要求施工。
检查无误后过渡梁下端与连接副梁用指定规格螺栓连接，不紧固螺栓。
（注：
过渡梁两个连接端面中有一端加工为坡口，坡口端与下连接副梁贴合连接。
）
图5.2.5过渡梁与下连接副梁连接示意图
5.2.6粘滞阻尼墙的定位与螺栓连接
当不设置过渡梁时，粘滞阻尼墙直接与下连接副梁进行连接。
当楼层过高需要设置过渡梁时，过渡梁（下连接副梁）安装完成后，在过渡梁（下连接副梁）上表面划出粘滞阻尼墙墙体定位位置标记后，把粘滞阻尼墙墙体吊装至标记显示位置。
过渡梁与粘滞墙底部端板的对应连接孔调整同心度时，可使用撬棍等工具进行墙体位置调整，以保证连接螺栓安装。
墙体下端与下连接副梁用指定规格螺栓连接，不紧固螺栓。
图5.2.6粘滞阻尼墙安装定位图
5.2.7上连接副梁安装
上连接副梁与上一层结构钢梁一体化加工，安装时也同步施工。
结构钢梁的定位施工步骤与本层结构钢梁施工相同。
因上连接副梁的螺栓孔位置和粘滞阻尼墙的螺栓孔位置都是已加工完成的，且上连接副梁与结构钢梁是一体的，故结构钢梁安装完成后，上连接副梁位置无法调整。
所以必须确保上连接副梁的安装精度，避免出现上连接副梁与粘滞阻尼墙螺栓孔孔位不在同一截面的现象，影响粘滞阻尼墙的安装质量。
5.2.8连接夹板施工
粘滞阻尼墙与上连接副梁之间通过夹板用高强螺栓进行连接。
安装过程中，若粘滞阻尼墙上连接组件腹板孔位与端部夹板孔位存在细微偏差，可适当调整插板组件位置进行调整。
调整步骤如下：
1、拆除定位连接板；
2、使用千斤顶、撬棍等常用工具上下左右挪动插板组件位置，使孔位达到安装要求。
图5.2.8上连接副梁与夹板连接示意图
3、粘滞阻尼墙上连接组件腹板通孔与端部夹板通孔同心度满足安装要求时，将上连接组件与两端部夹板用指定规格螺栓连接，不紧固螺栓；
4、分别将上连接副梁与中间夹板、上连接组件与中间夹板用指定规格螺栓连接，不紧固螺栓。
5.2.9连接部位四周围焊
粘滞阻尼墙安装完成后，对其平面位置及其垂直度进行校核，水平度偏差＜±5mm，垂直度偏差＜1:
400。
满足要求后，对用螺栓连接的各连接节点部位四周围焊，增加连接强度并提高安全系数。
焊接完成后，要对焊缝进行防锈处理。
具体焊接位置见下图：
A、下连接副梁与过渡梁连接区域四周围焊；
B、过渡梁与墙体底板连接区域四周围焊；
C、上连接夹板（含端部夹板及中间夹板）两侧连接区域四周围焊。
图5.2.9粘滞阻尼墙四周围焊位置示意图
5.2.10紧固螺栓
待建筑主体结构施工完成后，对各安装点位的粘滞阻尼墙体的连接螺栓进行紧固，并达到相应预紧力要求。
6.材料与设备
6.1工程材料
表6.1施工主要材料表（以厦门国际中心项目为例）
序号
材料名称
规格
数量
单位
备注
1
粘滞阻尼墙
VFD-NL×1700×60
68
个
钢材Q345B
2
上连接副梁
68
片
钢材Q345B
3
下连接副梁
68
片
钢材Q345B
4
过渡梁
30
片
钢材Q345B
5
夹板
204
块
钢材Q345B
6
高强螺栓
若干
个
6.2机具设备
表6.2-1主要施工机械设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
塔吊
LH800
台
1
2
电焊机
OTCCPXDS-500
台
1
3
磨光机
BOSHGWS20-180
台
2
4
气动扭力扳手
PUMA-AT-5186P
把
1
5
吊装带
2T
条
2
6
卸扣
22
只
4
7
手拉葫芦
2T
只
2
8
钢丝绳
1.7米
根
4
9
梅花板
36-41
把
2
10
开口扳
36-41
把
2
11
活动扳手
15寸
把
1
12
活动扳手
12寸
把
1
13
拔牙
M22
只
2
14
套筒
36
只
2
15
套筒
41
只
1
16
气割枪
把
1
17
氧气表
套
1
18
煤气表
套
1
19
铁锤
2.5磅
个
2
20
水准仪
DS3
台
1
21
自调整水平尺
把
1
22
钢尺
5m
把
1
表6.2-2主要试验检测设备配置表
序号
仪器设备名称
型号
规格
数量
已使用
台时数
用途
备注
1
3000kN液压伺服系统
1
500小时
各种阻尼器力学性能试验
2
数字式覆层测厚仪
TT220
1
3年
检验漆层厚度
3
金属材料分析仪
1
1年
分析检验钢材质量
4
盐雾试验箱
PS03-MN
1
3年
防腐试验
7.质量控制
7.1质量标准及验收规范
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010
《钢结构工程施工规范》GB50755-2012
《钢结构焊接规范》GB50661-2011
《钢结构用高强度螺栓连接技术规程》JGJ82-2011
《建筑消能阻尼器》JG/T209-2012
《建筑钢结构防火技术规范》CECS200:
2006
7.2质量控制措施
7.2.1根据工程结构特点，采取合理、科学的施工方法与工艺，使质量提高建立在科学可行的基础上。
7.2.2把好原材料质量关，所有进场材料，必须有符合工程规范的质量说明书，材料进场后，要按产品说明书与安装规范的规定，妥善保管与使用，防止变质损坏。
7.2.3所有特殊工种上岗人员，必须持证上岗，持证应真实、有效、并检验审定，从人员素质上保证工程质量。
7.2.4测量校正采用高精度的全站仪、激光铅直仪、激光水准仪等先进仪器进行测量，确保安装精度。
所有仪器均通过有关检测部门进行检测鉴定，合格后才能够投入使用。
所有量具都与制作厂进行核对，确保制作安装的一致性。
7.2.5认真执行质量责任制，并制定严格的奖惩标准，使施工过程的每道工序、每个部位都处于受控状态。
7.2.6建立三检制度，实行并坚持自检、互检、交接检制度，自检要做好文字记录，隐蔽工程由项目总工组织工长、质量检查员、班组长检查，并做出较详细的文字记录，不合格的产品不得进入下道工序施工。
对于质量容易波动、容易产生质量通病或对工程质量影响较大的工序和环节要加强预控、中间检查和技术复核工作，以保证工程质量安全。
7.2.7粘滞阻尼墙吊装过程中，严禁单钩吊装等错误行为，建议使用卸扣进行阻尼墙吊装工作。
图7.2.7卸扣吊装粘滞阻尼墙示意图
7.2.8起吊前拆除固定架，确保粘滞阻尼墙起吊时无相关构件挂靠，以免吊装过程中对阻尼墙表面造成划伤。
7.2.9粘滞阻尼墙为一体安装设备，无分段连接，对上下梁的施工精度要求较高。
具体要求如下：
横向水平面平面度施工误差＜±5mm，竖向水平度施工误差＜1:
400，阻尼墙安装高度误差＜±10mm；
7.2.10墙体表面无磕碰擦伤，涂装无损伤。
若存在擦伤、损伤，对墙体表面进行修补，以保证墙体防腐防锈性能达到要求。
7.2.11墙体安装好后出厂橡胶密封条无需拆封，保持封口状态，防止灰尘、水泥、异物等杂物进入槽口。
8.安全措施
8.0.1操作工人必须严格遵守国家和地方政府有关安全生产的法律、法规、条例，遵守项目各项安全管理制度，服从项目安全管理人员的指令，接受安全教育、安全交底、主动接受安全检查，杜绝违章指挥和违章施工。
8.0.2粘滞阻尼墙应用于超高层建筑，钢结构各工序的施工多是高空作业，为了防止作业人员在某个高度和位置上可能出现的坠落，作业者在登高和高处作业时，必须系挂好双大钩背带式安全带。
进入施工现场必须戴好安全带，在2米以上（含2米）的高空作业必须挂好安全带的双保险钩，保险钩要高挂低用，在高处走动时必须保证有一个安全带保险钩挂在安全绳或其它可靠的物体上。
8.0.3严禁有心脏病、高血压、贫血病以及视力缺陷的工人从事高空作业。
严禁酒后作业。
禁止疲劳作业。
8.0.4特种作业人员必须持证上岗,严禁无证上岗.
8.0.5施工时挂设两层梁下水平兜网，满铺布置；同时挂设两道外挑网，外挑网每三层翻设一次；钢柱上挂设钢爬梯作为人员登高使用，爬梯顶安置防坠器；楼层内设置垂直钢楼梯作为人员上下结构层施工用。
8.0.6平面防护主要是铺设安全网，楼层未铺压型钢板或钢筋桁架模板前，必须完善一个标准层的全封闭水平网防护，跟随施工进度每隔一层住上一翻（每两层之间必须有一层防护），作业面与水平网的垂直距离不得大于10米。
铺设时，以两个钢柱间为一个区域，局部钢柱位置较小的使用三个钢柱间为一个区域，中间各片安全网连接为一体，四面使用夹具与钢梁下翼缘连接，夹具焊接钢筋挂钩钩住安全网。
图8.0.6平面防护安全网示意图
8.0.7卸车的起重指挥人员对卸下的钢构件要摆放平稳有序，不准出现大压小，长压短，重压轻等失稳现象，对一些特殊难以摆放平稳的构件，摆放时必须采取有效的防倾倒措施。
8.0.8卸车的起重指挥及辅助人员在构件起吊前和构件落钩时，要选择合理安全的站位，防止构件晃动、倾倒而被刮、碰或砸伤。
8.0.9高空作业人员必须佩带工具袋，不准随手放置及抛掷物品，所有手动工具应套在安全带上或手上，防止落物伤人。
8.0.10吊装构件前，应对吊具进行仔细的检查，如选用的卡环和钢丝绳的大小是否满足吊装节点的要求、吊具是否有损坏、选取的吊点是否错位。
8.0.11吊钩要求具有防跳绳锁定装置，无排绳打搅现象。
构件起吊时应保证水平，均匀离开平板车或地面，起吊后构件不得前后、左右摆动，钢丝绳应受力均匀。
施工人员不得站在起吊构件上。
9.环保措施
9.1防止大气污染
9.1.1钢结构施工垃圾清运，采用容器吊运或袋装，严禁随意凌空抛撒，施工垃圾应及时清运，地面适量洒水，减少污染。
9.1.2进行定期和不定期检查，对现场烟尘程度进行观测，落实各项环保措施。
9.2防止水污染
9.2.1确保雨水管网与污水管网分开使用，严禁将非雨水类的液体排进市政雨水管网。
9.2.2现场交通道路和材料堆放场地统一规划排水沟，控制污水流向。
9.2.3加强对现场存放油品和油漆等易燃品的管理，对存放油品和化学品的库房进行防渗漏处理，采取有效措施，在储存和使用中，防止油料跑、冒、滴、漏污染水源或主体结构混凝土。
9.2.4施工现场设置有组织排水系统，排放的废水经现场排污管道通过沉淀池净化后排出；施工区域卫生间的粪便经过化粪池处理后，排入市政污水管道。
9.3防止施工噪音污染
9.3.1施工现场的噪声控制执行《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）规定的噪声限值，并按《建筑施工场界噪声测量方法》（GB12524-90）进行声级测量。
9.3.2施工现场提倡文明施工，建立健全控制人为噪声的管理制度。
尽量减少人为的大声喧哗，或由于操作不当造成的噪声，本工程积极强调把全体施工人员防止噪声扰民的自觉意识放在首位。
9.3.3施工现场每周进行一次噪音监测，测点选在距现场围墙1m处，现场设八个监测点，布置在场地四周，设专人做噪声监测并记录，接受社会监督。
9.3.4钢构件在支设、拆除和搬运时，必须轻拿轻放，上下、左右用人传递。
构件安装修理晚间禁止使用大锤。
9.3.5对施工机械进行全面检查维修保养，保证设备始终处于良好状态，避免噪音、泄漏和废油、废弃物造成的污染，杜绝重大安全隐患的存在。
设备在使用前要检查鉴定，使用中要督促开展正常的维修保养，必要时应对设备采取专项噪声控制措施，如设备隔音防护棚，转动装置防护罩，尽量采用环保型机械设备等。
对有可能发生尖锐噪声的小型电动工具，如冲击钻、手持电锯等，应严格控制使用时间，控制使用的频次的设备数量，在夜间休息时应减少或不进行作业。
对于可以在加工车间加工的工作，尽可能在加工车间加工，减少在开放式空间上的作业
9.3.6生活垃圾与施工垃圾分开，及时组织清运。
9.3.7施工作业人员不得在施工现场围墙以外逗留、休息，人员用餐必须在施工现场围墙以内。
9.4防止光污染
9.4.1现场照明合理布置，工作面照明在施工活动结束后及时关闭；
9.4.2电焊机等设遮光罩棚，现场施焊时应设简易围挡。
1、粘滞阻尼墙存放
2、拆除固定支架
3、粘滞阻尼墙起吊
4、下连接副梁及结构钢梁安装
5、粘滞阻尼墙安装
6、粘滞阻尼墙与下连接副梁连接
7、上连接副梁与粘滞阻尼墙间连接板安装
8、粘滞阻尼墙与下连接副梁连接部位焊接（焊缝防锈）
9连接夹板四周焊接（焊缝防锈）
10、粘滞阻尼墙安装完成
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