多层及高层钢结构安装工程|钢结构工程常用图表手册

1.基础和支承面

1）钢结构安装前，应对建筑物的定位轴线、平面封闭角、底层柱的位置线进行复查，合格后方能开始安装工作。

2）测量基准点由邻近城市坐标点引入，经复测后以此坐标作为该项目钢结构工程平面控制测量的依据。必要时通过平移、旋转的方式换算成平行（或垂直）于建筑物主轴线的坐标轴，便于应用。

3）按照《工程测量规范》（GB 50026—2007）规定的四等平面控制网的精度要求（此精度能满足钢结构安装轴线的要求），在±0.000面上，运用全站仪放样，确定4～6个平面控制点。对由各点组成的闭合导线进行测角（六测回）、测边（两测回），并与原始平面控制点进行联测，计算出控制点的坐标。在控制点位置埋设钢板，做十字线标记，打上冲眼（图3-53）。在施工过程中，做好控制点的保护，并定期进行检测。

4）以邻近的一个水准点作为原始高程控制测量基准点，并选另一个水准点按二等水准测量要求进行联测。同样在±0.000的平面控制点中设定两个高程控制点。

图3-53 控制点设置示意图

5）框架柱定位轴线的控制，应从地面控制轴线直接引上去，不得从下层柱的轴线引出。一般平面控制点的竖向传递可采用内控法。用天顶准直仪（或激光经纬仪）按图3-54的方法进行引测，在新的施工层面上构成一个新的平面控制网。对此平面控制网进行测角、测边，并进行自由网平差和改化。以改化后的投测点作为该层平面测量的依据，运用钢卷尺配合全站仪（或经纬仪），放出所有柱顶的轴线。

6）结构的楼层标高可按相对标高或设计标高进行控制。

① 按相对标高安装时，建筑物高度的积累偏差不得大于各节柱制作允许偏差的总和。

② 按设计标高安装时，应以每节柱为单位进行柱标高的调整工作，将每节柱接头焊缝的收缩变形和在荷载下的压缩变形值，加到柱的制作长度中去。楼层（柱顶）标高的控制一般情况下以相对标高控制为主、设计标高控制为辅的测量方法。同一层柱顶标高的差值应控制在5mm以内。

7）第一节柱的标高，可采用在柱脚底板下的地脚螺栓上加一螺母的方法精确控制。如图3-55所示。

图3-54 平面控制点竖向投点示意图

图3-55 第一节柱标高的确定

1—地脚螺栓 2—止退螺母 3—紧固螺母 4—螺母垫板 5—柱脚底板 6—调整螺母 7—钢筋混凝土基础

8）柱的地脚螺栓位置应符合设计文件或有关标准的要求，并应有保护螺纹的措施。

9）底层柱地脚螺栓的紧固轴力，应符合设计文件的规定。螺母止退可采用双螺母，或用电焊将螺母焊牢。

建筑物的定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓（锚栓）的规格和位置、地脚螺栓（锚栓）紧固应符合设计要求。当设计无要求时，应符合表3-82的规定。

表3-82 建筑物定位轴线、基础上柱的定位轴线和标高、地脚螺栓（锚栓）的允许偏差 （单位：mm）

（续）

2.构件现场焊接

1）钢结构现场焊接主要是：柱与柱、柱与梁、主梁与次梁、梁拼接、支撑、楼梯及隅撑等的焊接。接头形式、焊缝等级由设计确定。

2）焊接的一般工艺按标准的要求进行。

3）多、高层钢结构的现场焊接顺序，应按照力求减少焊接变形和降低焊接应力的原则加以确定：

① 在平面上，从中心框架向四周扩展焊接。

② 先焊收缩量大的焊缝，再焊收缩量小的焊缝。

③ 对称施焊。

④ 同一根梁的两端不能同时焊接（先焊一端，待其冷却后再焊另一端）。

⑤ 当节点或接头采用腹板栓接、翼缘焊接形式时，翼缘焊接宜在高强度螺栓终拧后进行。

图3-56 上柱与下柱、柱与梁连接构造

1—上节钢柱 2—下节钢柱 3—框架梁 4—主梁 5—单坡 焊缝 6—主梁上翼缘 7—钢垫板 8—高强度螺栓

4）钢柱之间常用坡口电焊连接。主梁与钢柱的连接，一般为刚接，上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强度螺栓连接。次梁与主梁的连接一般为铰接，基本上是在腹板处用高强度螺栓连接，只有少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接（图3-56）。

焊接顺序：上节柱和梁经校正和固定后进行柱接头焊接。柱与梁的焊接顺序，先焊接顶部梁柱节点，再焊接底部梁柱节点，最后焊接中间部分的梁柱节点。

5）柱与柱接头焊接，宜在本层梁与柱连接完成之后进行。施焊时，应由两名焊工在相对称位置以相等速度同时施焊。

① 单根箱型柱节点的焊接顺序如图3-57所示。由两名焊工对称、逆时针转圈施焊。起始焊点距柱棱角50mm，层间起焊点互相错开50mm以上，直至焊接完成，焊至转角处，放慢速度，保证焊缝饱满。焊接结束后，将柱子连接耳板割除并打磨平整。

图3-57 箱型钢柱接头焊接示意图(www.xing528.com)

a）立面 b）平面

1—上柱 2—下柱 ①、②、③表示焊接顺序

② H型钢柱节点的焊接顺序如图3-58所示，先焊翼缘焊缝，再焊腹板焊缝，翼缘板焊接时两名焊工对称、反向焊接。

图3-58 H型柱接头焊接顺序图

a）立面 b）平面

A—翼缘 B—腹板 ①、②—表示焊接顺序→表示焊接走向

6）梁、柱接头的焊接，应设长度大于3倍焊缝厚度的引弧板。引弧板的厚度应和焊缝厚度相适应，焊完后割去引弧板时应留5～10mm。梁-柱接头的焊缝，宜先焊梁的下翼缘，再焊其上翼缘，上、下翼缘的焊接方向相反。

同一层的梁、柱接头焊接顺序如图3-59所示。

7）对于板厚大于或等于25mm的焊缝接头，用多头烤枪进行焊前预热和焊后热处理，预热温度（60～150）℃，后热温度（200～300）℃，恒温1h。

8）手工电弧焊时，当风速大于5m/s（五级风）；气体保护焊时，当风速大于3m/s（二级风），均应采取防风措施方能施焊。雨天应停止焊接。

9）焊接工作完成后，焊工应在焊缝附近打上自己的钢印。焊缝应按标准的要求进行外观检查和无损检测。

图3-59 梁、柱接头焊接顺序示意图

柱、梁焊接顺序：1→2→3→4→5→6→7→8→9

3.安装和校正

1）柱子安装的允许偏差应符合表3-83的规定。

表3-83 柱子安装的允许偏差 （单位：mm）

2）钢柱校正。钢柱校正采用“无缆风绳校正法”。上下钢柱临时对接应采用大六角头高强度螺栓，连接板进行摩擦面处理。连接板上螺孔直径应比螺栓直径大4～5mm。标高调整方法为：上柱与下柱对正后，用连接板与高强螺栓将下柱柱头与上柱柱根连起来，螺栓暂不拧紧；量取下柱柱头标高线与上柱柱根标高线之间的距离，量取四面；通过吊钩升降以及撬棍的拨动，使标高线间距离符合要求，初步拧紧高强螺栓，并在节点板间隙中打入铁楔。扭转调整：在上柱和下柱耳板的不同侧面加垫板，再夹紧连接板，即可以达到校正扭转偏差的目的。垂直度通过千斤顶与铁楔进行调整，在钢柱偏斜的同侧锤击铁楔或微微顶升千斤顶，便可将垂直度校正至零。钢柱校正如图3-60所示。钢柱校正完毕后拧紧接头上的大六角头高强度螺栓至设计扣矩。

钢柱的标高一般按相对标高进行控制。按相对标高控制安装时，建筑物的积累偏差不得大于各节柱制作允许偏差的总和。采用相对标高安装的实质就是在预留了焊缝收缩量和压缩量的前提下，将同一个吊装节钢柱顶面理论上调校到同一标高。为了使柱与柱接头之间有充分的调整余量，上柱和下柱临时连接板所用的高强度螺栓直径与螺栓孔直径之间的间隙应由通常的1.5～2.0mm扩大到3.0～5.0mm。标高调整后，上柱与下柱之间的空隙在焊接时进行处理。考虑到钢柱工厂加工时的允许公差（-1～+5）mm，采用相对标高调校后，就能把每节钢柱柱顶的相对标高差控制在规范允许范围内。柱子安装的允许偏差应符合表3-83的规定。

安装钢柱时，要尽可能调整其垂直度使其接近±0.000。先不留焊缝收缩量。在安装和校正柱与柱之间的梁时，再把柱子撑开，留出接头焊接收缩量，这时柱子产生的内力，在焊接完成和焊缝收缩后也就消失。

图3-60 钢柱校正示意图

1—铁锤 2—调扭转垫板 3—千斤顶 4—铁楔

3）安装钢梁时，钢柱垂直度一般会发生微量的变化，应采用两台经纬仪从互成90°两个方向对钢柱进行垂直度跟踪观测（图3-61）。在梁端高强度螺栓紧固之前、螺栓紧固过程中及所有主梁高强度螺栓紧固后，均应进行钢柱垂直度测量。当偏差较大时，应分析原因，及时纠偏。

4）多层及高层钢结构主体结构的整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差应符合表3-84的规定。

图3-61 钢柱垂直度测量示意图

1—钢柱安装轴线 2—钢柱 3—钢柱中心线

表3-84 整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差 （单位：mm）

5）多层及高层钢结构中构件安装的允许偏差应符合表3-85的规定。

表3-85 多层及高层钢结构中构件安装的允许偏差 （单位：mm）

6）多层及高层钢结构主体结构总高度的允许偏差应符合表3-86的规定。

表3-86 多层及高层钢结构主体结构总高度的允许偏差 （单位：mm）

注：1.Δ_h为每节柱子长度的制造允许偏差。

2.Δ_z为每节柱子长度受荷载后的压缩值。

3.Δ_w为每节柱子接头焊缝的收缩值。