摘要:高层建筑在抗震构造上是一项十分重要的工程,采用劲性钢筋混凝土组合柱,是结合型钢与钢筋混凝土二者的优点,来代替钢筋砼柱,从而缩小柱的截面。但由于钢柱加工,现场上下柱的连结和梁柱节点中梁的钢筋需穿过柱的腹板等工艺,给施工者提出高难度的要求。现介绍来福士广场工程中劲性钢筋混凝土柱施工过程。关键词:劲性钢筋混凝土柱 剪力键 全熔透纤维 高强砼1. 工程概况:来福士广场地处上海市人民广场东侧闹市区,四周均属市内要道,建筑面积16.6万平方米,其中塔楼9.6万平方米,地下3层(-16.2~ 0.00)地上50层,每层层高基本4.05M,总高201M。框架——内筒结构,塔楼是一片叶性平面,周边有22根框架柱,抗震按7度设防,结构抗震等级为二级,第13、14层为机电避难层,19、30、47~50层为机电、泵房、避难层。劲性钢筋混凝土组合柱从B1层至14层。
关键词:劲性钢筋混凝土柱 剪力键 全熔透纤维 高强砼
1. 工程概况:
来福士广场地处上海市人民广场东侧闹市区,四周均属市内要道,建筑面积16.6万平方米,其中塔楼9.6万平方米,地下3层(-16.2~ 0.00)地上50层,每层层高基本4.05M,总高201M。框架——内筒结构,塔楼是一片叶性平面,周边有22根框架柱,抗震按7度设防,结构抗震等级为二级,第13、14层为机电避难层,19、30、47~50层为机电、泵房、避难层。劲性钢筋混凝土组合柱从B1层至14层。
2. 劲性钢筋混凝土组合柱设计模式
从地下1层(-5.20M)到地上14层(+52.75M),设计采用劲性钢筋混凝土组合柱、柱截面1250×2200(10根),1800×1800(10根),1900×1900(2根),分别内配H型700×500mm翼缘板厚36mm腹板厚20,H型700×350板厚36和20,T型710×350板厚30和20的劲性柱两根,剪力键采用角钢L75×50×10加劲板厚8mm。
3. 劲性柱设计材质要求
劲性柱采用Q235钢材
焊缝质量:工厂与现场焊缝均为I级。
4. 劲性柱分节长度设想
4.1 依据现场设置的吊顶设备,计有两台HC88和HC132塔吊,尽可能减少吊运次数和安装工序,以提高施工进度。决定选用以两层高度作一次安装,即分节为2×7M+5×8M+3.8M,共8节组成一颗钢柱。
4.2 分节后H型钢柱最大重量为3100Kg,L型钢柱最大重量为3300Kg,总重量达800吨。按照上述分节情况,其现场柱接头标高,均在距楼地面1.8m以下,便于操作,柱顶可不搭设操作平台。
5. 劲性柱制作
5.1 劲性柱与柱底座埋件制作须按钢结构的要求在金属构件加工厂制作。
5.2 剪力键布置:在H型钢柱,每排水平面8块,T型为6块,但每节柱排数是不同的,7M、3.8M和最上节的8M长钢柱,剪力键每排中心距为600mm,第三节至第六节每排中心距为1300mm。
5.3 劲性柱制作和验收,须按钢结构工程施工及验收规范,GB50205~95,建筑钢结构焊接规程JGJ81~91和钢结构工程质量验收评定标准GB50205~95的三个标准执行。
5.4 由于安装需要,在劲性柱两端头的翼缘板外侧,各焊接四块连接耳板,耳板规格170×90×16,第2~M24螺栓孔,严格要求焊位准确,以利安装时上下耳板对准在一个平面上,用厚16mm的钢夹板和4~M24螺栓,将上下耳板作临时固定。
5.5 劲性柱是框架柱,横梁的钢筋须穿过柱的腹板,故加工时应按加工面所示的位置和孔径同在加工厂内完成。
5.6 劲性柱在工厂生产顺序,由首节至八节从上至下,分批完成,每节必须经验收合格,并在柱上按加工面编号后,才准出厂。
6. 劲性柱底座埋件安装
在浇筑地下室一层砼楼板前,依据各柱轴线和水准点,将劲性柱底座钢板埋入,固定牢,要求位置准确,钢板面平整标高准确,在砼浇筑过程中,有专人看护,在砼初凝前发现位移或升降的必须及时修正,但钢板底不准有空隙现象。
7. 劲性柱首节安装
7.1 安装程序:底座放线——钢柱放安装中心线——吊升就位——测量校正——临时固定——施焊——焊缝检测——检验合格记录报告。
7.2 测量放线:清除柱座钢板上的水泥浆,铁锈、油污等影响焊接质量的杂物后,依据设计施工面,在柱底钢板上放出劲性柱的纵横安装中心轴线和标高,并绘制测量成果记录,交+验收。
7.3 钢柱放线:钢柱进场经质量检查验收合格,清除油污、铁锈、泥土杂物后,即可在钢柱上弹出纵横安装中心线,钢柱堆放应横放在垫木上。
7.4 17.5mm钢丝吊索。吊点与吊索具:采用单机回转法起吊,吊点可利用耳板螺栓孔,专用卸扣,和
7.5 首节起吊时,不得使柱端在地面上有拖拉现象,起吊时必须边起勾,边转臂,使钢柱垂直离地。
7.6 就位:当塔吊回转到就位上方,钢柱渐渐下落距底座200mm时,应停机稳定,在基本对准安装轴线后,缓慢下落,轻触底板,调整到完全对准轴线后,点焊定位,拉紧柱上端的风绳,作临时固定。
7.7 垂直度调整:用两台经纬仪测定垂直度,借助缆风绳将钢柱垂直度调整到允许偏差范围。首节柱的就位准确,其垂直度无偏差是十分重要的,这是上节柱的基础。
7.8 施焊:为减少焊接变形,按照对称原则,每节柱安排两个焊工,先焊翼缘板,再焊腹板。
7.9 H型钢柱,在每颗柱中有两节并列的钢柱,故起吊第二根H型钢柱时,下端对准十字线,上端的间隔,使用2只卡具保持其相对位置准确。
7.10 施焊操作人员和检验人员,必须经过技术培训,并取得上岗操作合格证书者,才能进行现场操作。
7.11 当地面 0.00地面楼板砼浇捣完后,复测柱轴线和钢柱柱顶标高,测柱顶标高的作用,是希望在第二节柱身长度中调整到各柱统一标高上来。
8. 上节钢柱吊装
8.1 安装程序:钢柱弹出纵横中心线——起吊——就位——测量校正安装中心线——夹板螺栓临时固定——复测调整垂直度——施焊——核测——填写焊接与检验作业记录。
8.2 上下柱临时连接:用四组厚16mm的钢夹板,将上下两节柱的耳板用16M24螺栓连接在一起,待上下柱的焊接完成后,夹板可卸下,重复利用。
8.3 上节柱放线、吊点、吊索机,起吊方法均与首节柱相同。
8.4 就位:上节柱缓慢下落,使纵横中心线与下节柱重合,用连接夹板将上下柱耳板用M24螺栓连接牢。
8.5 垂直度调整:用两台经纬仪测定垂直度,借助临时缆风绳将钢柱垂直度调整到无偏差位置。
8.6 焊接:上下柱接头为V型坡口,坡口在内侧,焊缝为全熔透I级焊缝。柱接头在坡口处底层,焊道需要J422 3.2mm的焊条打底,中层用4.0mm,外层用 5.0mm焊条,焊缝背面应用碳弧气刨清根后,再施焊一道焊条。
8.7 焊接程序:为减少焊接变形影响柱垂直度,故需按照对称原则,每个柱接头安配两名焊工,对角展开先焊翼缘板,再焊腹板。当中层焊道完成后,再复测一下垂直度,如发现偏差,需作调整后,再继续气刨清根与焊接。
8.8 注意事项:每道焊缝完成都必须清除焊渣及飞溅物,出现焊接缺陷,应及时磨去并修补,每道焊接层间温度应控制在50~800C,温度太高时应暂停焊接,焊接时不得在割口外的母材打火引弧。
8.9 现场电弧焊和碳弧气刨操作者必须经过培训,并取得上岗操作合格证书者,才能进行操作。
8.10 检测:除钢栓进行垂直度检测外,尚须进行焊缝表面成型满足规范的要求,焊缝质量等级的检测,须通过超声波检测来评定,要求达到I级。
8.11 焊工和检验人员在焊接和检验工序完成后,按照表格认真填写各项作业记录表和检验评定表。
9. 钢筋
9.1 钢筋设计采用Π级钢;主筋为&14。
9.2 主筋塔楼长度,单面焊10d,接头按50%错开,错开距不小于1.3M,钢箍须按抗震要求,末端弯勾为135,直段长要满足10d。
9.3 梁柱节点中,横梁上下主筋均须钢柱腹板,因此钢柱加工时需按提供的加工图进行钻孔,孔径须比所穿钢筋直径大10mm,因为梁柱不是直角相交,纵梁主筋穿插在两H型钢柱间隔间。
9.4 按设计要求,帮扎钢筋保护层厚30mm的1:1水泥砂浆垫块。
10. 模板
10.1 采用七夹板加金属直边框的定型模板,边角连接用回形扣件,纵向加劲楞木为50×100mm,横向用双排钢管箍,对拉螺栓&16紧固,对拉螺栓水平距600mm,钢管箍中心距为500mm。
10.2 在支模过程中,将保护层垫块碰掉或位移,必须在封模板前补上和调整位置。
11. 砼
11.1 由砼闾品供应站按施工方依据设计要求提示出C60砼的配制,按时、按量、保质,安排砼搅料车运送到现场,通过固定式砼输送泵,送达到浇捣地点。
11.2 砼塌落度定为16~18mm,采用长软轴振捣棒分层振捣,砼卸料时必须分层分格下料,每次卸料高度为500mm。
11.3 拆模后需进行砼浇水养护,或用塑料薄模固封,胶带纸封口,进行外场砼自养。