隨著我國國民經濟的發展和人口城市化進程的加快，我國住宅建設持續空前發展，人民生活條件逐步改善，對居住質量的要求越來越高。中國已經成為最大的產鋼國，適合工廠大批量生產，工業化和商品化程度高。可以集設計、生產、施工、安裝於壹體，提高住宅產業化水平。由於上述優點，鋼結構在住宅市場將會有很好的發展前景。
1，簡介
鋼結構已經在高層建築中使用了幾十年。最早用鋼結構建造高層建築的是美國。戰後，經濟復蘇後，高層鋼結構工程建設再次興起。隨著煉鋼技術和成型制造技術的發展，給鋼結構工程的應用帶來了新的活力，工程建設日益增多，相應地促進了鋼結構設計和施工技術的不斷進步和完善。特別是1960以來，高層鋼結構工程發展迅速，鋼結構成為高層建築設計和選型的主要對象。
隨著我國國民經濟的發展和人口城市化進程的加快，我國住宅建設持續空前發展，人民生活條件逐步改善，對居住質量的要求越來越高。中國已經成為最大的產鋼國，適合工廠大批量生產，工業化和商品化程度高。可以集設計、生產、施工、安裝於壹體，提高住宅產業化水平。由於上述優點，鋼結構在住宅市場將會有很好的發展前景。
通過百花小區1#高層住宅鋼結構體系的應用研究，更好地提高了鋼結構體系在住宅行業的應用技術，推動了國內鋼結構在房地產行業的采用，為鋼結構體系的發展做出了貢獻。
2.項目概況
百花小區1#商住樓位於濟南高新技術產業開發建設總公司建設的百花小區，建築面積3.3萬平方米，地下壹層，地上26層(含地下車庫，公共建築1 ~ 3層，4層以上住宅)。承重框架為箱形截面立柱和H型鋼，立柱采用馬鋼生產的Q345B鋼。內外墻采用南京ALC(蒸壓輕質加氣混凝土板)，外墻直接塗刷在ALC板上。公共建築外窗采用無框窗；住宅外窗采用60系列PVC塑鋼窗和中空玻璃。地面為現澆混凝土，屋面采用PVC卷材防水聚乙烯泡沫保溫屋面。屋內水電均為暗線，與梁相交處的梁腹板預留孔洞。水電按戶計量，提供寬帶接入。進口美國原裝金標電暖器加熱。室內裝修精細，空間大，效果好，充分體現了鋼結構的結構優勢。
3.主要施工方法
3.1鋼結構箱形柱采用鋼板制作，在鋼構件加工車間加工，完成鋼構件的除銹和焊接。
3.1.1箱形柱制造工藝
1)鋼板拼接
由於各柱高度在12米以下，為保證下料後鋼板的平直度，先拼接兩塊鋼板。在鋼板的兩端形成凹槽。
2)標記和下料
根據布局圖畫線，寬度方向留3mm，長度方向留50mm。在中間隔板上畫線，不留任何空白。
沿長度方向沿劃線每隔5m鉆8mm孔。
用兩臺半自動切割機(或雙頭)沿劃線中心同時切割，每隔5米留100mm不切割，冷卻後再切割。
3)組裝焊接
使用H型鋼作為臨時裝配平臺。組裝前，調平平臺並固定H形墊。在兩個腹板上畫裝配線，組裝焊接襯板。
定位焊接。襯板內側每隔300mm焊10-20mm焊縫。
組裝腹板和隔板，並點焊。
組裝兩塊蓋板。定位焊接。
組裝腹板並點焊。
並排使用三個同樣大小的盒子，點焊兩次。使用兩側的盒子作為自動焊接機的軌道。
焊接:采用兩臺埋弧自動焊機同向焊接兩條焊縫。在焊縫兩端增加100mm引弧板和滅弧焊。
焊完壹層，把盒子翻過來，在另壹面焊兩道焊縫。焊接方法如上。焊完後，翻過來在另壹側焊兩道焊縫。
焊接完成後，將滅弧板在距母材5mm處切斷，並用砂輪機磨平。千萬不要用錘子把它打下來。並檢查研磨後的切割面。
焊縫無損檢測，采用超聲波探傷。探傷長度為每條焊縫的20%，根據JB11345不低於II級。
3.1.2、橫梁及連接板加工及組裝焊接
1)消隱
型鋼采用型鋼切割機切割，鋼板采用半自動切割機切割。切割後應進行除渣和打磨，並分類編號放置。
2)鉆孔
先用劃線針和鋼直尺在構件上劃出孔的中心和直徑，在孔周圍(90°位置)打四個孔，鉆孔後檢查；
3)高強度螺栓的摩擦表面處理
噴砂處理的高強度螺栓摩擦面表面粗糙度:噴砂壓力約6Kg/cm2，石英砂粒度1.5∽4mm，處理後的鋼表面呈灰白色；
用電動砂輪機打磨鋼板表面。砂輪的磨削方向垂直於受力方向，磨削範圍不應小於螺栓直徑的4倍。打磨時，鋼材表面不應磨出明顯的凹坑。
3.2鋼結構安裝
3.2.1箱型柱安裝:箱型柱在實際施工過程中按照材料采購、加工、運輸、吊裝、連接(加固)等工序完成。所有鋼結構產品在刷防銹漆前，必須清除部件表面的毛刺、鐵銹、油汙和附著物。人工除銹達到St2，機械除銹達到Sa2。四樓以下裙房48根，主樓37根。單柱最短長度為4.5m，最長長度為12.5m..橫截面是箱形的。單根立柱最大設計重量為3.5噸，最小設計重量為1.88噸。剪力墻框架的柱為150*150H鋼。吊裝順序采用由中心向四周展開的原則，以保證安裝時框架的對稱和穩定。立柱采用QTZ-80型塔吊安裝吊裝，利用立柱頂部的臨時設計連接耳板作為吊點。立柱通過臨時連接板和臨時螺栓連接，形成穩定的單元框架，然後調整焊接和UT檢測。
3.2.2鋼梁的安裝鋼梁的安裝分為主梁、次梁和外懸臂梁的安裝；主梁采用Q345B軋制H型鋼。立柱成單元後，主梁采用綁紮吊裝串聯施工，吊裝數量根據工程設計特點為2”4；由於空間和接觸點的實際情況，次梁和剪力墻框架梁壹般采用單梁吊裝。
3.2.3用高強度螺栓安裝高強度螺栓是目前建築鋼結構最先進的連接方式之壹。其特點是施工方便，可拆卸更換，傳力均勻。根據本工程的設計方案，高強度螺栓采用摩擦式連接。緊固方式采用專用棘輪扳手和扭矩扳手，通過初擰和終擰完成。
3.2.4螺柱焊螺柱焊是高層鋼結構施工中不可缺少的環節。常見的螺柱焊分為兩種方式:直接焊接在鋼梁上和穿過壓型鋼板後焊接在鋼梁上。本工程采用鋼梁上直接焊接。
3.3混凝土施工
本工程混凝土部分主要由核心筒墻和現澆混凝土樓板組成。混凝土運輸。混凝土的垂直運輸主要由混凝土泵泵送。根據本工程的結構特點，樓板模板支撐方案采用H型鋼下翼緣支撐小型H型鋼，H型鋼上鋪竹膠合板和鋼筋。箱型柱采用頂升法澆築混凝土，混凝土由混凝土泵的壓力自下而上壓入箱型柱內。混凝土頂進前，頂進入口處的管壁強度應與設計人員進行詳細嚴格的檢查，以確保頂進壓力在要求的強度範圍內。同時，在柱下側壁安裝專用壓力表，隨時觀察柱內混凝土的壓力變化。此外，對頂升用混凝土的配合比也要有嚴格的要求，保證混凝土的坍落度不小於200 mm。
3.4外墻板的安裝
外墻板采用南京徐建生產的175MM厚ALC板。所有板材均在工廠加工，然後運至現場吊裝。吊裝設備為塔式起重機。外墻板約9780塊，其中平板4600多TU，藝術板5180 TU。根據廠家提供的圖集，墻板內通過膨脹螺栓固定在地板上的長角鋼與ALC板上的專用連接桿連接，縫隙用填縫砂漿和密封膠密封。在床連接處的窗戶周圍添加角鋼。
3.5內部墻板的安裝
內墻板均為南京制造的C型125 ALC板。工廠生產和現場安裝。施工工藝簡單，不受天氣等條件限制。內墻的安裝和外墻的安裝基本相似。衛生間、廚房等部位的墻板采用專用PVC密封膠。
4.主要技術成果
1)箱型混凝土柱
箱型柱-混凝土柱是在箱型柱內澆註高強(C50)混凝土，箱型柱中間用隔板支撐，從而形成兩種材料互補、共同工作的機制，解決了在荷載作用下，強度未達到極限前過大的問題。具有承載力高、抗震性能好、施工簡單等特點。壹般每四層(每節長約12米)為壹個制作安裝單元，鋼管柱整體壹次性吊裝到位，為主體結構組裝創造了條件。箱形柱-混凝土包裹防火板後，鋼管混凝土柱的耐火極限大於三小時，滿足高層建築的防火要求。
在H型鋼的加工和栓釘的焊接中，采用合理的工藝將焊接產生的殘余應力降到最低，並采用合理的手段對誤差進行修正。
高強度螺栓的類型和高強度螺栓的接觸面應用砂輪打磨，打磨方向應垂直於構件的受力方向。安裝時應用鋼絲刷清除浮銹，並按規範做摩擦面的防滑系數試驗，防滑系數不小於0.35。
2)H型鋼
H型鋼采用軋制H型鋼制成，變形能力強，抗震性能好，承載力高。h型鋼塗防銹漆，塗防火板，解決了鋼結構的防腐和防火問題。施工時鋼梁承載力大，可以大大節省模板的工作量。使用的橫梁全部在工廠加工，然後運到縣城現場吊裝，大大減少了現場的工作量，縮短了工期。
3)側向力支撐混凝土筒結構
在電梯和樓梯處形成鋼筋混凝土核心筒作為剪力墻的側向力支撐，提高了結構的穩定性，對優化抗側剛度、提高抗震性能起到積極作用。
4)現澆鋼筋混凝土樓板
鋼框架梁下翼緣作為模板支撐，鋪設竹膠板，按設計鋪設鋼筋，澆築C30混凝土。節約模板材料，縮短工期。
5)節能復合外墻板
從某種意義上說，墻板，尤其是外墻板，比結構體系更重要。因為住宅建築的主要功能是通過外墻板來實現的。本工程使用的復合外墻板為南京徐建蒸壓輕質加氣混凝土(ALC)板，被列為“全國住宅建設推薦產品”。面板由加氣混凝土和加強龍骨組成。墻板的工廠預制生產和現場安裝基本取消了濕作業。加工尺寸準確，施工快速簡單，大大縮短了工期；由於其重量輕，強度相當，工程基礎可以簡化；優異的保溫性能可以減少墻體的厚度，增加建築的使用面積。同時，建築物在地震中的破壞程度大大降低，減少了災害造成的損失。墻板接縫的抗滲性和墻板的防火也符合相應國家標準的要求。
ALC板的主要性能:
1，輕質:比重為0.5，是混凝土的1/5，空心磚的1/3。它減輕了建築物的自重，減少了經濟投資，提高了施工質量。
2.隔熱:導熱系數:0.11w/m.k .
3.耐火性:耐火極限達到4小時。
4.隔音:具有隔音和吸聲雙重性能。
5.優異的承載力和抗震性能。
6、環保，無放射性。
ALC板施工安裝方便，板材全機械化，精度高，可根據現場需要切割成任意形狀。施工工藝簡單，勞動強度低，解決了傳統砌塊施工中的壹系列施工質量問題，工期縮短三分之壹，施工效率大大提高。
6)高層住宅鋼結構體系節能采暖方式研究；
節能住宅大的方面可以節約能源，保護環境；從小的方面來說，可以為業主節省生活成本。據相關調查顯示，隨著人們對節能住宅的了解，70%以上的人願意購買節能住宅。因此，在本項目中，還充分考慮了節能技術的應用:
首先，在設計上充分降低建築墻體、屋頂、窗戶等部位的熱傳導。采用建築低能耗圍護結構設計方案，使用新型低能耗圍護材料。壹至三層裙房外墻采用200厚加氣混凝土砌塊，四層及以上外墻采用175MM厚節能墻板。新建的屋頂在防水卷材上鋪上膨脹珍珠巖，增加了屋頂的保溫效果。外窗除裙房辦公區安裝的框架落地玻璃外，均為PVC系列塑鋼窗，物理性能達到甲級，中空玻璃內腔氣體層厚度不小於12 mm，熱水系統采用太陽能集中供暖系統。減少投資，保護環境。本工程采暖除裙房外均為電采暖，踢腳線安裝Markel智能溫控電采暖。電加熱的特點是:環保，無噪音，無汙染，無廢氣，熱效率高，熱轉換率99%。
其次，在建築材料的采購上，嚴把質量關，確保建築材料嚴格按照設計要求使用。
施工工藝也充分考慮了環保和節能。本工程鋼管混凝土柱澆築采用泵送頂升新技術，振動小或無振動。混凝土滿足設計要求，減少振動帶來的噪音汙染。同時，這項技術減少了混凝土的浪費，大大減少了建築垃圾的產生。鋼梁、鋼柱的采用減少了橫截面積，節省了模板材料的使用，節約了資源，同時保護了環境；墻板安裝采用焊接或螺栓連接。預埋件焊接在鋼結構柱、梁上，用專用連接鋼筋和鋼板(螺栓)固定，與結構梁或柱的連接處用專用密封膏密封。墻板安裝過程基本取消了現場濕作業。
在節能、環保和采暖方面，該項目改變了建築外保溫單壹節能的技術理念，結合太陽能開發利用新型電采暖技術，采用了施工中減少濕工作量的施工技術，在開發新能源和節能方面具有超前意識，促進了環保節能在住宅行業的采用。
7.鋼結構主升降車庫的應用研究:
根據城市停車位數量的發展需求和本項目的高層地下室，在地下室設置立體升降車庫。立體多層停車設備具有節省空間、布局靈活、自動存取、投資低等優點，是壹種適用於土地較少的市中心的新型設備。
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