瑞丰国际商务大厦高层钢结构制作与安装.pdf

第 卷 第“期建筑结构 年“月 瑞丰国际商务大厦高层钢结构制作与安装 陈国津单银木 （浙江杭萧钢构股份有限公司杭州 ） ［提要］ 瑞丰国际商务大厦是国内全部采用矩形钢管混凝土柱的高层钢结构建筑。详细介绍了工程的概况、 施工过程中进行的新技术试验以及钢结构构件制作工艺和质量控制措施。介绍了安装施工中栓钉焊接和管 内混凝土浇筑技术。通过实践和研究， 积累了矩形钢管混凝土高层钢结构工程的施工经验。 ［关键词］ 矩形钢管混凝土结构制作安装施工高层建筑 3 . 1 0 / 0 ’ . * ’ , , 0 6/ 0 3 , ’ 5 2 0 1 6 0 5 1 ’ 0 6 / 0 3 . 5 / 1 / ’ 3 . 1 3 0 6 1 0 3 * / ’ 5 1 3 A 0 / 2 . 6 / 0 / 0 5 / ’ . 7 * 3 1 / 0 . 0 9 3 . 5 / 1 / ’ 3 . / 0 ; . ’ B 0 2 . 6 / 0 09 0 , 6 ’ . 73 * 5 / 6 5 2 . 6 3 . 1 0 / 0 2 5 / ; ’ . ; 5 ’ / 0 ’ . / 0 / 0 5 / 0 0 , 3 , 1 3 7 / 0 3 . 5 / 1 / ’ 3 .3 * / ’ 5 ’ , 6 ’ . 7，2 , 3 / 3 * 0 D 0 1 ’ 0 . 0 5 2 1 0 2 , 2 / 0 69 ’ 2 C 0 0 , * , * 3 1 / 0 3 . 5 / 1 / ’ 3 .3 * 3 / 0 1 5 ’ “ 1 ’ 5 0 ’ , 6 ’ . 7 一、 工程概况 瑞丰国际商务大厦是国内首次全部采用矩形钢管 混凝土结构的高层钢结构建筑。由裙房和东楼、 西楼 三部分组成， 总建筑面积为E F E 。地下层， 地上 G层， 其中裙房为E层， 东楼 E层， 西楼 G层。层高 为 H G H E ， 柱网为“ H I J“ H I ， 建筑的最大高度 为K F H “ 。大厦位于杭州市庆春路与中河路交汇处东 南 ， “地块内， 由杭萧房产筹资兴建， 是一幢集商 贸、 金融、 办公为一体的综合性、 多功能、 智能化大厦。 工程由杭州市城建设计研究院设计， 浙江杭萧钢 构股份有限公司承担钢结构制作和安装。 工程为框架;筒体结构体系， 裙楼结构平面如图 所示。采用矩形钢管混凝土柱、 钢;混凝土组合梁、 压 型钢板组合楼板和钢筋混凝土核心筒。其中地下室 层楼盖， 钢梁采用外包混凝土， 楼板为现浇钢筋混凝 土。采用钻孔灌注桩基础 （桩径K ， 单桩 最大承载力为E“ 8 L， 桩承台高K ， 采用 四桩一柱或三桩一柱， 底板混凝土厚K 。钢柱截 面为I JI ， E JE 两种， 材质M G E 4， 板厚最大 K ， 最小 I ， 柱节最长为 ， 单节柱最重 为G H E /（不包含核心混凝土重量） 。钢柱连接、 断面、 内 隔板设置见图G。组合梁钢梁截面 主梁为N E J JKJ ， 次梁为N G J JKJ G。钢结构总重 约F E /。柱;柱连接为焊接， 柱;梁和梁;梁连接为栓焊 混合连接。箱形柱内浇灌的混凝土强度等级分别为 G ， E ， E E， 单节柱的混凝土浇灌量平均为 H H G 。 工程于 年I月 K日破土动工， 钢结构正式 吊装于 年月 K日 开 始， 整 个 钢 结 构 工 程 于 年“月底结顶。 图裙楼平面图 二、 工程施工的准备工作 完成的主要准备工作有 编绘瑞丰大厦钢结构制 作详图， 编制工程制作要领书， 钢结构施工组织设计和 高层钢结构制作及安装过程质量控制文件； 并建立了 适应本工程钢结构详图绘制、 制作、 安装及管理的质保 体系。 施工试验方面完成了工厂焊接工艺评定试验， 工 地焊接工艺评定试验， 扭剪型高强度螺栓电动扳手校 测， 高强度螺栓及摩擦面抗滑移系数试 （复） 验， 栓钉焊 接工艺试验和工艺评定 （穿透焊、 非穿透焊） ， 管内混凝 土浇灌试验。开展了厚度较薄的箱形柱的制作工艺试 验。为满足工程需要， 在原有设备的基础上还装备了 一条箱形柱制作生产线， 包括数控切割机、 箱形柱组装 G 机、 双弧双丝自动埋弧焊机、 端面铣、 非熔化嘴电渣焊 机等。要求施工人员熟悉掌握由日本引进的非熔化嘴 电渣焊的操作要领。此外， 还邀请有关专家进行了钢 结构工程设计的评审、 论证。 图钢柱连接图“钢柱断面图钢柱内隔板剖面 三、 工程质量控制 主要原材料的质量控制 设计钢材材质为 线 及 梁 标 高 7 ; ’ 线， 通过控制柱底标高来控制柱顶及梁标高。 在每“层高度要进行绝对标高的复核， 采用全 站仪从 向上进行已安装构件标高的复核， 有较 大误差时应分析原因加以调整。工程按最高建筑物整 体垂直偏差不超过 ’ 精度要求进行控制 （规 范值为／’ * ， 且’ ） 。 （） 高强度螺栓连接质量控制 为确保高强度螺栓连接副施工质量可靠， 现场对 高强度螺栓按出厂批号随机抽样进行复验。大六角头 螺栓复验扭矩系数和标准偏差， 扭剪型螺栓复验预拉 力和标准偏差。现场还对摩擦面抗滑移系数进行了测 试， 其最小值符合设计要求。 高强度螺栓连接副施工顺序 同一平面内从中间向 两端依次紧固； 框架周围的高强螺栓穿向结构内侧， 框 架内侧的高强度螺栓沿规定方向穿入， 同一节点穿入方 向应一致； 垂直方向施拧顺序为先上层梁， 再下层梁， 后 中层梁， 待三个节间全部终拧完成后方可进行焊接。 （） 现场焊接控制 从焊条烘焙、 垫板及引熄弧板的装配、 坡口焊前测 量、 焊道清理到焊接电流电压的设定调节、 焊接速度等 各个环节均应严格按现场焊接工艺指导书的规定执 行。柱,柱、 梁,柱、 梁,梁焊缝的一次超声波探伤合格率 达到- 级质量的焊缝均在“ ’.以上。 （/） 栓钉焊接 组合楼盖的抗剪连接栓钉的焊接有两种形式 层 以下为非穿透焊； 层以上因铺设镀锌压型钢板作 永久模板， 为穿透焊。 穿透焊施工需注意 ） 压型钢板材质宜选用热镀锌 冷轧卷板， 镀锌量 （两面） 以 / 0 1／ 比较适宜， 因 为选择电镀锌板板面镀锌量比较低， 一般 1／ 左右， 板材易失去镀锌效应生锈， 而选用 2 ’ 1／ 板材， 因镀 锌量过多， 在焊接过程中易形成氧化锌而在熔融金属 中产生多孔质金属， 严重影响焊接质量； ） 钢梁上翼缘 表面在加工制作过程中应避免涂刷防锈漆， 因油漆会 使焊缝金属中产生气孔， 影响焊接质量， 如采用无机富 锌底漆保护， 则应事先进行栓焊试验， 以确定无机富锌 底漆对焊栓的影响； ） 压型钢板与梁表面的间隙也是 不容忽视的因素， 由于压型钢板本身具有一定的弹性， 如间隙过大， 则会造成金属融化量不足， 影响焊缝成 型； /） 栓钉焊接面上的水、 锈、 油等有害杂质对焊接有 影响， 特别是在雨后施工中， 由于栓钉与梁表面的焊接 部位正好处于压型钢板的波谷易积水处， 如不进行处 理， 则对焊接会产生严重影响， 应引起足够重视； ’） 工 程栓钉焊接主要技术参数如下， 非穿透 焊 施 焊 电 流 ’ 3， 施焊时间 0 4， 栓钉伸出瓷环长度’ ， 栓钉 提升高度 ’ ； 穿透焊施焊电流 3， 施焊时间 4， 栓钉伸出瓷环 长 度 为2“ ， 栓 钉 提 升 高 度 。瓷环在使用前应在烘箱中以 5温度烘烤 6。工程栓钉的直径 “， 压型钢板厚度 0 ， 采用 进口焊机施焊。 / 钢柱内混凝土浇灌质量的控制 由于目前国内矩形钢管混凝土施工规范尚在编制 中， 故参照了 钢管混凝土结构设计与施工规程 中的 有关规定进行浇灌质量的控制。为保证浇灌质量， 先 后进行了两次浇灌试验， 试件与标准柱节完全一致， 浇 灌方法与工程实际应用方法相同。试验前征求多方意 见制定了详尽的方案， 对配合比、 坍落度、 振捣方法、 振 捣时间、 最终浇灌高度等参数进行完善， 以保证密实 度、 强度要求。柱子内隔板上的混凝土浇灌孔分别为 ’ 和 ， 节点上下在柱身开有 小孔。 工程采用导管法浇灌管内混凝土， 每安装完一节 柱段在楼板浇筑前进行连续浇灌， 一次浇满， 采用插入 式全程振捣方法。 具体浇灌方法如下 ） 由于柱子自身长度最大为 ， 在厂家定制了相应长度的插入式振动棒；） 预 先在钢柱顶部搭设操作平台， 以便工人采用特制的振 动棒自下而上不断振动； ） 导管直径 ’ ， 每节导管 长度为 ， 导管顶部与料斗相接， 导管插至钢管柱底 部， 边振捣边往上提， 逐节卸掉导管， 导管与内隔板孔 保持 ’ 间隙， 以便混凝土下落时管内空气 能够排出， 柱子内混凝土浇灌至离柱口 处， 以消除 上层柱,柱焊接时高温对管内混凝土的质量影响； /） 混 凝土配合比事先进行设计， 粗骨料粒径’ 的为 .， ’ 的 为2 .， 坍 落 度 控 制 在 ’ 7 （比设计坍落度略低） ； ’） 考虑到混凝土的初凝时 间， 商品混凝土在运到现场 6内必须浇捣完毕。 管内混凝土的密实度采用敲击钢柱的方法进行检 查， 派人用铁榔头不时地敲击钢柱各部位特别是节点 处， 听是否有异常声音。同时也请专业人员进行抽查 检测。主体结构完工后， 由同济大学建设工程质量检 测站进行了混凝土超声波非破损检测， 共检测0 根 柱， 钢管内部的混凝土均未发现架空类孔洞缺陷， 管内 混凝土密实度良好， 符合组合结构性能要求。 四、 结语 瑞丰国际商务大厦是全部采用矩形钢管混凝土柱 的高层钢结构建筑， 被列为国家经贸委重点新技术推 广创新项目的试点工程。通过工程的实践和研究， 为 矩形钢管混凝土高层钢结构工程的施工积累了宝贵的 经验， 为在高层建筑结构中推广矩形钢管混凝土柱这 一经济效益好的钢结构构件创造了条件。