CN105756380B - 一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法 - Google Patents
一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，该方法包括厂房结构划分‑钢网单元格加工‑现场施工准备‑构件进场‑承重墙架拼装‑操作平台架设‑吊装钢网单元格‑混凝土楼屋盖施工等步骤。本发明施工速度快、周期短、混凝土部分施工与钢结构拼装构件同时进行，大幅度缩短施工费用及和施工时间，且按本发明建设的厂房具有抗侧刚度优越、结构顶部位移小、抗震性能好、室内无梁无柱、自由划分居室、使用方便美观及利用率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑工程设计及施工技术领域，具体涉及一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法。
背景技术
目前，厂房结构一般分为钢结构式、钢-混凝土混合结构式以及传统的土建结构这几种，其中，土建结构指比较古老的红砖修建的厂房结构，现如今已经基本不再使用，遗留的基本为上世纪时期修建的厂房；钢结构厂房，顾名思义该厂房的修建主要使用钢结构件，这种厂房一般只有一层，其顶部和侧壁均使用钢结构，地面使用混凝土，这种结构具有钢材使用量少、施工简单、工期短等优点，但存在层高有限，无法进行多层结构的建设，适用范围不是很大，在我国西南一般茶叶加工企业多采用这种单层钢结构的厂房；还有一种是钢-混凝土混合结构的厂房，其主体框架是钢结构，且具有多层结构，施工时，需要每完成一层的钢结构框架架设后浇灌混凝土楼层，完成后才能进行上一层的架设和混凝土浇灌；此外，这种结构的厂房在进行单层的钢结构施工时，一般是通过若干名工作人员对运输至楼层的钢板进行现场切割和焊接，显然存在施工周期长、工程建设投入大、人工劳动强度大、能源消耗大、原材料消耗多、综合经济效益差等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，以解决传统的钢-混凝土结构厂房在施工时所存在的施工周期长、工程建设投入大、人工劳动强度大、能源消耗大、原材料消耗多、综合经济效益差等问题。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，该方法包括以下步骤：
(1)厂房结构划分：将需要建设的厂房单层平面划分成若干个结构单元并逐一编号，每个结构单元由一个单独的钢网单元格构成；
(2)钢网单元格加工：加工厂内按照设计要求加工出若干钢网单元格，每个钢网单元格由若干根钢材组成，钢材相互拼接呈正交网状结构，钢网单元格加工完成后进行试拼接并编码；
(3)现场施工准备：浇筑场内混凝土地坪垫层，作为起重机吊装的道路，并对轴线标高进行复核，并做施工机具及其它拼装施工配套的准备工作；
(4)构件进场：加工完成后的钢网单元格按照吊装次序的倒序依次码放在施工现场；
(5)承重墙架拼装：在地坪垫层上按照施工要求吊装钢柱，钢柱就位调整钢柱位置消除误差后通过地脚螺栓固定，固定后进行灌浆；
(6)操作平台架设：在每根钢柱周围用钢管架搭设低于钢梁和空腹梁1m的井字架操作平台，井字架顶上铺设竹跳板，跳板用铁丝绑扎牢固，面积为2m×2m钢梁和空腹梁拼装的施工平台；
(7)吊装钢网单元格：按照施工顺序依次吊装钢网单元格，每个钢网单元格吊装按照拼接点相互拼接后通过螺栓连接，然后按照拼接点进行焊接固定，焊接完成后进行拼装累计偏差检测及消除；
(8)混凝土楼屋盖施工：采用协同式压型钢板-钢筋混凝土楼屋盖结构，首先按设计要求进行压型钢板安装，压型钢板安装完成后通过螺栓固定，固定完成后进行混凝土灌浆；
(9)工程质检：工程完成后进行质检并消除未达标部分误差。
所述步骤(2)中钢网单元格加工工艺为：钢材复验→钢材矫正→拼装单元放样号料→切割下料→拼装单元组装成型→构件焊接→变形矫正→腹板栓接处划线钻孔→翼沿栓接处待焊坡口→预拼装及检验→喷砂除锈油漆→拼装单元次序编码。
所述步骤(5)分为以下步骤：
(501)按施工顺序在地坪垫层上吊装钢柱，钢柱就位后先对准钢柱中心线与建筑轴线，然后调整控制钢柱平面位置的误差在规定范围内后初拧紧钢柱底部的地脚螺栓；
(502)让钢柱在自由状态下进行微调，使两个正交方向的垂直度偏差校正到零，然后完全拧紧地脚螺栓和调节螺栓；
(503)待拼装钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕后，用膨胀细石混凝土以流动灌浆的方法进行灌浆，灌浆强度达到要求后安装柱间系杆和支撑杆。
所述步骤(7)包括以下步骤：
(701)构件吊装时，空腹梁与杆件、梁柱连接处和剪力键连接处先剥去贴在连接处和加强孔板的摩擦面空气绝缘膜，当构件对正后，将加强孔板合上并穿入高强螺栓，梁柱节点连接处和空腹梁与杆件处先采用扭剪型高强螺栓连接并进行初拧，高强度螺栓一经穿孔应立即进行初拧，初拧扭矩值应为终拧值的50％。当一个钢网单元格的吊装和初拧完成后立即进行立面、平面和角度的测量和修正，高强度螺栓初拧30min后进行终拧；
(702)空腹梁和空腹夹层板上下翼缘，梁柱节点处，柱内设置的水平加劲板，翼缘贯穿剪力键节点连接处需要进行现场焊接，根据设计节点要求焊接采用二氧化碳气体保护焊，翼缘及腹板焊缝等级二级，角焊缝焊缝等级三级，采用栓焊结合形式的翼缘，V字型坡口应先预制，焊接时上下翼缘底面垫上垫板然后再焊接，柱梁和剪力键焊接位置处，腹板应进行挖口，挖口半径按设计规定；
(703)钢网单元格在逐次安装过程中，对层间垂直向、水平向、角度间偏差应及时调整消除，防止累计偏差积聚，使总安装偏差最小以符合设计要求和施工规范要求，偏差检测及消除方法应每次进行详细记录；
(704)钢梁与钢柱的连接、钢梁与钢梁的连接，翼缘均采用全熔透的V型坡口焊缝连接，腹板采用高强螺栓连接，翼缘焊接位置处，腹板的挖口半径为25～35mm，梁柱节点处，柱内应设置水平加劲板；
(705)空腹梁和空腹夹层板拼装是在分层大平面位置上进行，要对网格拼装单元标高进行复核，钢梁安装时，梁顶标高应为结构标高扣除混凝土板厚标高。
所述步骤(8)分为以下步骤：
(801)压型钢板安装：根据空腹梁平面位置确定压型钢板的排版，铺设压型钢板时，边铺边调直波纹、压平压实板面，随即对称点焊点牢到钢梁处，随铺随点焊固定；
(802)层间压型钢板安装时，应做到边角间隙和搭接缝隙密实，同一楼层压型板铺设完毕后焊接堵头板、封边板，预留孔洞应先预留出位置，待管道安装前开洞，以免削弱压型板的整体刚度；
(803)栓钉安装：协同式楼屋盖混凝土板一般为80-100mm厚，层间楼板配置双层钢筋网，混凝土板和钢构件的连接多采用焊接圆柱头栓钉连接，栓钉安装采用专用工具，
(804)混凝土灌浆：在压型钢板内灌输混凝土。
所述步骤(7)中，钢梁吊装就位后，在每个节点上用两只过镗冲对齐节点板上的上、下螺孔，出现不能满足冲孔要求的情况时，则采用调节方法：若间距小，用钢榫榫大间距；间距过大，用倒链拉小间距，调节的原则必须保证钢柱的垂直度在允许偏差范围内，若无法保证，则进行扩孔或更换连接板处理，扩孔时，其最大容许扩大范围不得超过1.5mm。
所述步骤(7)中，当一个钢网单元格拼装完毕后进行复测，复测内容包括：单节柱垂直度，偏轴线垂直度，钢梁和空腹梁水平度，钢柱接头错位值，钢柱扭转值。
所述步骤(803)中施焊前应放线，标出栓钉焊接位置并清洁焊接位置的母材，焊缝的平均直径大于2.5d，焊缝的平均高度大于0.2d，焊缝的最小高度大于0.15d。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法具有以下优点：
1)施工速度快、周期短、混凝土部分施工与钢结构拼装构件同时进行，大幅度缩短施工费用及台班费用；
2)盒式结构的抗侧刚度优越，结构顶部位移小，抗震性能好；
3)钢结构部分维护简单，横向钢网格外墙采用现浇填充石膏墙体，施工简单，保温性能好且不易开裂，钢构件完全包裹在石膏墙体内，完全被密封，无需再做防火防锈处理；
4)室内无梁无柱，自由划分居室，使用方便美观，节约层高；
5)盒式结构的用钢量相对较少，当厂房建筑面积大、使用荷载大、厂房层数多时，这种优越性就更加明显，盒式结构比普通钢框架结构节省用钢量约27kg/m2，节省约19.6％；节省混凝土约40mm/m2，节省约33.3％；
6)盒式结构的网格均分成每件重量不超过500kg的拼装单元，工厂制作，构件运输方便，现场高强螺栓连接，消除常规结构梁柱所需的焊接工序，避免了火患。
附图说明
图1是本发明中钢网格盒式单元平面划分图；
图2是图1中一个钢网单元格的平面图；
图3是本发明的流程图；
图中：1-划分线，2-钢网单元格，3-拼接点，4-承重墙架。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
实施例1：中国南车集团贵阳新产业基地大自然沙文工业园项目生产厂房D103号，建筑面积22627.68㎡，正交斜放装配整体式空间钢网格多层大跨度盒式结构厂房，宽为77m，跨度为21m×3+14m四连跨，轴线长度143.5m，柱距分别为3.5m，7.0m，建筑层数2层，层间高度7m，建筑高度14m,檐高15.8m。于2013年12月开始施工，2014年5月基本完成施工，6月开始生产工艺设备安装，9月开始产品生产；中国南车集团贵阳新产业基地大自然沙文工业园项目综合厂房D104号。建筑面积18403.11㎡，正交斜放装配整体式空间钢网格多层大跨度盒式结构厂房，宽为63m，跨度为21m×3三连跨，轴线长度143.5m，柱距分别为3.5m，7.0m，建筑层数2层，层间高度7m，建筑高度14m,檐高15.8m。
具体施工如下：将需要建设的厂房单层平面划分成若干个结构单元并逐一编号如图1-2所示，每个结构单元由一个单独的钢网单元格构成；加工厂内按照设计要求加工出若干钢网单元格，钢网单元格加工工艺为：钢材复验→钢材矫正→拼装单元放样号料→切割下料→拼装单元组装成型→构件焊接→变形矫正→腹板栓接处划线钻孔→翼沿栓接处待焊坡口→预拼装及检验→喷砂除锈油漆→拼装单元次序编码，每个钢网单元格由若干根钢材组成，钢材相互拼接呈正交网状结构，钢网单元格加工完成后进行试拼接并编码；浇筑场内混凝土地坪垫层，作为起重机吊装的道路，并对轴线标高进行复核，并做施工机具及其它拼装施工配套的准备工作；加工完成后的钢网单元格按照吊装次序的倒序依次码放在施工现场；按施工顺序在地坪垫层上吊装钢柱，钢柱就位后先对准钢柱中心线与建筑轴线，然后调整控制钢柱平面位置的误差在规定范围内后初拧紧钢柱底部的地脚螺栓；让钢柱在自由状态下进行微调，使两个正交方向的垂直度偏差校正到零，然后完全拧紧地脚螺栓和调节螺栓；待拼装钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕后，用膨胀细石混凝土以流动灌浆的方法进行灌浆，灌浆强度达到要求后安装柱间系杆和支撑杆；在每根钢柱周围用钢管架搭设低于钢梁和空腹梁1m的井字架操作平台，井字架顶上铺设竹跳板，跳板用铁丝绑扎牢固，面积为2m×2m钢梁和空腹梁拼装的施工平台；按照施工顺序依次吊装钢网单元格，具体为：构件吊装时，空腹梁与杆件、梁柱连接处和剪力键连接处先剥去贴在连接处和加强孔板的摩擦面空气绝缘膜，当构件对正后，将加强孔板合上并穿入高强螺栓，梁柱节点连接处和空腹梁与杆件处先采用扭剪型高强螺栓连接并进行初拧，高强度螺栓一经穿孔应立即进行初拧，初拧扭矩值应为终拧值的50％。当一个钢网单元格的吊装和初拧完成后立即进行立面、平面和角度的测量和修正，高强度螺栓初拧30min后进行终拧；空腹梁和空腹夹层板上下翼缘，梁柱节点处，柱内设置的水平加劲板，翼缘贯穿剪力键节点连接处需要进行现场焊接，根据设计节点要求焊接采用二氧化碳气体保护焊，翼缘及腹板焊缝等级二级，角焊缝焊缝等级三级，采用栓焊结合形式的翼缘，V字型坡口应先预制，焊接时上下翼缘底面垫上垫板然后再焊接，柱梁和剪力键焊接位置处，腹板应进行挖口，挖口半径按设计规定；钢网单元格在逐次安装过程中，对层间垂直向、水平向、角度间偏差应及时调整消除，防止累计偏差积聚，使总安装偏差最小以符合设计要求和施工规范要求，偏差检测及消除方法应每次进行详细记录；钢梁与钢柱的连接、钢梁与钢梁的连接，翼缘均采用全熔透的V型坡口焊缝连接，腹板采用高强螺栓连接，翼缘焊接位置处，腹板的挖口半径为25～35mm，梁柱节点处，柱内应设置水平加劲板；空腹梁和空腹夹层板拼装是在分层大平面位置上进行，要对网格拼装单元标高进行复核，钢梁安装时，梁顶标高应为结构标高扣除混凝土板厚标高，每个钢网单元格吊装按照拼接点相互拼接后通过螺栓连接，然后按照拼接点进行焊接固定，焊接完成后进行拼装累计偏差检测及消除，钢梁吊装就位后，在每个节点上用两只过镗冲对齐节点板上的上、下螺孔，出现不能满足冲孔要求的情况时，则采用调节方法：若间距小，用钢榫榫大间距；间距过大，用倒链拉小间距，调节的原则必须保证钢柱的垂直度在允许偏差范围内，若无法保证，则进行扩孔或更换连接板处理，扩孔时，其最大容许扩大范围不得超过1.5mm；当一个钢网单元格拼装完毕后进行复测，复测内容包括：单节柱垂直度，偏轴线垂直度，钢梁和空腹梁水平度，钢柱接头错位值，钢柱扭转值；采用协同式压型钢板-钢筋混凝土楼屋盖结构，根据空腹梁平面位置确定压型钢板的排版，铺设压型钢板时，边铺边调直波纹、压平压实板面，随即对称点焊点牢到钢梁处，随铺随点焊固定；层间压型钢板安装时，应做到边角间隙和搭接缝隙密实，同一楼层压型板铺设完毕后焊接堵头板、封边板，预留孔洞应先预留出位置，待管道安装前开洞，以免削弱压型板的整体刚度；协同式楼屋盖混凝土板一般为80-100mm厚，层间楼板配置双层钢筋网，混凝土板和钢构件的连接多采用焊接圆柱头栓钉连接，栓钉安装采用专用工具，施焊前应放线，标出栓钉焊接位置并清洁焊接位置的母材，焊缝的平均直径大于2.5d，焊缝的平均高度大于0.2d，焊缝的最小高度大于0.15d，整个施工工程按照如图3所示的流程进行；完成后进行工程质检，施工班组必须严格按照相关规范及设计要求施工，每个检验批次施工完成及时报验，上道施工工序经项目质检员及专职监理工程师检查验收合格后方能进行下一步工序的施工，并及时办理相关验收资料。分项工程验收必须有项目技术负责人的参加，分部工程则需项目经理及监理总工程师参加验收。
Claims (8)
1.一种多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)厂房结构划分：将需要建设的厂房单层平面划分成若干个结构单元并逐一编号，每个结构单元由一个单独的钢网单元格构成；
(2)钢网单元格加工：加工厂内按照设计要求加工出若干钢网单元格，每个钢网单元格由若干根钢材组成，钢材相互拼接呈正交网状结构，钢网单元格加工完成后进行试拼接并编码；
(3)现场施工准备：浇筑场内混凝土地坪垫层，作为起重机吊装的道路，并对轴线标高进行复核，并做施工机具及其它拼装施工配套的准备工作；
(4)构件进场：加工完成后的钢网单元格按照吊装次序的倒序依次码放在施工现场；
(5)承重墙架拼装：在地坪垫层上按照施工要求吊装钢柱，钢柱就位调整钢柱位置消除误差后通过地脚螺栓固定，固定后进行灌浆；
(6)操作平台架设：在每根钢柱周围用钢管架搭设低于钢梁和空腹梁1m的井字架操作平台，井字架顶上铺设竹跳板，跳板用铁丝绑扎牢固，面积为2m×2m钢梁和空腹梁拼装的施工平台；
(7)吊装钢网单元格：按照施工顺序依次吊装钢网单元格，每个钢网单元格吊装按照拼接点相互拼接后通过螺栓连接，然后按照拼接点进行焊接固定，焊接完成后进行拼装累计偏差检测及消除；
(8)混凝土楼屋盖施工：采用协同式压型钢板-钢筋混凝土楼屋盖结构，首先按设计要求进行压型钢板安装，压型钢板安装完成后通过螺栓固定，固定完成后进行混凝土灌浆；
(9)工程质检：工程完成后进行质检并消除未达标部分误差。
2.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(2)中钢网单元格加工工艺为：钢材复验→钢材矫正→拼装单元放样号料→切割下料→拼装单元组装成型→构件焊接→变形矫正→腹板栓接处划线钻孔→翼沿栓接处待焊坡口→预拼装及检验→喷砂除锈油漆→拼装单元次序编码。
3.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(5)分为以下步骤：
(501)按施工顺序在地坪垫层上吊装钢柱，钢柱就位后先对准钢柱中心线与建筑轴线，然后调整控制钢柱平面位置的误差在规定范围内后初拧紧钢柱底部的地脚螺栓；
(502)让钢柱在自由状态下进行微调，使两个正交方向的垂直度偏差校正到零，然后完全拧紧地脚螺栓和调节螺栓；
(503)待拼装钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕后，用膨胀细石混凝土以流动灌浆的方法进行灌浆，灌浆强度达到要求后安装柱间系杆和支撑杆。
4.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(7)包括以下步骤：
(701)构件吊装时，空腹梁与杆件、梁柱连接处和剪力键连接处先剥去贴在连接处和加强孔板的摩擦面空气绝缘膜，当构件对正后，将加强孔板合上并穿入高强螺栓，梁柱节点连接处和空腹梁与杆件处先采用扭剪型高强螺栓连接并进行初拧，高强度螺栓一经穿孔应立即进行初拧，初拧扭矩值应为终拧值的50％；当一个钢网单元格的吊装和初拧完成后立即进行立面、平面和角度的测量和修正，高强度螺栓初拧30min后进行终拧；
(702)空腹梁和空腹夹层板上下翼缘，梁柱节点处，柱内设置的水平加劲板，翼缘贯穿剪力键节点连接处需要进行现场焊接，根据设计节点要求焊接采用二氧化碳气体保护焊，翼缘及腹板焊缝等级二级，角焊缝焊缝等级三级，采用栓焊结合形式的翼缘，V字型坡口应先预制，焊接时上下翼缘底面垫上垫板然后再焊接，柱梁和剪力键焊接位置处，腹板应进行挖口，挖口半径按设计规定；
(703)钢网单元格在逐次安装过程中，对层间垂直向、水平向、角度间偏差应及时调整消除，防止累计偏差积聚，使总安装偏差最小以符合设计要求和施工规范要求，偏差检测及消除方法应每次进行详细记录；
(704)钢梁与钢柱的连接、钢梁与钢梁的连接，翼缘均采用全熔透的V型坡口焊缝连接，腹板采用高强螺栓连接，翼缘焊接位置处，腹板的挖口半径为25～35mm，梁柱节点处，柱内应设置水平加劲板；
(705)空腹梁和空腹夹层板拼装是在分层大平面位置上进行，要对网格拼装单元标高进行复核，钢梁安装时，梁顶标高应为结构标高扣除混凝土板厚标高。
5.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(8)分为以下步骤：
(801)压型钢板安装：根据空腹梁平面位置确定压型钢板的排版，铺设压型钢板时，边铺边调直波纹、压平压实板面，随即对称点焊点牢到钢梁处，随铺随点焊固定；
(802)层间压型钢板安装时，应做到边角间隙和搭接缝隙密实，同一楼层压型板铺设完毕后焊接堵头板、封边板，预留孔洞应先预留出位置，待管道安装前开洞，以免削弱压型板的整体刚度；
(803)栓钉安装：协同式楼屋盖混凝土板为80-100mm厚，层间楼板配置双层钢筋网，混凝土板和钢构件的连接多采用焊接圆柱头栓钉连接，栓钉安装采用专用工具，
(804)混凝土灌浆：在压型钢板内灌输混凝土。
6.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(7)中，钢梁吊装就位后，在每个节点上用两只过镗冲对齐节点板上的上、下螺孔，出现不能满足冲孔要求的情况时，则采用调节方法：若间距小，用钢榫榫大间距；间距过大，用倒链拉小间距，调节的原则必须保证钢柱的垂直度在允许偏差范围内，若无法保证，则进行扩孔或更换连接板处理，扩孔时，其最大容许扩大范围不得超过1.5mm。
7.根据权利要求1所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(7)中，当一个钢网单元格拼装完毕后进行复测，复测内容包括：单节柱垂直度，偏轴线垂直度，钢梁和空腹梁水平度，钢柱接头错位值，钢柱扭转值。
8.根据权利要求5所述的多层大跨度装配整体式空间钢网格盒式结构厂房施工方法，其特征在于：所述步骤(803)中施焊前应放线，标出栓钉焊接位置并清洁焊接位置的母材，焊缝的平均直径大于2.5d，焊缝的平均高度大于0.2d，焊缝的最小高度大于0.15d。
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