钢结构组织设计.docx
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钢结构组织设计
课时授课计划
建筑工程系施工教研室姓名课程：
建筑施工组织与管理NO。
29
授课班级
建工技术1104、08、09、10
授课日期
201年月日
课型
综合
授课章节
项目3施工组织设计的编制实例
任务3钢结构施工组织设计的编制实例
教学目的与要求
了解钢结构工程的施工特点，掌握钢结构工程的施工部署、进度计划、施工平面布置的内容。
重点与
难点
施工平面布置内容
教具
教学进程
讲授时间
1.组织教学：
概述。
5分钟
2。
授课内容提要：
一.钢结构工程的施工特点
二.钢结构工程的施工部署、进度计划、施工平面布置
三．钢结构工程的施工组织设计的相关案例
5
35
40
3。
巩固新课：
4分钟
4．布置作业：
1分钟
5．实施情况及反馈：
任务3钢结构工程的施工组织设计
工程背景
某图书馆新馆项目占地面积50亩，总建筑面积2.5万平方米。
工程包括主楼和报告厅二个部分。
工程主楼为框—筒钢骨砼结构，裙楼为钢筋砼框架结构，抗震设防烈度为7度。
地基为预应力砼管桩，主楼基础采用桩承台、整板基础。
主楼主体柱网间距以9000×9000为主，从地下室层至四层以钢骨砼柱为主，局部钢筋砼柱及钢柱。
钢骨砼柱截面尺寸分别700×800、1000×700、700×700、Ф800mm等几种截面尺寸，钢筋砼柱700×700mm，钢柱400×800×20×40mm。
主体楼层梁分别有钢骨砼梁、钢筋砼梁及钢梁。
一、二层楼面钢骨梁及钢筋砼梁截面尺寸700×800、1000×800、700×700mm等几种；三、四层楼面及屋面为钢梁，钢梁截面尺寸有多种，截面形式为H型。
主楼楼面板一、二层楼面板分别为高强薄壁空心筒现浇板，板厚分别为400mm、220mm；屋面板采用压型板—砼组合楼面，板厚120mm。
报告厅部位屋面壳体结构，壳体结构用钢管桁架，高出所在屋面3549～7004mm。
3.1钢结构施工的特点：
钢结构的施工大体上可分为两大部分：
一是钢构件、配件的制作与加工，一般在工厂生产；二是钢结构的拼装安装、连接，即现场施工。
另外，还有防腐、防火处理等。
根据钢结构的性质，钢结构施工组织具有以下特殊性：
1.对制作、加工精度、测量、定位、放线要求严格。
这是在制作和安装阶段都较为重要的问题。
下料不精确，会造成构件的变形，安装时不能就位，影响使用和受力；同时在高层建筑中，误差累积非常显著，柱子或其他构件微小的偏差会造成上部很大的变位，极大地改变结构的受力，影响设计效果，甚至产生工程事故。
因此，在施工组织安排中，应该安排对进场的钢结构构件进行检测。
2.焊接、紧固件连接工作量大。
焊接、紧固件连接时钢板或型钢组成各种钢构件的基本连接方法，其在整个钢结构工程中的工作量占有很大的比重，焊接、紧固件连接不可避免会产生各种缺陷，对钢结构工程质量有着很大的影响。
焊接和连接的顺序对钢结构的装配应力影响很大，所以应合理安排连接顺序。
3.安装过程中对天气、温度等条件敏感。
钢材热胀冷缩、尺寸变化比较大，温度过高或过低都会对安装精度产生影响。
同时，在钢材连接中，焊接的质量与天气、温度都息息相关。
因此，应该合理安排施工时间。
4.钢结构安装对机械设备要求高。
钢构件重量大、体型大，高层建筑施工中高空作业多，对吊装过程中的技术要求高，吊装的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合，对起重、运输等机械的性能要求高。
在一些特殊的施工方法（如整体顶升法、高空滑移法）中，对机械设备性能有更高的要求。
因此，应该选择合理的施工机械，并合理布置施工场地。
5.防腐、防火要求严，且防腐、防火分为施工过程中和安装完成后两个阶段。
因此，平面布置上应考虑防腐和防火的安排。
6.钢结构构件多。
材料需求量大、品种多、专业性强、材质要求高，故要求有良好的组织供应，以保障施工需求，对物资供应进度组织提出的要求高。
7.钢结构工程对工人的技术水平要求高。
焊工、起吊工等须考核持证上岗。
8.施工具有连续性。
采用流水施工时，工作的交叉配合比较平衡，要求在工期进度上合理安排，以提高效率。
钢结构施工属于专业分包性质，所以施工现场一般已经有总包单位布置好了临时建筑，这时就不需要进行现场的布置。
如果钢结构施工单位是总包单位，则应按前面单元的要求进行各种布置。
3.2施工部署：
3.2.1原始资料收集：
1.工程概况和气候条件；
2.工程地质、水文条件、地形条件及场区及周边地下管线情况；
3.周边道路及交通条件。
3.2.2工程特点、重点：
主要包括工程特点，工程重点、难点阐述或分析。
3.2.3施工目标：
1.施工质量目标；
2.施工进度目标；
3.施工成本目标；
4.施工安全目标；
5.文明施工目标。
3.2.4项目组织机构：
常用项目组织机构分布图、表的形式进行表示。
3.2.5施工程序：
可以文字说明每部分的具体流程及工艺顺序，常以流程图辅助表示。
3.2.6项目施工流水段的划分及组织：
按照施工段划分的具体要求结合工程实际特点进行合理的划分，可形象辅助以简图表达。
案例施工部署
3.2.7工程概况：
见本任务的工程背景部分。
3.2.8工程特点、重点：
3.2.8.1工程特点
本工程在主楼主体结构中设计采用了钢骨砼结构技术，现浇空心板结构技术和钢承板砼组合楼面板结构技术，在裙楼报告厅部位使用钢管桁架的壳体结构。
3.2.8.2工程重点、难点
1本工程质量标准要求高
本工程是市重点工程，工程质量符合国家标准，确保市级优质工程，达到国家优质工程标准，争创国优。
2钢结构的施工图设计和深化设计
本工程钢结构的深化设计工作是本工程的重点之一。
选择实力强、设计经验丰富的设计人员为本工程完成深化设计的任务，从设计力量上、类似工程设计经验上和协作服务上给予足够的保障。
3与土建施工的衔接配合
本工程劲性钢柱及压型钢楼承板的施工需土建安装密切配合才能保证工程的质量及进度，因此与土建施工的衔接配合也是本工程施工组织的重点之一。
钢骨柱及钢骨梁的安装施工比普通钢结构安装施工相应增加了一些施工工序，组织协调管理工作内容增加，对配合混凝土的浇注、协调、确保主体施工顺序进行是该工程的重点。
3.2.9施工目标：
3.2.9.1施工质量目标
工程质量符合国家规范验收标准，确保市级优质工程，达到国家优质工程标准，争创国优。
3.2.9.2施工进度目标
本工程计划从2007年1月16日开始至2007年7月2日结束。
根据本工程工程特点和工期要求，将本工程总体安排为三个施工阶段：
第一阶段：
施工准备阶段。
主要包括资料收集、技术方案的编制与交底、工程材料采购、劳动力准备与培训、临时设施、道路、临时水电设施、钢结构深化设计等。
第二阶段：
施工生产阶段。
钢结构工厂加工、运输、现场地面拼装、吊装、高空安装等。
本阶段是施工全面展开阶段，应保证各种资源的及时调配，加大生产调度力度，保证计划实施不打折扣。
第三阶段：
交工验收阶段。
钢结构安装完毕，成立交工验收领导小组，和建设单位、总包方及监理、总包单位共同制定详细的交工验收计划（包括交竣工资料整理、装订、交付计划），确保交工验收成功。
3.2.9.3施工成本目标
工程成本降低率4%。
3.2.9.4施工安全目标
杜绝重伤和死亡事故的发生，一般事故的发生频率控制在1.5‰以下。
3.2.9.5文明施工目标
达到市级“文明工地”标准。
3.2.10项目组织机构
本工程钢结构工程项目组织机构图见下图：
3.2.11施工程序：
施工程序见图下图：
3.2.12项目施工流水段的划分及组织：
根据本工程的结构特点，及钢结构工程量的分布，暂时将主楼钢结构安装工程分成四个工流水段见图：
流水施工关系为：
先立柱安装，后进行横梁安装，最后进行支撑安装。
3.3施工进度计划
钢结构的施工进度计划编制的主要步骤有：
熟悉审查施工图纸，研究原始资料；根据施工顺序、施工段和施工层，确定施工起点流向；确定主要施工控制点；计算工程量，确定劳动量或机械台班数量；计算各项工作持续时间；绘制施工网络图或横道图；按照项目进度控制目标要求，调整和优化施工网络计划。
编制钢结构的施工进度计划时，要与整个工程的进度计划相协调，避免和其他工序的施工发生冲突或矛盾。
案例工程施工进度计划
根据招标文件，本工程施工工期要求为180天，其中制作90天，安装90天。
根据工期要求和现场情况，计划从2007年1月16日开始至2007年7月2日结束，总工期168天，比建设单位要求提前12天完成。
3.3.1施工进度控制点的设置：
在施工中本着优化施工程序，加强各工种协作，强化网络计划的原则，加强施工计划管理。
为保证工期目标的实现，根据各分部分项的工程特点分别设置如下主要控制点：
第一进度控制点：
2007年01月16日，工程开工。
第二进度控制点：
2007年02月04日，钢结构深化设计完成。
第三进度控制点：
2007年02月16日，钢结构开始制作。
第四进度控制点：
2007年04月01日，主楼钢结构开始安装。
第五进度控制点：
2007年06月01日，报告厅钢结构开始安装。
第六进度控制点：
2007年06月19日，主楼钢结构安装完毕。
第七进度控制点：
2007年06月25日，报告厅钢结构安装完毕。
第八进度控制点：
2007年07月02日，工程竣工。
3.3．2施工进度计划：
施工进度计划见图：
施工进度计划图
3.4施工准备与资源配置计划：
3.4.1施工准备：
由项目总工组织项目经理部有关技术人员认真熟悉图纸，参加由建设单位组织召开的设计交底、图纸会审和轴线桩交接、施工临时水电交接、施工现场勘察；根据施工现场的实际情况和建设单位的统一要求布置现场临时设施；施工技术部门根据投标方案大纲编制实施性的施工组织设计和分项工程施工方案并向施工工长和专业施工队进行技术交底和岗前培训，同时按照施工总进度计划的总体安排编制材料进场计划、设备进场计划、人员进场计划。
3.4.1.1施工组织准备
项目经理和技术、质量、材料、安全负责人符合资质规定的要求。
组织一支有施工经验的施工队伍进驻现场进行临时设施搭建等各种现场准备工作，并按劳动力需用计划分批分期进入现场。
劳动力进入现场后，由项目经理组织做好入场教育工作，对安全生产、文明施工、工程的质量工期要求及企业各项规章制度向作业层交底。
3.4.1.2技术准备
技术准备包括配备工程技术资料、图纸自审和会审、施工组织设计编制和报审、编制物资需用量计划的、图纸深化设计等工作。
3.4.1.3施工现场准备
施工现场准备由项目经理部依据建设单位及总包提供的施工用地进行现场平面布置，并报经建设单位及监理、总包单位审批。
1施工平面布置规划
本工程的施工平面布置规划见项目3.6。
2施工现场控制网测量
根据给定永久性坐标和高程，按照总包总平面图要求，现场测量员进行施工场地控制网测量，设置场区永久性控制测量标桩。
3组织施工机具进场
根据施工机具需要量计划，按平面图要求，项目经理部组织施工机械、设备和工具进场，按规定地点和方式就位，并应进行相应的日常保养和试运行等项工作。
3.4.1.4材料准备
进场10天内提出现场材料总需用量计划，在每道工序前15天提出分批量入场计划，保证能有充足的时间进行材料的采购、贮备，材料提前一周入场，并按建设单位规定的材料交验程序，做好材料的交验工作。
3.4.2劳动力计划：
根据本工程的内容和特点，计划在本工程中投入钢结构制作厂和钢结构吊装队、钢结构安装队、脚手架搭拆施工队、涂装施工队等四个专业施工作业队及一个测量检测队进行本工程的施工。
拟投入施工现场的最高人数和平均人数见表3-8及表3-9。
表3-8钢结构制作厂劳动力需用量计划
施工作业队
工种
人数
备注
钢结构厂生产车间加工制作
下料、切割工
20
装配工
20
焊工
20
持证上岗
检验员
6
持证上岗
设备操作工
12
工厂拼装作业队
装配工
8
焊工
8
持证上岗
油漆工
4
起重工
2
持证上岗
检验员
2
持证上岗
工厂涂装作业队
设备操作工
4
油漆工
10
起重工
2
持证上岗
运输队
起重工
2
持证上岗
编组编号员
4
厂内转运工
4
司机
6
持证上岗
现场拼装作业队
装配工
8
焊工
8
持证上岗
油漆工
4
起重工
2
持证上岗
检验员
2
持证上岗
合计
166
表3-9施工现场劳动力需用量计划
序号
工种
数量（人）
备注
1
铆工
20
2
电焊工
20
持证上岗
3
气焊工
6
持证上岗
4
起重工
8
持证上岗
5
油漆工
30
6
测量工
6
持证上岗
7
维修电工
1
电气维修持证上岗
8
架子工
6
持证上岗
9
探伤工
3
持证上岗
10
辅助工
20
共计
120
根据劳动力使用计划，分期分批组织劳动力进场，进行入场教育，明确目标任务，并由质、安工程师分别进行施工质量、安全技术交底。
各施工队骨干力量保持稳定，一般技术工人以公司为强大后盾，随工程需要实行动态管理，即保证工程高峰期用人需要，又不至于造成现场窝工，从而提高工作效率。
劳动力配备计划及劳动力动态图见下页。
3.4.3钢材供应措施及材料品牌：
3.4.3.1材料采购方案（略）；3.4.3.2钢构件进场计划
钢材的进场计划见表3-11。
表3-11钢材进场计划
钢材类别
型 号（mm）
重量（t）
材料标准及钢号
供货时间
备注
钢骨柱
箱型
158
国产Q345B
开工后95天
H型
96
开工后95天
X型梅花型
115
开工后95天
框架柱
箱型
140
开工后100天
钢骨架梁
H型
188
开工后100天
钢梁
BH型
736
开工后120天
HN型
354
开工后120天
箱型
71
开工后120天
钢管桁架
20.6
开工后150天
钢偶撑
11.2
开工后120天
压型钢板
0.75mm、0.91mm
12547m2
镀锌
开工后120天
3.4.4钢结构安装施工机械设备计划：
钢结构安装施工设备配备见表3-13，钢结构安装主要检测仪器见表3-14
表3-13安装主要施工设备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量
国别产地
制造年份
额定功率
生产能力
1
附着式塔吊
K50/50
1
沈阳
2002
20t
2
塔吊
QTZ80
1
沈阳
2000
6t
5
汽车吊
25t
1
徐州
2000
25t
6
拖车
50t
1
上海
2001
50t
7
载重汽车
10t
1
北京
2001
10t
8
硅整流电焊机
ZX500
20
南京
2001
20kw
9
砂轮切割机
φ400
2
南京
2000
7.5kw
10
角向磨光机
φ125
10
南京
2000
2.5kw
11
焊条烘干箱
2
南京
2002
12
焊条保温筒
20
南京
2000
表3-14钢结构安装主要检验试验仪器一览表
序号
名称
规格
精度
单位
数量
备注
1
全站仪
拓普康GTS-601
1″2+2D
台
1
平面控制测量、高精度定位测量、变形测量安装监控
2
全站仪
尼康GTM-530
2″2+2D
1
3
经纬仪
J2
2″
台
4
安装监控
4
精密水准仪
拓普康（带测微器）
0.4mm/Km
台
1
高程控制测量、基础沉降观测
5
水准仪
拓普康AT-G2
0.7mm/Km
台
1
高程测量
6
X射线探伤仪
E-250
台
1
焊缝检测
7
超声波探伤机
GTS-22
台
1
焊缝检测
8
焊接检验尺
只
6
9
钢卷尺
30m
只
2
10
磁力线坠
只
8
11
油漆测厚仪
把
4
3.5钢结构的安装方案：
钢结构施工方案的重点是这部分内容，钢结构的加工是工厂完成的，运输由专业运输队伍负责，钢结构的安装涉及了钢结构的连接、钢结构的测量与精度控制、钢结构的吊装等内容，知识的综合程度非常高。
本工程采用柔性框架――支撑的结构体系，其中柱采用劲性钢柱，梁采用组合梁，梁柱节点采用铰接。
楼板采用压型钢板――混凝土组合楼板。
其中采用塑性设计法按组合梁设计。
钢梁上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接。
3.5.1吊装方案：
1.钢结构吊装工艺流程：
以流程图表示。
2.吊装机械的选择及安装：
1）机械位置及性能参数；
2）机械平面布置；
3）机械吊装工况分析。
按照主楼钢结构构件的分布特点以及构件重量，选取1台K50/50塔吊和吊作为起重设备，考虑塔吊配合土建地下部分施工，塔吊的大臂长选择70米，安装位置在10轴线上、K轴及J轴之间。
主楼塔吊平面布置图
钢柱安装分节的设想：
本工程钢柱总长度约为26米，考虑安装及运输的方便，基本分两节制作安装：
第一节从地下室-1F至高出2F地板1.2米处，第二节从高出2F地板1.2米至屋顶。
局部外挑12米部分由于其主梁翼缘板贯穿钢柱，该部分分四节制作安装：
第一节分节点为高出2F地板1.2米处，第二节分节点为高出3F地板1.2米处，该部分同3F挑梁一起制作安装，第三节分节点为高出4F地板1.2米，第四节即从4F地板1.2米直到屋顶。
根据主楼的钢结构分布情况，构件基本为对称分布，同一位置在三层构件的重量最大，经对构件重量的计算，塔吊平面布置图中钢柱1-3、钢梁1-3为塔吊工作的最不利点，具体分析见下表所示。
表3-5主楼K50/50塔吊设置及吊装情况一览表
序号
各最不利点构件名称
构件重量
（吨）
距塔吊的距离
（m）
该处塔吊
的起重量
（吨）
是否
满足
备注
1
钢梁1
6.2
48
8.2
是
2
钢梁2
6.7
39.5
10.3
是
3
钢梁3
7.6
30
14.3
是
4
钢柱1
5.8
36
11.5
是
5
钢柱2
7.9
42
9.6
是
6
钢柱3
4.5
27
16.1
是
备注：
1、其他构件吊装的位置或重量均比上述构件容易，不做一一分析。
2、钢梁3上翼缘板贯穿钢柱，考虑吊装及制作方便，该钢梁与2至3层钢柱同时制作、吊装。
通过上述分析K50/50塔吊布置在该位置，满足钢结构构件吊装要求。
3.5.2焊接方案：
本工程钢结构现场焊接主要是柱与柱、柱与梁、梁拼接及隅撑的焊接。
材质主要为Q345B。
钢柱主要有箱型柱、梅花型柱和H形柱三种截面形式，钢板厚度40、25、20mm，连接方式为焊接，焊缝要求全焊透。
钢梁为H型钢，主梁与钢柱的连接方式为刚接（即腹板为高强度螺栓连接，翼板与柱为焊接），钢板厚度60-17mm，焊缝要求全焊透；次梁与主梁的连接为铰接。
柱—柱接头、柱—梁接头、梁—梁拼接接头为II级焊缝，需经20%超声波探伤检查，其余为III级焊缝，主要焊接节点如下图所示。
根据本工程的实际情况和提高焊接工作效率及焊接质量，现场主要焊缝采用CO2气体保护焊，局部采用手工电弧焊的焊接方法。
1.焊接前技术复核工作：
根据JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》的要求进行。
2.钢结构焊接顺序；
3.焊接前准备工作；
4.焊接工艺：
（1）接头准备；
（2）引弧及息弧板准备；
（3）焊缝清理及处理；
（4）工艺选用；
（5）变形的控制。
5.焊接检查及检验：
（1）焊缝外观检查；
（2）超声波探伤检验。
6.焊接返修。
3.5.3测量与精度控制方案：
1.测量校正前的准备工作：
测量仪器准备、测量校正方案及安装测量标志的确定等。
2.校正与监控工艺：
（1）标高调整；
（2）扭转调整；
（3）垂直度调整；
（4）垂直度监控；
（5）钢梁水平度校正；
（6）结构中间验收。
3.5.4高强螺栓安装方案：
高强螺栓的穿孔→高强螺栓的初拧与终拧→高强螺栓紧固后的检查。
3.5.5压型钢板与栓钉安装方案：
1．压型钢板安装工艺；2．栓钉焊工艺；
3.5.6地脚螺栓预埋与首节钢柱安装：
第一节钢柱安装定位尺寸的好坏，直接关系到后续柱梁的安装定位质量，而第一节钢柱的轴线安装定位精度取决于预埋地脚螺栓的预埋精度。
在预埋螺栓预埋前，为了保证各定位螺栓的相对位置稳定，采用钢套模定位。
3.6施工现场平面布置：
（1）现场办公设施的规划；
（2）生活设施的规划；
（3）现场钢结构拼装场地及仓库的规划；（4）临时用水用电设施；
应以现场平面布置见施工现场平面布置图来表示：
3.7工程质量保证措施：
施工阶段性的质量控制措施主要分为三个阶段，并通过这三阶段来对本标段工程各分部分项工程的施工进行有效的阶段性质量控制。
3.8夏季、雨季施工措施：
3.8.1夏季施工措施：
高温天气施工，应做好各种降温防暑工作。
配备充足饮用水，降温饮料和设置降温凉棚。
合理安排作业时间，错开日照强烈阶段。
施工作业面设置防暑降温茶水、药品。
现场设置医务室，及时救治中暑职工。
同时配备应急药箱，准备少量工地常见事故处理药具。
3.8.2雨季施工措施：
（1）对于露天保温风管要加盖帆布，对敷设电缆及导线两端用绝缘防水胶布缠绕密封，防止进水影响其绝缘性，对仪表要用塑料袋履盖并扎紧下部。
（2）雨季施工期间，劳动力进行统筹安排，晴天先室外后室内，雨天施工室内，尽量避免因雨水影响而产生的窝工现象。
（3）雷暴雨天气禁止一切室外作业。
（4）雷雨期间项目部每天通过高音喇叭定时发布气象资料，使全体职工了解信息，以便安排工作和生活，并采取相应的措施。
（5）定时对现有水沟进行疏浚。
准备抽水泵作应急抢险，出现水情及时处理。
（6）雨天施工采取防滑措施，加强对安全带、安全网的检查，彻底杜绝事故隐患，确保人身安全。
（7）对于不能水浸的材料全部存入仓库，保证不漏、不潮，下面要架空通风，四周设排水沟，避免积水。
（8）易受潮的材料要求入库存放，随用随领、防止受潮变质。
3.9现场文明施工、环境保护及安全保证措施：
“以人为本，营造和谐环境”是文明施工及环境保护的指导方针，在施工过程中采取有效的措施来保护环境，实现全方位节能降耗和污染预防，合理利用资源，减少废弃物产生，充分回收和利用固体废弃物，努力营造一个优美的环境。
加强对现场人员的培训与教育，提高现场人员的环保意识加强信息交流与传送，实施有力监督。
现场管理必须以施工组织设计中的施工总平面布置图和政府主管部门对
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