该楼采用钢束筒结构,每个筒体由钢柱、裙梁、楼层梁及楼板构成。标准层结构图见图7-4所示。
1)钢柱拼接
该楼钢柱采用焊接箱型和工型柱,其中小筒体角柱为箱型柱,中间柱为工型柱。柱距为3.9 m,在钢柱单元确定时,考虑两种方案,一种为钢柱带短的悬挑梁段,一种为钢柱带1/2的梁段。当采用钢柱带短的悬挑梁段时,由于裙梁较高,净长仅2 700 mm,分成三段后拼接节点距离太近,且不方便制作安装,对结构抗震性能也不利。因此最终采用钢柱单元带1/2的梁段,且考虑到运输条件,筒体钢柱四层即14.4 m一节。
在确定拼接位置时,考虑到钢柱拼接质量与现场施工质量有较大相关性,且每个楼层的钢柱数目较多,近300根钢柱,为确保结构安全性,经过比较,最终确定钢柱拼接位置在各楼层错开,每个楼层有1/4的钢柱拼接,且在楼层以上1 800 mm处拼接,见图7-5所示。
箱型柱拼接采用现场熔透焊,工型柱采用翼缘现场熔透焊、腹板焊接的方式进行拼接,见图7-6所示。
2)裙梁拼接
裙梁净长为2 700 mm,每跨各有1/2附带在钢柱单元中,现场在跨中采用高强螺栓进行等强拼接,见图7-7所示。
图7-4 标准层结构平面图
图7-5 钢柱拼接示意图
图7-6 钢柱拼接
图7-7 裙梁拼接
3)筒体钢柱与裙梁连接
筒体钢柱分为箱型柱和工型柱两种,与裙梁的连接均采用熔透焊接,在工厂加工制作,见图7-8所示:
图7-8 钢柱与裙梁连接
4)预制楼层梁单元连接
该楼的楼层梁除楼电梯间、卫生间等局部位置外均采用预制楼层梁单元,每个预制楼层梁单元包括主梁、单主梁、次梁和端梁。为方便机电管线的综合,所有预制楼层梁单元均采用桁架梁。下面以一个小筒体为例,说明预制楼层梁单元的楼层梁之间、预制楼层梁单元与钢柱的连接。
每个小筒体内包括四块预制楼层梁单元,每个预制楼层梁单元包括主梁、单主梁、次梁和端梁,预制楼层梁单元之间靠主梁与主梁连接形成整体,每块预制梁单元通过主梁、单主梁、端梁与周边的钢柱连接,形成小筒体的楼层梁体系。其中预制楼层梁单元的单主梁与主梁刚接,次梁与主梁铰接,端梁与主梁铰接,每块预制梁单元在工厂加工制作,现场安装。
预制梁单元之间的主梁与主梁之间将桁架梁的上下翼缘采用螺栓连接(图7-9(a)),在钢柱预焊钢板方便单主梁与钢柱连接(图7-9(b))、主梁与钢柱连接(图7-9(c))、端梁与角柱连接(图7-9(d))。
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图7-9 预制楼层梁单元连接
由于预制楼层梁单元连接与现场施工质量相关,且吊装时钢柱施工荷载不同,为保证连接安全可靠和施工荷载的均匀性,相邻筒体的预制楼层梁单元方向不同,且每隔三层预制楼层梁单元调换方向布置。
5)预制梁板复合楼盖
除退台层、局部楼电梯外,120层以下的标准层采用预制梁板复合楼盖,即在预制楼层梁单元上现浇混凝土形成预制梁板复合楼盖,运至现场吊装拼装。
在每块预制板周边预留胡子筋,并将混凝土凿毛,待预制梁板复合楼盖吊装就位后,预留胡子筋弯钩扳直,在各预制板之间后浇C40微膨胀细石混凝土,形成整体楼板。其中,预制梁板复合楼盖之间的连接见图7-10所示:
图7-10 预制梁板复合楼盖之间后浇混凝土楼板
预制梁板复合楼盖在边裙梁和中间裙梁位置处的后浇混凝土做法见图7-11和图7-12所示:
图7-11 边裙梁上后浇混凝土楼板
图7-12 中间裙梁上后浇混凝土楼板
由于预制梁板复合楼盖连接与现场施工质量相关,且吊装时钢柱施工荷载不同,为保证连接安全可靠和施工荷载的均匀性,相邻筒体的预制梁板复合楼盖方向不同,且每隔三层预制梁板复合楼盖调换方向布置。
6)钢构件的防腐防火
本工程为钢结构住宅,钢结构构件处于轻微腐蚀环境,所采取的防腐防火措施为:
(1)全部钢构件应进行喷砂或抛丸除锈质量等级达到Sa2.5级以上,应满足《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB 8923)的规定。
(2)钢构件按耐火极限分为不小于1.0 h、1.5 h、2.0 h和3.0 h等几种。除楼梯采用超薄型防火涂料外,其他钢构件均采用防火板(波特板、CAA板)等防火措施。楼盖拼缝和孔洞现场采用防火岩棉填充,并用防火水泥和水玻璃调制的防火腻子密封。预制梁板复合楼盖内的电线、电缆外设不燃烧材料套管,套管空隙采用不燃烧材料填塞密实。
(3)下列部位禁止涂漆:
①高强度螺栓连接的摩擦接触面;
②构件安装焊缝处应留出30~50 mm暂不涂装,等安装完成后再补涂;
③需外包混凝土的钢柱;
④钢梁上翼缘与楼板接触部位;
⑤埋入混凝土的钢构件表面及构件坡口全熔透部位均不允许涂刷油漆或有油污。
(4)在运输安装过程中涂装损伤部位以及施工焊缝施工完毕尚未涂装部位均应进行补涂,经检查合格后的高强度螺栓连接处,亦应按以上要求进行涂装。
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