超高层建筑内嵌钢板-混凝土剪力墙施工工法

超高层建筑内嵌钢板-混凝土剪力墙施工工法
1. 前言
内嵌钢板-混凝土剪力墙作为钢板剪力墙的一种常用形式,既可以利用高强混凝土的优点,又可以充分利用钢板的延性,多用于超高层建筑核心筒作为主要抗侧力构件。相对于普通钢筋混凝土剪力墙,可有效降低结构自重,整体结构体系的抗风抗震性能得到显著提高。一方面,其抗侧刚度较高,可有效减少核心筒剪力墙厚度,降低其轴压比;另一方面,在满足使用功能前提条件下,增加有效使用面积,提高建筑的使用效率。
华建建设发展有限公司在“珠海国际中心项目”实施过程中,开展超高层建筑内嵌钢板-混凝土剪力墙技术攻关,与设计院、加工厂协商确定好剪力墙钢板的深化设计方案,并对钢板剪力墙的各分部工程(钢板、钢骨柱、钢筋、混凝土等)施工工序进行研究,成功解决了钢板安装的精度控制、焊接变形、混凝土浇筑质量等一系列问题,大幅提升了钢骨柱与钢板安装的施工效率,有效控制钢板剪力墙有害裂缝等质量问题的产生,达到了良好的效果。
2. 工法特点
2.0.1 内嵌钢板-混凝土剪力墙将钢板内置于高强混凝土剪力墙,既可以利用高强混凝土的优点,又可以充分利用钢板的延性,具有极高的应用价值;
2.0.2 本工法成功解决了超高层建筑核心筒钢板剪力墙的一系列施工难题,有效控制钢板剪力墙有害裂缝等质量问题的产生,施工安全可行;
2.0.3 本工法通过优化的施工工序,大幅提升了钢骨柱与钢板安装的施工效率,节省了工期,间接节约成本,取得良好的经济效益与社会效益。
3. 适用范围
本工法适用于高层、超高层建筑的内嵌钢板-混凝土剪力墙施工;尤其适用于需要具有较好抗震承载力和抗剪能力的高层、超高层建筑。
4. 工艺原理
超高层钢板剪力墙安装施工首先需对钢板剪力墙进行分段、分节,并针对节段进行合理的深化设计,根据施工图及深化设计图进行剪力墙分项工程的测量放线,在此基础上进行
力墙端钢骨柱安装、剪力墙钢板安装及连接等施工。此外,需制定详细的构件防变形措施,确保焊接过程对结构变形影响较小,严格控制钢板剪力墙施工全过程质量,并保证安全体系完备。钢结构安装完成,需将工作面交接至土建作业班组,进行钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑及养护。对于混凝土施工,需要针对性制定混凝土开裂措施。
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5. 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
剪力墙深化设计→进场验收→测量放线→钢骨柱安装→钢板安装及连接→钢结构与土建工作面交接→钢筋绑扎→模板支设→混凝土浇筑与养护。
5.2 施工要点
5.2.1 采用Tekla Structure 软件深化设计
根据施工图纸,采用Tekla Structure 软件对剪力墙进行建模(以底层为例,如图5.2-1),在施工前进行剪力墙深化设计,主要包括:核心筒钢骨柱分段、钢板分段分块、加劲肋深化设计、预留洞口深化设计、钢板墙吊点及耳板布置。
水火箭制作方法图5.2-1 剪力墙三维模型图
(1)剪力墙钢板分段分块
核心筒常为对称结构,每层分布状况相似,因此,以某层核心筒内钢板剪力墙为例,根据图纸,结合以往施工经验、现场情况及吊装、运输尺寸限制、减少现场焊缝长度和合理布置焊缝位置,对分段状况作出分析如图5.2-2所示。
图5.2-2 核心筒剪力墙钢板分块布置图
(2)核心筒钢骨柱分节
根据塔式起重机的吊装性能、运输条件及安装工艺进行分节,深化的钢骨柱分节高度主要控制为1~2个标准层高,分节位置一般位于楼层结构标高以上1.3m处。深化过程中需考虑柱内雨水及养护水的排放孔,在柱靠近核心筒一侧的柱壁上开一个孔径20mm的排水孔,孔中心距离柱顶800mm。核心筒钢骨柱分段原则,应遵循:
①在塔吊吊装范围、能满足塔吊的起重性能;
②钢构件满足堆场的布置,方便起吊点布设;
③现场拼接等施工位置便于搭设安装操作架;
④钢结构施工工艺、土建施工工艺对钢结构施工的影响因素;
⑤构件便于长途运输。
(3)加劲肋深化设计
钢板剪力墙通常面积大,板长方向刚度小,自重、日照、焊接应力等极易产生变形;沿钢板墙构件长度方向通长布置加劲肋,高度方向间距3m布置水平刚性卡板,钢板墙拼接处竖向焊缝位置间距1m设置刚性卡板,以便控制剪力墙焊接变形。
(4)预留洞口深化设计
一方面,交叉施工多,各专业碰撞点多,为保证剪力墙的结构尺寸及观感质量,需提前考
虑在钢板墙上预留相关孔洞,例如:钢筋孔、混凝土过浆孔、穿墙对拉螺栓等。深化设计中提前规划、预留相关孔洞,有效协调各专业碰撞问题;工厂加工时,仔细核对开孔位置及校验尺寸精度,并在开孔处周围按照规范要求进行孔洞补强处理。
另一方面,为保证在混凝土浇筑时,钢板两侧混凝土可以顺利流淌,减少因为一侧侧压力过大、不对称引起的模板移位变形,在钢板上开设流淌孔,同时,按照规范进行流淌孔补强,保证钢板开设流淌孔后强度不被削弱。留置流淌孔直径为150mm,间距1200mm,采用梅花状布置。
管理ip(5)钢板墙吊点及耳板布置
钢墙板为薄型钢板,为保证吊装安全及就位便利,于钢板墙顶部布设吊点。布设原则为:沿钢板墙长度方向每间隔2m布设一个,不足2m的布设两吊点;吊点直接在钢板上开具孔洞(直径为26mm),其布置应沿钢墙板竖向中心轴线对称,距钢墙板顶边缘40mm、左右边缘300mm-500mm不等。钢板墙竖直方向每间隔2m布设一个耳板,以供安装临时固定。
5.2.2 进场验收
(1)剪力墙钢板、钢柱的钢材及钢铸件在进场时,应检查质量合格证明文件、中文标志及检验报告等,保证其品种、规格、性能等符合现行国家产品标准和设计要求。进场时,需检验钢板剪力墙高度、宽度、平面内对角线、连接处截面几何尺寸及平面度偏差、弯曲矢高。
(2)钢筋、混凝土拌合物进场时,应按国家现行标准的规定抽取试件检验,并检查质量证明文件和抽样检验报告,结果应符合相应标准的规定。
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5.2.3 测量放线
在深化设计后,钢板剪力墙的钢板位置、钢板连接位置、钢板与钢梁的相对位置、钢板与钢柱的相对位置、剪力墙内外排钢筋及外侧混凝土轮廓的位置,均已确定。测量放线主要是定位钢梁上钢板的位置、钢板剪力墙外侧轮廓线位置。
利用全站仪,从本楼层控制轴线定位出钢板在钢梁上的位置线,并在结构钢梁上轴线两侧分别测放出钢板两侧位置控制线、钢板剪力墙外侧轮廓线位置。复核轴线后,做好标记,可进行钢板剪力墙的安装工作。
5.2.4 钢骨柱安装
(1)钢骨柱耳板布置
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美白美容液图5.2-3 钢骨柱顶端及底部耳板布置示意图
核心筒钢骨柱均为H型钢,为保证吊装作业安全与就位便利,钢柱顶端及底部布置耳板,并于钢柱顶部设4吊点,其布置示意见图5.2-3。

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