钢结构方案.docx

1、钢结构方案一、编制依据1.1编制依据：1.1.1安徽医科大学第二附属医院医疗综合楼A区工程施工图纸、设计变更及本工程实施性施工组织设计；1.1.2建筑地面工程施工质量验收规范GB50209-95；1.1.3建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002；1.1.4建筑结构制图规范GB/T50105-2001；1.1.5钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001；1.1.6中铁四局集团建筑工程有限公司建筑工程施工工艺标准ZTSJ（QB-2003）；1.1.7建设工程强制性标准条文1.1.8国家及地方关于钢结构工程的有关规定、法律、法规及文件；1.1.9本工程施工合同、招投标文件。二、 工程概

2、况2.1.工程概况安徽医科大学第二附属医院医疗综合楼工程位于合肥市经济技术经济开发区叠障路与芙蓉路交叉口。本建筑物主要为综合门诊部，是一座大型医疗综合性建筑物。本工程地下一层，地上四层,局部五层，总建筑面积44500平方米（含地下室12780平方米）。平面柱网尺寸为80008000mm，东西宽90m、南北长150m。地下一层（人防），层高为5.1米。首层层高为5.5m，其余均为4.8m，建筑物总高度24.55m，钢结构顶标高为19.850m。该工程设计单位为深圳市建筑设计总院,建设单位为安徽医科大学第二附属医院，施工单位为中铁四局集团建筑工程有限公司。本工程屋面部分CG轴交1215轴间结构为钢

3、结构，共6个直径D=600钢管柱（管壁厚20mm），钢管柱高由0.000m至19.850m；其中C交1215轴与G交1215轴上为钢筋砼柱，在钢筋砼柱顶部位靠GL2侧预埋钢板进行钢梁的连接，钢梁GL1截面为20厚钢板焊接成宽高为4001000mm的“工”字型钢梁；GL2采用成品工字钢为45a，其规格为腰高450mm，腿宽150mm，腰厚11.5mm，钢结构平面位置详见下图。 钢结构材料采用Q235B热轧普通钢、角钢、钢板。埋弧焊焊剂采用HJ431焊剂，焊丝组合要求为HJ401+H08A。焊条为E43系列；钢结构环境侵蚀类别为弱侵蚀性，除锈等级为Sa2级，所有钢梁以及钢结构构件外露部位均需防锈，

4、外涂油漆；钢结构耐火时限：钢柱为3小时，钢梁为2小时，当耐火时限2小时，采用超薄型防火涂料，当耐火时限3小时，采用厚涂型防火涂料。3.1、材料准备：3.1.1钢结构材料：（1）钢管柱：（规格型号为：60020钢管，材质为：Q235B热扎型钢）；（2）钢梁：本工程钢结构部分钢梁分为GL1和GL2，其中，GL1均由20厚钢板焊接成腰高1000mm，腿宽400mm的工字形钢梁，GL1的材质为Q235B热扎型钢；GL2为45a成品工字形钢梁， GL2的材质为热扎工字型钢；钢管柱、钢梁的型号、制作质量应符合设计要求和现行国家产品标准，应有出厂合格证、检验报告并应附有技术文件。（3）连接材料：焊条采用E4

5、3系列，规格为4.0mm的电焊条、焊丝采用1.2的焊丝，螺栓的规格为36，连接材料应有质量证明书，并符合设计要求及有关国家标准的规定。 （4）涂料：防火涂料采用JG-276钢结构防火涂料，涂料技术性能应符合设计要求和有关标准的规定，应有产品质量证明书。 3.2机具准备：钢结构机具：2个葫芦及其配套吊装索具、3台焊机、3把焊钳、3个焊把线、数量垫木、数量垫铁、2个扳手、2个撬根、2个扭矩扳手、1台手持电砂轮、1台电钻等。 3.3作业条件：3.3.1钢结构部位的钢筋砼结构应施工完毕，并经建设、监理验收合格；3.3.2钢结构部位的楼层清理干净，无积水；3.3.3检查核对进场钢管柱、钢梁、钢板、螺栓、

6、电焊条等材料的数量、规格、品种、尺寸与图纸设计等相关要求是否一致，查验出厂合格证及有关技术资料，并报建设、监理单位验收通过；3.3.4钢结构吊装机具、焊接、安装等设备进入施工现场和施工部位，并经调试运行满足安全施工要求；3.3.5编制钢结构安装施工方案经审批合格，所有施工人员均进行了全面细致的施工技术交底和安全文明施工交底；3.3.6检查安装基座及预埋件，复查定位轴线和施工标高，取得经甲方、监理确认合格的验收资料。四、 施工工艺4.1工艺流程： 4.1钢结构工艺流程：准备 钢柱安装 钢柱焊接 钢柱与梁的连接与固定 梁与梁的连接 检查、验收 4.2钢管柱施工：4.2.1钢管柱按楼层施工，根据钢柱

7、节点构造要求。4.2.2复验安装定位所用的轴线控制点和测量标高使用的水准点。 4.2.3 放出标高控制线和钢柱轴线的吊装辅助线。 4.2.4 复验钢管柱支座及支撑系统的预埋件，其轴线、标高、水平度、预埋螺栓位置及露出长度等，超出允许偏差时，应做好技术处理。（1）地脚螺栓（锚栓）位置及地脚螺栓（锚栓）尺寸的允许偏差应符合表11的规定 表11 支撑面、地脚螺栓（锚栓）位置的允许偏差（mm） 项目允许偏差支撑面标高3水平度l/1000地脚螺栓（锚栓）螺栓中心偏移5.0螺栓露出尺寸20.00螺纹长度20.00予留孔中心偏移10.0检查数量：全部基础数检验方法:用经纬仪、水准仪和钢尺实测（2）建筑物的定

8、位轴线、基础上柱的定位轴线和标高位置的允许偏差应符合表13的规定；表13 建筑物的定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高位置的允许偏差 项目允许偏差钢结构定位轴线l/20000，3.0柱子定位轴线1.0底层柱基准点柱标高2.0检查数量：按柱基础检查全部数量。检验方法:用经纬仪、水准仪和钢尺实测。4.2.5测量用钢尺应与钢结构制造的钢尺校对，并取得计量法定单位检定证明。4.2.6钢结构的吊装4.2.6.1每节钢柱重2T、钢梁重3.8T，采用2组起吊吨位3t的葫芦及吊装索具把钢构件吊装就位。 4.2.6.2钢结构的吊装焊接吊耳部位：(1)柱子的顶部；(2)柱子的1/3处（从顶部向下）；（3）梁的两端和

9、梁的1/2处；以上部位焊接吊耳。4.2.6.3钢柱吊装：先用钢丝绳将一组起吊重量为3t葫芦固定在西面11轴上800800的矩形钢筋砼柱上（因为西面12轴上三根钢管柱和其旁边对应的11轴上的钢筋砼柱相距仅100mm），利用吊索将12轴上的三根钢管柱进行吊装落位；然后在钢构部位搭设满堂脚手架，满堂脚手架搭好后（搭设顶部标高为18.8m），在东面满堂脚手架顶部安装固定一根长7.4M的45a工字钢做吊车梁（该工字钢梁固定在脚手架的多个横杆上，使其形成多个受力点将力分解，从而避免集中应力），梁下方留有空间，以便在该处吊装东面15轴上钢管柱，然后，在该梁上安装一组起吊重量为3t的葫芦将东面15轴上的钢管柱

10、进行吊装落位；钢管柱安装起吊离地50cm时暂停，检查无误后再继续起吊，吊装后，进行垂直度、轴线的校正合格后，最后焊接安装；（东面、西面钢管柱吊装见大样图）；4.2.6.4钢梁吊装：在满堂脚手架上满铺并固定一层模板搭设成一操作平台，其操作平台标高18.8m，先用QTZ5012型塔机将钢梁吊至钢构旁边的钢筋砼屋面上，然后用2组3t葫芦、1组5t葫芦和索具设备分别系在钢梁两端和梁1/2处的焊接吊耳处，同时，在钢梁底部放置一组由483.5钢管组成的圆滚，再用葫芦及索具牵引钢梁由屋面通过操作平台至安装部位（钢管柱上），调节好标高、轴线后在进行焊接安装（钢梁就位见钢梁就位牵引图）。4.2.7钢管柱的固定（

11、1）底部钢管柱的安装：a、钢管柱在0.000m处预埋8根L=750，36的锚栓，并通过定位板保证其埋置准确。钢管柱吊装就位后，立即通过满堂钢管脚手架将柱临时固定，然后在柱相互垂直方向架设2台经纬仪，通过调整8个锚栓的螺母和缆绳将钢管柱垂直度和标高调整准确，随后拧紧螺母，固定缆绳；在钢管柱的四周和中心用200mm高20mm厚的钢板组焊成加劲肋。先将钢筋砼柱基座根部凿平达毛，清理干净，然后再将钢筋砼柱基座与钢管柱底板之间用C35配合比去石子的干硬性水泥砂浆进行找平密实（厚度3mm），以确保与钢管柱底板结合平整密实（详见附图一）。b、C交1215轴、G交1215轴钢筋砼柱在浇筑砼前预埋钢板，钢板焊接

12、九根长400mm（末端焊接10010010mm的钢板）的连接件锚固在钢筋砼柱内；预留钢板上、下各焊接220mm宽400mm长、25mm厚的两块钢板，上层、下层钢板之间由HW4004001321mm的型钢连接，上层钢板上留置两个长形螺栓孔（2296mm）和GL2进行连接，连接的时候中间采用钢垫板和聚四氟乙烯垫板调整标高，当轴线和标高检查合格后，进行加固并再次校核尺寸，满足规范规定后方可施焊。（详见附图二）（2）中间钢管柱的安装：中间钢管柱吊装就位前，在下层柱管顶端全溶透焊接50mm宽20mm厚的环形封顶钢板，环形封顶钢板上表面和钢管柱上口平；在上层柱管的底部焊接150mm高15mm厚的衬管，衬管

13、外壁控制在和钢管柱内壁吻合，衬管比柱钢管底出15mm；安装时将焊接好衬管的钢管柱用葫芦吊至下层柱管的环形封顶钢板上，校正后进行全溶透焊接。焊接前应拉紧缆绳（每根缆绳配有1个花篮螺栓），然后在柱相互垂直方向架设2台经纬仪，通过缆绳和加设钢垫片调整钢管柱垂直度并检查柱轴线，检查合格后进行全溶透焊接，并随时注意校正钢管柱的垂直偏差，焊接完毕后进行垂直度和标高检查，并做好检查记录（附图三）。（3）、柱与钢梁的连接a、钢柱与梁的焊接，所有剖口焊接处均采用二级焊缝，在19.850m和18.850m标高处焊接20mm厚伸出钢管柱壁外188mm的加强环，GL2底部和加强环加焊12mm厚的加劲肋，焊接部位为GL

14、2中心部位。b、在GL2与砼柱处的连接方法：在C与G轴上砼现浇时预埋45045014mm的钢板，钢板焊接九根长400mm直径20mm（末端焊接10010010mm钢板）的连接件锚固在钢筋砼柱内；预留钢板上、下各焊接220mm宽400mm长、25mm厚的两块钢板，上层钢板位置在GL2下70mm处，下层钢板在GL2下470mm；钢板之间由HW4004001321mm的型钢连接，上层钢板上留置两个长形螺栓孔（2296mm）和GL2进行连接，连接的时候中间采用钢垫板和聚四氟乙烯垫板调整标高，当标高和轴线满足要求的时候，拧紧螺栓进行焊接。c、GL1在距柱心1300mm、GL2距柱心300mm处为钢梁的连

15、接点，与钢管柱顶端平焊接300mm高20mm厚的加劲板，在管内呈“十”字形，与钢管壁焊接。梁与柱焊接时，利用葫芦将制作好的钢梁吊装至安装点，利用满堂脚手架将钢梁平放在安装部位，梁端通过垫板控制标高，轴线由基础面引测，当梁的两端都检查合格后，对两端梁的轴线偏心和标高的高差进行检查，满足设计合规范规定后再进行梁与柱的焊接；该段钢梁加焊连接板，连接板厚20mm。（详见附图四）（4）梁与梁的连接梁与梁的剖口焊接均采用二级焊缝，钢梁的焊接点位置为GL1离柱心1300mm处，GL2离柱心300mm处，该段底部焊连接板。当梁跨大于12m时，按设计要求对梁进行起供L/600。GL1为400mm1000mm，现

16、场加工，GL2为I45a成品型钢；梁安装时采用两个葫芦的吊装缆绳在钢梁的两端吊起，钢梁吊至安装部位时利用满堂脚手架和垫板将其校正稳固，轴线由基础轴线引测，标高经验收合格后方可进行梁的焊接，焊接的时候从梁的一端依次向另一端焊接，或者由梁的中间支座向两边施焊。4.2.8钢管柱、钢梁的校正（1）钢管柱基标高校正：根据钢管柱实际长度，柱底平整度，要根据事先放出的柱子标高控制线，来决定柱底标高的调整数值。长度控制3mm“负差”，依据已安装柱的顶标高，对照拟安装柱的顶标高计算差值，按照钢管柱的连接方法考虑荷载对柱的压缩变形值和接头焊缝的收缩变形值制作钢管柱的长度，使钢管柱的标高误差控制在规范允许范围内。（

17、2）纵横十字线: 按钢柱标记对准基础的十字线，偏差符合表15的规定（3）柱身垂偏校正: 用两台呈90的经纬仪找垂直，通过缆绳调整柱的垂直度，在垂直度满足规范规定要求后，再将钢管柱融透焊接。表15 钢管柱安装允许偏差项 目允许偏差图 例柱脚底座中心线对定位轴线的偏移5.0 柱基准点标高有吊车梁的柱3.05.0无吊车梁的柱5.08.0挠曲矢高H/1000，15.0 柱轴线垂直度单层柱H10m10.0H10mH/1000,25.0多节柱底层柱10.0柱全高35.0检查数量：标准柱全部检查；非标准柱抽查10%，且不少于3根。检查方法：用全站仪或经纬仪和钢尺实测。（4）钢梁的轴线由基础地面控制轴线直接用

18、经纬仪引到安装部位，标高按照图纸设计标高进行安装，梁制作长度要综合考虑梁的焊缝伸缩变形值；梁的安装要满足规范规定：在跨中垂直度偏差h/500mm，侧向弯曲矢高偏差l/1500mm，垂直上供矢高偏差10mm，梁中心线偏移5mm，梁面标高支坐偏差10mm，其他处偏差15mm，底部标高高差10mm，梁与梁接头中心错位3mm，高差1mm；安装梁的时候梁跨大于12m的时候，要起拱为1/600梁跨长。4.2.9构件连接与固定（1）钢管柱，钢梁连接与构件安装采用焊接节点，需检查连接节点，合格后方能进行焊接。 （2）螺栓孔径d0=d+1.5mm（d为螺栓公称直径），安装螺栓孔不允许用气割扩孔，永久性螺栓不得垫

19、两个以上垫圈，螺栓外露丝扣长度不少于23 扣。（3）钢管柱之间连接的焊缝均为全溶透焊缝。在环形封顶板上加焊150mm高衬管，衬管壁厚15m，其焊脚尺寸均不小于t/4，且不大于10mm，焊脚尺寸的允许偏差为04mm，焊接方法按图纸设计施工。在焊接过程中要根据吊装定位后记录的柱垂直偏差，调整施焊顺序，并结合缆绳的松紧，使钢柱垂直偏差最终控制在H/1000之内，钢梁的轴线用经纬仪直接从基础面引测，误差控制5mm内，标高误差10mm内。安装定位焊缝不需承受荷载时，焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2 /3，且不大于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，位置应在焊道内。安装焊缝全数外观检查。上述检查均需做出记录。

20、4.2.10钢梁、钢管柱防火涂料的涂刷厚度均为20mm； 4.2.11检查验收： （1）钢结构安装后首先检查现场连接部位的质量，连接焊缝无焊渣、油污。 （2）钢管柱安装质量主要检查钢柱的垂直度；（3）钢管柱、钢梁的标高、垂直度，轴线位移，经测量做出记录。（4）焊接完毕后24小时，按设计要求依据建筑钢结构焊接技术规程、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001及钢焊缝手工超生波探伤方法和探伤结果分级GB11345-89对焊缝进行超声波探伤检测，100%抽检。焊缝质量检验执行GB50205-2001二级标准。五、 质量标准5.1钢管柱、钢梁安装质量标准：5.1.1保证项目： （1） 钢结构

21、安装工程的质量检验验收，应在该工程焊接或螺栓连接经质量检验符合标准后进行。 （2）构件必须符合设计要求和施工规范的规定，检查构件出厂合格证及附件。由于运输、堆放和吊装造成的构件变形必须矫正。 （3）支座位置正确，接触面平整平稳牢固。5.1.2基本项目： （1）钢管柱、钢梁有标记；中心线和标高基准点完备清楚。 （2）钢管柱、钢梁表面干净，无焊疤、油污和泥砂。 （3）柱底轴线对定位轴线偏移不大于5，用拉线和钢尺检查（4）基础上柱底标高：有吊车梁的柱允许偏差在-5.0+3.0之间；无吊车梁的柱允许偏差在-8.0+5.0之间。用水准仪检查。（5）钢管柱垂直度 ：单层柱H10m,允许偏差不大于H/100

22、0；H10m,允许偏差不大于H/1000，且不大于25；多节柱允许偏差不大于H/1000，且不大于30；用经纬仪或吊线和钢尺检查。（6）侧向弯曲 H/1200 且不大于15。 用拉线和钢尺检查。（7）钢梁的安装要满足在跨中垂直度偏差h/500mm，侧向弯曲矢高偏差l/1500mm，垂直上供矢高偏差10mm，梁中心线偏移5mm，梁面标高两端支坐偏差10mm，其他处标高偏差15mm，底部两端标高高差10mm，梁与梁接头中心错位3mm，高差1mm，用水平仪、经纬仪、钢尺检查。注：H为钢柱高度六、脚手架6.1脚手架采用满堂脚手架，立杆为纵向间距1.2m，横向间距1.2m，纵横向水平杆步距1.5m； 6

23、.2脚手架底部全部采用木垫板全垫；6.3满堂脚手架设置纵、横向扫地杆；纵向扫地杆采用直角扣件固定在距垫板面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上；6.4立杆上的对接扣件交错布置；错开距离：两根相邻立杆的接头不设置在同水平杆的同一步距内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离大于500mm。各接头中心至主节点的距离不大于步距的1/3；6.5在主接点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接，且严禁拆除；主节点处两个直角扣件的中心距不大于150mm；6.6在钢结构18.800m处塔设一个屋面操作台，操作台处满铺竹笆；脚手架搭设高度为19m，操作台

24、以上满挂密目安全网；6.7采用的钢管类型为483.5mm；架子搭好后，组织相关人员验收，验收合格后报监理单位进行验收，发现隐患立即整改。满堂脚手架立杆及连墙件稳定性计算：落地式卸料平台扣件钢管支撑架计算书 高支撑架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）。支撑高度在4米以上的模板支架被称为扣件式钢管高支撑架，对于高支撑架的计算规范存在重要疏漏，使计算极容易出现不能完全确保安全的计算结果。本计算书还参照施工技术2002.3.扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全，供脚手架设计人员参考。 模板支架搭设高度为18.8米，搭设尺寸为：立杆的纵距 b=1.20米，立杆的横距

25、 l=1.20米，立杆的步距 h=1.50米。 图 落地平台支撑架立面简图 图 落地平台支撑架立杆稳定性荷载计算单元 采用的钢管类型为483.5。 一、基本计算参数同上 二、纵向支撑钢管的计算 纵向钢管按照均布荷载下连续梁计算，截面力学参数为 截面抵抗矩 W = 5.08cm3； 截面惯性矩 I = 12.19cm4； 纵向钢管计算简图 1.荷载的计算： (1)脚手板与栏杆自重(kN/m)： q1 =0.000+0.3000.300=0.090kN/m (2)堆放材料的自重线荷载(kN/m)： q21 = 2.4000.300=0.720kN/m (3)施工荷载标准值(kN/m)： q22 =

26、 1.0000.300=0.300kN/m 经计算得到，活荷载标准值 q2 = 0.300+0.720=1.020kN/m 2.抗弯强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩。 最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下: 最大弯矩计算公式如下: 最大支座力计算公式如下: 静荷载 q1 = 1.20.090=0.108kN/m 活荷载 q2 = 1.40.300+1.40.720=1.428kN/m 最大弯矩 Mmax=(0.100.108+0.1171.428)1.2002=0.256kN.m 最大支座力 N = (1.10.108+1.21.43)1.

27、20=2.199kN 抗弯计算强度 f=0.256106/5080.0=50.42N/mm2 纵向钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 3.挠度计算 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下: 静荷载 q1 = 0.090kN/m 活荷载 q2 = 0.300+0.720=1.020kN/m 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V=(0.6770.090+0.9901.020)1200.04/(1002.06105121900.0)=0.296mm 纵向钢管的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求! 三、横向支撑钢管计算 横向支撑钢管按照集中荷

28、载作用下的连续梁计算 集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=2.20kN 支撑钢管计算简图 支撑钢管弯矩图(kN.m) 支撑钢管变形图(mm) 支撑钢管剪力图(kN) 经过连续梁的计算得到 最大弯矩 Mmax=0.989kN.m 最大变形 vmax=4.007mm 最大支座力 Qmax=9.620kN 抗弯计算强度 f=0.989106/5080.0=194.78N/mm2 支撑钢管的抗弯计算强度小于205.0N/mm2,满足要求! 支撑钢管的最大挠度小于1200.0/150与10mm,满足要求! 四、扣件抗滑移的计算 纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算(规范5.2.5)

29、: R Rc 其中 Rc 扣件抗滑承载力设计值,取8.0kN； R 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 计算中R取最大支座反力，R=9.62kN 单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求,可以考虑采用双扣件! 当直角扣件的拧紧力矩达40-65N.m时,试验表明:单扣件在12kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取8.0kN； 双扣件在20kN的荷载下会滑动,其抗滑承载力可取12.0kN。 五、立杆的稳定性计算荷载标准值 作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。 1.静荷载标准值包括以下内容： (1)脚手架钢管的自重(kN)： NG1 = 0.12918.800=2.427kN 钢管的

30、自重计算参照扣件式规范附录A 双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。 (2)栏杆的自重(kN)： NG2 = 0.1501.200=0.180kN (3)脚手板自重(kN)： NG3 = 0.3001.2001.200=0.432kN (4)堆放荷载(kN)： NG4 = 2.4001.2001.200=3.456kN 经计算得到，静荷载标准值 NG = NG1+NG2+NG3+NG4 = 6.495kN。 2.活荷载为施工荷载标准值产生的荷载。 经计算得到，活荷载标准值 NQ = 1.0001.2001.200=1.440kN 3.不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG + 1.4NQ 六、立杆的稳定性计算 立杆的稳定性计算公式 其中 N 立杆的轴心压力设计值，N = 9.81kN； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 l0/i 查表得到； i 计算立杆的截面回转半径 (cm)；i = 1.58 A 立杆净截面面积 (cm2)； A = 4.89 W 立杆净截面抵抗矩(cm3)；W = 5.08 钢管立杆抗压强度计算值 (N/mm2)；