钢结构高层建筑施工特点.ppt
,钢结构高层建筑施工特点,引言,钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带来新的活力，工程建设日益增加，相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善，特别是1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已成为高层建筑设计选型的主要对象。,随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，我国住宅建设持续空前发展，人们的居住条件逐步提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国已成为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、安装一体化，提高住宅产业化水平。由于上述优势，钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。通过大量高层住宅钢结构体系的应用研究，更好地提高钢结构体系在住宅产业当中的应用技术，推动国内钢结构在房地产业中的采用，为钢结构体系的发展做出贡献。,高层钢结构的发展及其特点高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映，又往往被当作一个城市的标志性建筑。高层建筑是指20层以上的住宅以及总高度超过24米的公共建筑和综合性建筑。,随着我国经济突飞猛进的快速发展，我国的钢产量和钢材产量都突高层钢结构建筑的发展已有一个世纪的历史，在这种情况下，我国政府及时调整政策，建设部在修订我国建筑业推广应用10项新技术中，首次列入了钢结构新技术，完成了在建筑业从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。目前，我国已有大批高层、超高层建筑在建设中，还有一些更高、更先进的高层建筑正计划兴建，可以预期，我国高层建筑将以更快的速度向前发展。,从20世纪80年代至今已建成和在建高层钢结构达80多幢，总面积约600万平方米，钢材用量60多万吨。北京和上海新建和在建高层钢结构就超过10幢。如上海环球金融中心（101层、高492米、用钢量6.5万吨）、中关村金融中心（建筑面积11万平方米、高度为150米、用钢量1.5万吨）、LG大厦（建筑面积25万平方米、高度为110米、用钢量1.0万吨）等。今后，全国每年将有200300万平方米高层钢结构建筑施工，用钢量约45万吨。,钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构。但目前我国的钢结构建筑仍存在一些问题，一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计，对钢结构设计不熟悉；另一方面，我国“入世”时间不长，在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程，在工程项目的设计管理机制方面，还有不完善的地方，因此主要存在以下的问题：,对钢结构产业是符合节能环保和可持续发展型的行业的认识还待于提高。最近几年，日、加、英等国的政府和研究机构发表了很多文章，专门论述发展钢结构房屋的优点和措施。设计理念不能适应市场需要。如目前超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑师设计的方案中标，虽然他们的设计理念确有独特之处，但连接节点却过于复杂，不仅耗材，而且也为制作和安装带来了诸多难题，使工程成本过大。,在摩擦型高强螺栓连接的设计中，一个连接节点上高强螺栓的规格与数量是通过节点内力计算得出的，但有的设计所选高强螺栓的直径、数量与节点板的截面尺寸不相匹配，在设计极限荷载作用下，将会出现螺栓还未达到设计强度而连接扳已变形，丧失承载能力的现象。在设计构件长度时，未考察施工现场情况，有的构件过长，交通运输条件无法解决，有的构件过重，现场吊装能力不能满足等等。对钢结构的防水、隔热与防腐蚀设计重视不够，没有在设计文件中明确钢材除锈等级和涂料及涂层厚度，没有根据不同部位构件的不同耐火极限采取相应的隔热防护措施等。在设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时，当节点板采用螺栓连接时，未考虑螺栓扳手工具的操作空间，给施工带来困难。,钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下，钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。一方面从设计、施工、钢结构工业化生产看，越来越多的标志性钢结构建筑，已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工，还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高，一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟，专业性、技术性、规模化更加完善。另一方面从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅起步很晚，只是改革开放后，从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。,20世纪90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。根基我国现阶段情况，大力推广钢结构技术，发展钢结构建筑将是大势所趋，我国高层钢结构正面临着极好的历史机遇：一方面由于我国钢铁工业的迅速发展，随之钢结构材料品种也较比过去更为丰富，如H型钢、T型钢、L型钢等大截面型材以及50以上厚度的钢板，冷弯薄壁型钢和彩色涂层钢板等，为我国大力发展钢结构提供了物资基础。,1.高层钢结构建筑工程存在问题钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构。但目前我国的钢结构建筑仍存在一些问题，一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计，对钢结构设计不熟悉；另一方面，我国“入世”时间不长，在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程，在工程项目的设计管理机制方面，还有不完善的地方，因此主要存在以下的问题：,1.1 对钢结构产业是符合节能环保和可持续发展型的行业的认识还待于提高。最近几年，日、加、英等国的政府和研究机构发表了很多文章，专门论述发展钢结构房屋的优点和措施。1.2 设计理念不能适应市场需要。如目前超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑师设计的方案中标，虽然他们的设计理念确有独特之处，但连接节点却过于复杂，不仅耗材，而且也为制作和安装带来了诸多难题，使工程成本过大。,1.3 在摩擦型高强螺栓连接的设计中，一个连接节点上高强螺栓的规格与数量是通过节点内力计算得出的，但有的设计所选高强螺栓的直径、数量与节点板的截面尺寸不相匹配，在设计极限荷载作用下，将会出现螺栓还未达到设计强度而连接扳已变形，丧失承载能力的现象。1.4 在设计构件长度时，未考察施工现场情况，有的构件过长，交通运输条件无法解决，有的构件过重，现场吊装能力不能满足等等。1.5 对钢结构的防水、隔热与防腐蚀设计重视不够，没有在设计文件中明确钢材除锈等级和涂料及涂层厚度，没有根据不同部位构件的不同耐火极限采取相应的隔热防护措施等。1.6 在设置抗侧力支撑构件与梁柱连接时，当节点板采用螺栓连接时，未考虑螺栓扳手工具的操作空间，给施工带来困难。,2.钢结构建筑的发展趋势“钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下，钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。,2.1 从设计、施工、钢结构工业化生产看，越来越多的标志性钢结构建筑，已经足够证明我国的钢结构建筑无论从设计到施工，还是从设计到钢结构构件的工业化生产加工，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高，一批有特色有实力的专业研究所、设计院、建筑施工单位、施工监理单位都在日臻成熟，专业性、技术性、规模化更加完善。,2.2 从钢结构应用范围看，我国的钢结构建筑正从高层重型和空间大跨度工业和公共建筑钢结构向住在发展。近年来，随着城市建设的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展十分迅速，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已被建设部列为重点推广项目。其实，我国钢结构住宅起步很晚，只是改革开放后，从国外引进了一些低层和多层钢结构住宅，才使我们有了学习与借鉴的机会。20世纪90年代个别国外公司为推广其产品在北京、上海等地建立多层钢结构办公、住宅楼。大规模研究开发、设计制造、施工安装钢结构住宅还是近几年才发展起来。,钢结构材料与构件 1.结构用钢材的种类 2.结构用钢材的品种 3.钢结构构件 4.钢结构的连接点 5.钢结构的加工制造,一、钢的种类 高层建筑钢结构用钢有普通碳素钢、普通低合金钢和热处理低合金钢三大类。大量使用的仍以普通碳素钢为主。我国目前在建筑钢结构中应用最普遍的是Q235钢。高层建筑钢结构设计与施工规程规定:(1)基于高层钢结构的重要性，把冷弯试验、冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列为钢材力学性能的五项基本要求，这五项指标皆合格的钢材方可采用。,(2)对于抗震高层钢结构，钢材的强屈比应不低于1.2，对8度以上设防的钢结构，应不低于1.5。(3)有明显的屈服台阶，伸长率应不小于20%，应具有良好的延性和可焊性。对于钢柱，为防止厚板层状撕裂，对硫、磷含量需作进一步控制，应不大于0.04%.,二、钢材品种 在现代高层钢结构中，广泛采用经济合理的钢材截面。应充分利用结构的截面特征值，发挥最大的承载能力。传统的工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用，但由于其截面力学性能欠佳，已渐被淘汰。,三、钢结构构件 1.柱子 高层钢结构钢柱的主要截面形式有箱形断面、H形断面和十字形断面，一般都是焊接截面，热轧型钢用得不多。就结构体系而言，筒中筒结构、钢混凝土混合结构和型钢混凝土结构多采用H形柱，其他多采用箱形柱;十字形柱则用于枢架结构底部的型钢混凝土枢架部分。,2.梁和析架 高层钢结构的梁的用钢量约占结构总用钢量的65%，其中主梁占35%40%。因此梁的布置力求合理，连接简单，规格少，以利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁是工字截面，受力小时也可采用槽钢，受力很大时则采用箱形截面，但其连接非常复杂。,截面高度相同时，轧制H型钢要比焊接工字截面便宜。对于重荷载或传递弯矩，则采用焊接箱形梁。当净空高度受到限制时，也可采用双槽钢和钢板组焊而成的截面，钢梁内部必须作防锈处理。把析架用于高层钢结构楼盖水平构件，可作到大跨度、小净空，工程管线安装方便。平行弦析架是用钢量最小的一种水平构件，但制造比较费工费时。楼盖钢析架一般由平行的上下弦杆和腹杆(斜撑和竖撑或只用斜撑)组成。弦杆和腹杆可采用角钢、槽钢、T型钢、H型钢、矩形和正方形截面钢管等钢材。,四、钢结构的连接节点 连接节点是钢结构中极其重要的结构部位，它把梁、柱等构件连接成整体结构系统，使其获得空间刚度和稳定性，并通过它把一切荷载传递给基础。连接节点本身应有足够的强度、延性和可靠性，应能按照设计要求工作，制作和安装应当简单。,连接节点按其传力情况分为铰接、刚接和介于两者之间的半刚接。设计中主要采用前两者，半刚接采用较少。在实际工程中真正的铰接和刚接是不容易做到的，只能是接近于铰接或刚接。按连接的构件分主要有钢柱柱脚与基础的连接、柱柱连接、柱梁连接、柱梁支撑连接、梁梁连接(梁与梁对接和主梁与次梁连接)、梁混凝土筒连接等。,五、钢结构的加工制造 由于高层建筑钢结构的精度要求高，因此，构件的加工制造一般由专门的钢结构加工厂在工厂预制完成。,谢谢观看!,
