钢结构柱节点加固方案

瑞颐养老社区 13#楼钢结构柱节点加固方案一、施工概况本工程为瑞颐养老社区13#楼钢结构工程 工程地址：吴中大道西侧蓝缨学校北 建设单位：苏州教育投资有限公司 设计单位：苏州建设（集 团）规划建筑设计院有限责任公司施工单位：苏州中元建设开发有限公司分包单位：苏州五建钢 结构有限公司 建筑面积：约800川层数:5层/钢柱分16m、8.55m、87m3段。建筑高度：15.85m建筑跨度：25m结构类型：型钢结构柱梁构造：焊接H型钢本钢结构工程现已完成安装且玻璃幕墙也基本完成。现对18轴交D2轴，19轴交D2轴，20轴交D2轴，标高在7.6m处的钢柱连接节点经行加固。本工程主结 构柱的钢材采用 现行国家标准低合金高强度结构钢（GB/T1591- 94）规定的Q345B 钢。二、钢结构节点加固原因1，加固部位：18轴交D2轴，19轴交D2轴，20轴交D2轴，标高在7.6m处的钢柱连接节 点。2, 此部位，按照设计要求其型钢构件几何尺寸为H500*400,在型钢构件制作过程中标高 7.6m以下型钢构件按照设计要求满足其设计截面几何尺寸为H500*400的要求，标高7.6m以上 型钢构件在制作过程中造成几何尺寸偏差9mm4mm间。在构件吊装过程中，未能及时发现并处 理此偏差。在偏差依然存在的情况下经行了安装直至完成。详见（附图一）节点。3，按照上述9mm4m的偏差数值，其中心线与定位轴线的偏移不符合钢 结构工程施工质 量验收规范（GB50205-2001）规定的墙架立柱中心线与定位轴 线5mm准许偏差。4,由此造成钢柱重心偏移，受力不均，在钢柱长期负重的情况下存在较大 安全隐患。（附图一）三、钢结构节点加固方案（附图二）由于本工程屋面钢梁及附属工程已经安装完成， 考虑对成品的保护，不影响 其后工序的正常经行，本次加固必须采取先支后拆，先保护后加固的施工方案。 其加固方案见 （附图二）节点。1，具体流程垂直支撑水平固定拆除连接板弥补偏差更换连接板 解除支撑涂装1.1，垂直支撑本垂直支撑适宜采用刚性顶举件作为支撑物件，选择起重范围在5T-150T之间、起重高度在6mm-64m之间的单动式千斤顶。经现场实测弧形柱顶部下翼板距楼地面 6.8m 高，千斤顶无法直接刚性接触顶点不为，遂选择长度为 6.75m 的型钢构件作为间接支撑杆 件，置于千斤顶与顶点位置之间。顶升千斤顶完成支 撑。1.2，水平固定 垂直支撑完成后，弧形柱由于重心不在 D2 轴线上的原因，冒然拆除连接板 易造成柱体失衡倾斜。遂在拆除连接板之前需对弧形柱经行水平固定。采用型钢 构件将垂直支 撑构件与弧形柱构件之间形成刚性连接，再加上弧形柱本身D2轴向之间就存在刚性连接，且本次加固只需拆除H型钢单翼连接板。单翼连接板在 拆除后柱构件 之间依然存在单翼连接板和腹板连接板所形成的水平刚性固定，遂即使在弧形构件失衡的情况下也不至于移位倾斜。避免了在加固过程中会对钢结 构附属玻璃幕 墙工程所造成的破坏以及由此应发的安全隐患。1.3，拆除连接板在垂直支撑与水平固定均确保完成无误的情况下，逐个拆除高强螺栓连接 件。在拆除的过 程中注意主体动向，确保主体未发生移位倾斜的情况下完成全部 高强螺栓的拆除。1.4，弥补偏差采用Q345B钢板焊接在标高7.6m以下的钢柱构件外侧，弥补与标高7.6m以上构件之间 的偏差。1.5，更换连接板更换t=20, Q345B钢板，开孔作为连接板。开孔位置尺寸与原有相同。高强螺栓为原有高 强螺栓，长度相应加长，连接工艺符合相关规范。连接板与柱构件 之间再采用焊接工艺。工艺 满足相关规范。完成更换。1.6，解除支撑 解除支撑的过程中，先拆除水平固定方向上的刚性连接，再接触垂直支撑。 解除过程中也 要做到先固定后解除的工序，先固定构件，再拆除连接点，安全放下支撑构件。1.7，涂装加固工序完成后，对电焊破环的地方需要经行重新涂装， 其涂装工艺符合原有设计要求。四、施工技术要求1, 高强螺栓孔径的选配高强度螺栓的制孔按表 4-1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 见表4-2，高强 度螺栓的孔距和边距值见表 4-3，高强度螺栓连接构件的孔距允 许偏差见表 4-4。名称位置和方向最大值（取两者的较小值）最小值中心间距夕卜排8d0 或 12t3d0中间排构件受压力12d 或 18t0构件受拉力16d0 或 24t中心至构件边缘的距离顺内力方向4d0 或 8t2do垂直内切割边1.5d0力方向扎制边1.5d0高强度螺栓孔径选配表 表 4-1螺栓公称直径（mm1262022242730螺栓孔直径（mm13517.52224263033注：承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强螺栓孔可按表中值减少 0.5 1.0mm 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差表4-2名称直径及允许偏差（mm螺栓直径260 2470允许偏差士 0.43士 0.52士 0.84螺栓孔直径3.57.52(24)6(30)3允许偏差+0.430+0.520+0.840圆度（最大和最小直径差）1.001.50中心线倾斜度应不大于板厚的3%且单层板不得大于2.0mm,多层板叠组合不得大于 3.0mm=高强度螺栓的孔距和边距值表43注：1d为高强度螺栓的孔径；t为外层较薄板件的厚度2. 钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度螺栓的最大间 距，可按中间 排数值采用。3. 设计有规定时按设计要求采用。 高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差表4-4注：孔的分组规定：1.在节点中连接板与一根杆件相连的孔划为一组项次项目螺栓孔距（mmv 5OO5OO12OO12OO 3OOO 3OOO1同一组内任意两孔间允许偏差土 1.O土 1.2-22接头处相邻两组的端孔间 的孔通田接头一一半个儿许偏八差 1拼接板上的土 1.2孔为一组土 1.5；阶梯接头一+2 .O一两接土 3.O9头之间的孔为一组。3. 在两相邻节点或接头间的连接孔为一组，但不包括 1、2所指的孔4. 受弯构件翼缘上，每1m长度内的孔为一组。2,高强螺栓长度的选用高强度螺栓紧固后，以丝扣露出23扣为宜，一个工程的高强螺栓，首先按 直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度：L=L+A L( 式中L 板层总厚度（mm ； L加长度（mm， L=m+2s+ip （其中m强度螺母公称厚度（mm；s强度垫圈公称厚度（mm；i当 LWoOm 时,i=2 ;当 L 1OOmrW, i=3 ；p 纹的螺距（mrh。表高强度螺栓附加长度 L（mm螺栓公称直咼强度螺母高强度垫圈螺纹的大六角头咼强径公称厚度公称厚度螺距度螺栓附加长度M1212.O3.O1.7523.OM1616.O4.O2.O3O.OM2O2O.O4.O2.535.5M2222.O5.O2.539.5M2424.O5.O3.O43.OM2727.O5.O3.O46.OM3O3O.O5.O3.55O.5根据公式（，当LWoOm时，可按螺栓长度以5mr为一个规格的规定，将其个位数按2舍3入、7舍8入的原则，计算出使用长度；当L100m时，可按螺栓长度以 10m 为一个规格的规定，将其个位数按 4 舍 5 入的原则，计算出使用长度。 螺栓长度小于 100mm取整为5mr的倍数，余数2舍3进，螺栓长度大于100m可 以取为10mm的整倍数进行 归类。高强度螺栓的附加长度可参考表4.1-1。高强度螺栓的附加长度表4.1-1螺栓直径（mr）12162022242730大六角咼强度螺栓（mm25303540455055扭剪型咼强度螺栓（mm25303540按照公式：L=L+A L=L +m+2s+ip=40+30+（9mm4mm）+20+2*4+3*2.5=114.5mm109.5mm根据规范螺栓长度取定为： 120mm3、施工轴力与终拧力矩的换算表 4.1-2 列出了一般国产高强度螺栓允许的施工轴力。设计给出了轴力时按设计要求施工，如设计未给出高强度螺栓的轴力要求， 可按该表选用，施工轴力比设计轴力一般要增加1 0% 国产大六角头高强度螺栓施工轴力（单位：kN）表4.1-2性能等级 轴力88S10.9SnW丿螺栓直径（mr）i、设计轴力施工轴力设计轴力施工轴力亠不 1 1. 1 L I 1 . 1 1 1 1 71M1245505560M167075100110M20110120155170M22135150190210M24155170225250M27205225290320M30250275355390对于大八角咼强度螺栓，施工时必Z、须把施工轴力换算为施工扭矩作为施工控制参数。大六角头高强度螺栓施工扭矩可由下式确定T = K P dcc式中T施工扭距，NmcK-高强度螺栓连接副的扭距系数的平均值，该值由复验验测得的合格的平均扭距系数代 入。(按照高强螺栓的复验报告K值为0.117)Pc -高强度螺栓施工预拉力， kN;cd 高强度螺栓螺杆直径，伽。按照公式：T=K-F dcC=0.117*170*20=397.8(N2.m)五、施工机具的准备1, 扭矩型高强度螺栓扳手(大六角螺栓适用)电动扭矩扳手一般由机体、扭矩控制盒、套筒、反力承管器、漏甩保护器组 成，常用的电 动扭矩扳手性能参见表 5-2。2, 其它千斤顶、电焊机等施工机具配备及参数参见表5-2。施工机具配备表 表 5-2品名产地型号电流电压(V)消耗功率(W空载转数(r/min )(扭矩)范围(N-m重量(kg)螺栓扳手国产PIBD-1502208808400150012PIBD-1602209508400160010开孔器德国KBN-38QU2201780100-600电焊机松下YM-500KR2380千斤顶国产QFD200/300220300mm149六、施工质量控制 本次加固主要质量控制在高强螺栓施工质量的检验，下面针对高强螺栓的质 量控制做详细 的计划。1,高强螺栓安装的质量控制高强度螺栓连接副终拧完成1h后、48h内应进行终拧扭矩检查，检查结果应 符合表6.1的 规定。高强度螺栓连接副终拧扭矩合格质量标准 表 6.1紧固方法检验方法合格质量标准备注扭矩法扭矩法士 10%八拧扭矩值转角法转角法士 30终拧转角值O扭剪型高强度螺栓连接副扭剪型高强度螺栓连接副尾部梅花头被拧掉尾部梅花头未被拧掉者 应按扭矩法或转角法检验。1.1 基本要求高强度螺栓连接副终拧扭矩检验分扭矩法检验和转角法检验两种， 原则上检验法与施拧紧固方法应相同。检验所用的扭矩扳手其扭矩精度误差应不大于 3% 每一检验批按节点数抽查10%且不少于10个;每个被抽查节点按螺栓数抽查 10%且不应少 于 2 个。1.2 扭矩法检验检验方法：在螺尾端头和螺母相对位置划线，将螺母退回 60。左右，用扭矩 扳手测定拧回至原来位置时的扭矩值。高强度螺栓连接副终拧扭矩值按下式计算：Tc=K Pc d式中Tc终拧扭矩值（Nm ；Pc施工预拉力值标准值（Kn），见表6.2 ;d 螺栓公称直径（ mrj）;K 扭矩系数。高强度螺栓连接副施工预拉力标准值(KN表6.2螺栓的性能等级螺栓公称直径(mr)M16M20M22M24M27M308.8s7512015017022527510.9s1101702102503203901.3 转角法检验检验方法：(1) 检查初拧后在螺母与相对位置所划的终拧起始线和终止线所夹的角度 是否达到规定 值。(2) 在螺尾端头和螺母相对位置划线，然后全部卸松螺母，在按规定的初 拧扭矩和终拧角 度重新拧紧螺栓，测量终止线与原终止线划线的角度。高强度螺栓连接副终拧转角值见表 6-21.4 扭剪型高强度螺栓终拧扭矩检验检验方法：(1)检查初拧后标记，确认已完成初拧；(2) 观察尾部梅花头拧掉情况；(3) 尾部梅花头未拧掉的螺栓，其终拧扭矩应按扭矩法检验或转角法检验。1.5 扭剪型高强度螺栓连接副终拧后，除因构造原因无法使用专用扳手终拧掉梅花头者外，未在终拧中拧掉梅花头的螺栓数不应大于该节点螺栓数的5%对所有梅花头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副应采用扭矩法或转角法进行终拧 并作标记，且按 本规程第 5.1 条的规定进行终拧扭矩检查。16对建筑结构安全等级为一级，跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构，其连接高强 度螺栓应进行表面硬度复验，复验结果应符合表6.3 的要求。螺栓表面硬度质量标准表 6.3螺栓性能等级表面硬度表面质量检验方法8.8级HRC21 29不得有裂纹或损伤硬度计、放大镜或磁粉探伤9.8级HRC 32 37不得有裂纹或损伤硬度计、放大镜或磁粉探伤10.8 级HRC3 23 6不得有裂纹或损伤硬度计、放大镜或磁粉探伤1.7 高强度螺栓拧紧固时，只准在螺母上施加扭矩。紧固所使用的扭矩扳手, 使用前必须校 正，其误差不得大于土 5%1.8高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为 2至 3扣1.9 螺栓球节点网架总拼完成后，高强度螺栓与球节点应紧固连接，高强度 螺栓拧入螺栓球内的螺纹长度不应小于1.0d( d为螺栓直径)，连接处不应出现有间隙、松动等未拧紧情况。2,高强度螺栓施工时应注意以下事项I ) 螺栓穿人方向以便利施工为准，每个节点整齐一致；2) 螺母、垫圈均有方向要求，螺栓、螺母均标有级别与生产厂家；3) 已安装高强度螺栓严禁用火焰或电焊切割梅花头；4) 因空间狭窄，高强度螺栓板手不宜操作部位，可采用加高套管或用手动扳 手安装；5) 高强度螺栓超拧应更换并废弃换下来的螺栓，不得重复使用；6) 安装中的错孔、漏孔不允许用气割开孔，错孔应严格按钢结构工程施工 质量验收规范(GB50205-2001 )和钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验 收规范(JGJ 82-91 )的要求进行处理；7) 当气温低于T0c时停止作业；当摩擦面潮湿或暴露于雨雪中，停止作业；8) 高强度螺栓的包装、运输与使用中应尽量保持出厂状态；9) 施工前必须对扭矩扳手进行标定；终拧时，大六角螺栓应按施工扭矩施拧， 扭剪型 螺栓用专用电动扳手施拧，拧掉梅花头；10) 高空施工时严禁乱扔螺栓、螺母、垫圈及尾部梅花头，应严格回收，以 免坠落伤人；II ) 施拧后应及时涂防锈漆；12) 对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构，在高强度螺栓拧紧检查验收 合格后，连接处板缝应及时用防水或耐腐蚀的腻子封闭；13) 要求初拧、复拧、终拧在24h内完成；14) 母材生浮锈后在组装前必须用钢丝刷清除掉；15) 再次使用的连接板需再次处理；16) 连接板叠的错位或间隙必须按照钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 要求进行处理，确保结合面贴实。七、施工安全要求1，施工安全隐患分析 由于现场后续工程也基本完工，本次加固属于承重结构加固。所以安全隐患较大 主要存在以下 几个方面：1.1，支撑不到位易导致结构坍塌的做大隐患。1.2，6.8m 的施工高度需要注意坠落隐患。1.3，现场已完成工程成品、玻璃等易碎品保护。1.4，电焊、用电安全隐患的排除。1.5,脚手架使用安全隐患。2,施工安全要求 严格按照先支后拆，先保护后加固的施工方案落实实处。 检查每一工 序，对设备 试用检查，确保千斤顶的正常使用。排查一切可能发生的隐患。 2.1，焊接设备安全施工措施焊接操作及配合人员必须按规定穿戴劳动防护用品，并必须采取防止触电、 高空坠落和火 灾等事故的安全措施。电焊机使用前，检查并确认初、次级线接线正确，输入电压符合电焊机的铭 牌规定。接通 电源后，严禁接触初级线路的带电部分。次级抽头接铜板压紧，接线柱 有垫圈。合闸前，详细检查接线螺帽、螺栓 及其他部件并 确认完好齐全、无松动或损坏。多台电焊机集中使用时，分接在三相电源网络上，使三相负载平衡。多台焊 机的接地装 置，分别由接地极处引线，不得串联。移动电焊机切断电源，不得用拖拉电缆的方法移动焊机。 当焊接中突然停电时，立即切断电源。2.2，施工用电安全措施认真贯彻施行施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）和建筑施工安全检查标准（JGJ59-99），把施工用电的管理作为施工管理的一项重要工作常抓不懈。施工现场临时用电采用 TN-S 系统，设置专用保护零线。使用五芯电缆，且电线、电缆等不能有老化、破皮现象。电缆埋设符合要求。施工现场实行三级配电（总配电箱、分配电箱、开关箱），两级保护（总配 电箱、分配电 箱或开关箱装漏电保护器）。且前一级（总箱）额定漏电动作及电 流额定动作时间是后一级 （分箱或开关箱）漏电动作电流及动作时间的可靠后备 保护，使之具有分级分段保护的能力。开关箱内的漏电保护器的额定漏电动作电流不大于30mA额定漏电动作时间小于0.1s。由专人负责施工用电的全过程，操作人员持证上岗，定期参加安全教育、培 训，进现场戴 安全帽、穿绝缘鞋。实行“一机、一闸、一漏、一箱”制，严禁用一个开关电器直接控制两台及 以上用电设备。2.3，脚手架工程安全措施脚手架移动时必须距离临边一定距离，并派专人看护； 移动中禁止突然启动加速，必须平稳、缓慢前进； 定期检查脚手架，发现问题和隐患，在施工作业前及时维修加固，以达到坚 固稳定，确保 施工安全。脚手架严禁钢竹、钢木混搭，禁止扣件、绳索、铁丝、竹蔑、塑料蔑混用 脚手架搭设人员必须正确使用安全帽、安全带、穿防滑鞋。严禁脚手板存在探头板，铺设脚手板及作业时，应尽量使施工荷载内、外传 递平衡。 保证脚手架体的整体性，不得与井架、升降机一并拉结，不得截断架体。结构外脚手架每支搭一层，支搭完毕后，经项目部安全员验收合格后方可使 用。任何班组 长和个人，未经同意不得任意拆除脚手架部件。严格控制施工荷载，脚手板不得集中堆料施荷，且每边均匀堆放，施工荷载 不得大于 2kN/m2，确保较大安全储备。作业层设置可靠的防护栅栏、挂立网、挡脚板，防止坠落物体伤人。八、加固后的预期效果从安全角度来讲，预期加固后重心力通过后置钢板传至基础钢混柱， 提高钢 柱的轴向、纵向受力。避免了构件因长期负载荷的情况下可能会发生的轴心力偏 移所导致的安 全隐患事故。从感观角度来讲，连接板加厚不影响视觉效果。编制单位：苏州五建钢结构有限公司 编制时间：2014年11月 13日