中建新疆建工钢结构专业知识、 优化设计培训 培 训 人 ： 覃 浩 中 建 上 海 院 2024年8月26日 第一部分 钢结构简介 第二部分 钢结构工程施工流程 第三部分 钢结构优化设计 第一部分 （11）装配式钢结构住宅 缩短建设工期 第 26 页 n 钢结构装配式住宅的施工周期是传统建筑的2/3左右，老旧小区改造可在2年内全部完成。 为什么快？ 预制构件工厂化生产 装配式施工 一体化装修 第 27 页 缩短建设工期 n 预制构件工厂化生产 在工厂加工制作好建筑用构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台 等），并全部按照安装位置在工厂配置成模块。 n 工厂化 在工厂完成混凝士浇筑工作，现场无需砼施工养护周期。 n 串行的工作并行做 在打基础的同时，完成材料的采购和部品部件的制作、装配。在 上层进行结构安装时，下面几层可以同步进行外墙窗、风水电、 内墙门的安装。 n 施工装配化 现场采用高强螺栓将各部件连接拼装，无需焊接。 摆脱了以往“看天施工”的局限,克服了北方冬季不能施工的短板。 第 28 页 n 新型窗墙一体系统 装配式窗墙一体化系统是采用工厂预制的集成模块，在施 创新科技工装设备的研发，采用精确数控的设备自动化，吊挂平移贯连〞一 工现场组合而成的装饰配建筑外围护系统，是由熟练的工 步到位”的栓接方式，装配工序小、安装速度快、 可独立连续施工、 主辅材损 人在车间流水生产线上制作完成，墙体、窗、外保温装饰、 耗少．轻质结构节省人工，精准高效的安装，经项目现场实测 ，可在30分 室内装饰等全部在工厂完成，模块化成品运输，在施工现 钟内完成一面10平米的墙体从吊装到安装的全工序。 场进行集成模块的装配式建筑施工。 第 29 页 n 装配式内装修系统 装配式内装是一种将工业化生产的部品部件通过可靠的连 接方式，由产业工人按照标准程序采用干法施工的手段装 修装配的过程， 是装配式建筑发展的必然产物。 缩短建设工期 第 30 页 n 钢结构装配式住宅建筑工业化方式与传统模式建造阶段资源消耗对比（以15万方精装住宅为例） 缩短建设工期 第 31 页 n 钢结构装配式住宅施工进度横道图 n 传统模式施工进度横道图 施工准备 施工准备 地下室工程 地下室工程 主体二层 主体二层 主体四层 主体四层 主体六层 主体六层 屋面工程 屋面工程 外装工程 VS 外装工程 楼地面工程 楼地面工程 粉刷工程 粉刷工程 竣工验收 竣工验收 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 200 400 600 800 1000 1200 系列1 系列2 n 采用钢结构装配式住宅技术，施工周期是传统模式的2/3左右，15万方老旧小区改造可在2年内全部完成， 缩短建设工期成效显著。 （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） a.公寓模块化 每款户型都含有独立睡房，卫浴，厨房和起居室。 公寓模块使用标准40尺高柜的进行设计研发，符合长途海运、降低运 输成本要求。 每期施工周期一般不超过6个月，比传统建筑方式大大降低成本，缩 短建造周期，提高效率。 （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） b.单栋住宅模块介绍 住宅型模块属于低层独立建筑， 基本以单个或小量模块组合为主； 住宅型模块会有1房，2房或3房的单元组合 内部功能基本含客厅，餐厅，厨房，睡房和卫生间； 满足家庭的日常使用 （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） c.酒店模块 采用高度集成的集装箱拼接而成 （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） （12）模块化集成建筑（主要为海外市场） 第二部分 2.1深化设计 设计院提供的设计图是不能直接用来加工制作钢结构，而是要考 虑加工工艺，如公差配合、加工余量、焊接控制等因素后，在原 设计图的基础上绘制加工制作图。加工制作图是最后沟通设计人 员及施工人员的意图，它起到制作要领书的作用，又是实际尺寸、 划线、剪切、坡口加工、打孔、弯制、拼装、焊接、涂装、产品 检查、堆放、发送等各项作业的指示书，还起到进行高水平管理 的检查表的作用。 加工 运输 材料采购 深化设计 BIM 其它专业， 土建、幕 墙、机电 等 其它专业 安装 施工 技术 材料 深化 节点 工艺 设计 分析 安装 分段 圆管卷制 压头或二次卷圆 圆管卷制 筒体卷制 常规材质径厚比20倍 筒体对接焊 工厂预拼装 西塔循环预拼（制作提前很多），桥梁线型预拼3+N 超宽超高运输，费用高 运输体积18*4.5*3.5 6米宽拆关卡立柱 0.9米低平板车 钢结构质量控制 o 钢结构吊装施工必须按照审批后的钢结构施工组织设计实施，实施过程中必须严格按照方案执行，如施工方案有所变更， 需提前上报项目部批准后方能实施。 o 构件进场需完成报验手续，严禁不合格及无合格证明文件构件、配件到场卸车。二层（及以上）楼面应做好成品保护措 施，构件摆放及翻身不得破坏成品地面。 o 构件存放场地应平整坚实，无积水，应按种类、型号、安装顺序分区存放，必须在底层垫足够支承面的枕木，相同型号 的叠放时，各层的支点应在同一垂直线上，并应防止钢构件被压坏和变形。对构件底漆破损处应及时补涂，使用的油漆 与加工厂同样品牌的底漆。严禁使用不匹配的油漆补涂。 o 钢结构主体吊装前必须对定位轴线的间距、基面标高和地脚螺栓预埋位置进行检查、测量，并做好记录，复测合格后才 可进行吊装工作。 o 钢结构吊装时，柱底在二次浇注前，在靠近地脚螺栓(锚栓)的柱脚底板加劲板或柱肢下，必须设2组对称的垫板；严禁 不符合图纸及规范的违规操作。 o 柱、梁等主要构件安装就位后，应立即进行校正、固定，当天安装的构件应形成稳定的空间体系，构件未形成稳定的空 间体系前需系缆风绳。禁止单根钢柱独立。 o 高强螺栓施工，应保证摩擦面清洁、干燥，严格按扭矩值进行施工，不得超拧，24小时内完成初拧和终拧。如采用扭剪 型高强螺栓，遇梅花头拧不断的情况，严禁切割，必须更换高强螺栓，禁止高强螺栓用做临时连接件，气割扩孔。终拧 的螺栓要做标记以便复核，并提供终拧记录。 o 屋面檩条安装保证平直；次结构采用张紧器的必须张紧，保证挠度；普通螺栓不得漏装。普通螺栓做为永久螺栓的，应 有防松动措施。 地 脚 螺 栓 保 护 轴 线 复 测 构件堆放 构件存放场地应平整坚实，无积水，应按种类、型号、安装顺序分 区存放，必须在底层垫足够支承面的枕木。 严 禁 钢 构 件 无 枕 木 随 意 堆 放 梁 拼 装 完 两 侧 增 设 防 倾 倒 措 施 在吊装前对构件底漆破损处应及时补涂，使用的油漆与加工厂同样 品牌的底漆。严禁使用不匹配的油漆补涂。 钢结构吊装时，在靠近地脚螺栓(锚栓)的柱脚底板加劲板或柱肢下，必须设2组对 称的垫板，保证柱的稳定性，同时复核抗剪槽尺寸。 《钢结构结构施工质量验收规范》 高强螺栓验收要求 o 6．3．2高强度大六角头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 应符合本规范附录B的规定。（主控） o 检查数量：按节点数检查10%，且不应少于10个；每个被抽查节点按螺栓数抽查10%，且不 应少于2个。 o 6．3．3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头进行终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用标记，且按本规范第6.3.2条的规定进行拧扭矩检查。 （主控） o 6．3．4高强度螺栓连接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求和国家现行行业 标准《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程》JGJ82的规定。 o 6．3．5高强度螺栓连接副拧后，螺栓丝扣外露应为2-3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外 露1扣或4扣。 o 6．3．6高强度螺栓连接磨擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊 疤、氧气铁皮、污垢等，除设计要求外磨擦面不应涂漆。 o 6．3．7高强度螺栓应自由穿入螺栓孔。高强度螺栓孔不应采用气割扩孔，扩孔数量应征 得设计同意，扩孔后的孔径不应超过1.2d(d为螺栓直径)。 高强螺栓 高强螺栓污染后不得使用， 高强螺栓禁止重复使用。 终拧的高强螺栓要做标记， 以备复查。 临时支撑的设置 v 受力体系完 善前的结构 为可变体系 v 此时的临时 支撑起到稳 定结构的关 键作用 支撑未张紧，未能发挥其功能 螺牙未露出、削弱构件的抗力 檩间支撑的螺母未拧紧—无效构件 檩条旁弯 冷弯薄壁构件不得焊接 焊缝质量 风机底座的支架也采用焊接， 安全隐忧 不合格焊缝 第三部分 根据近些年的优化设计经验总结，优化设计重点考虑以下七个方面 1 材料的合理优化 2 结构体系的合理优化 3 3 主次梁布置优化 4 截面优化 5 节点构造的合理优化 6 表面处理的合理优化 7 深化设计图纸表达 一、材料合理优化 1、材料采购方面 非标材料：非常见的角钢、槽钢、H型钢、圆管、圆钢等型材 零星材料：一般指几百公斤至十几吨的用量少、种类多的较 薄钢板及小截面型材。 特点 采购难度大、采购单价高 建议 与原设计沟通，进行截面归并与代换 一、材料合理优化 2、材质方面 普通钢结构的材质一般为Q235B,Q355B。 吊车梁由于承受反复的疲劳荷载，因此一般采用Q355C。 高建钢具有较低的屈强比, 能够使材料具有良好的冷变形能力和高的塑性变 形功，吸收较多的地震能，提高建筑物的抗震能力。通俗的说高建钢比普通 钢材更稳定，可靠性更高。高建钢常用于大型公共设施（如机场、火车站、 体育场馆）、桥梁工程、海洋工程、风电核能项目、压力容器等项目。 项目中应根据自身情况采用合适的材料。比如跨度50~60m的模糊边界处， 可根据项目合同情况策划提高材质或降低材质。 一、材料合理优化 3、型材方面 焊接型钢与热轧型钢 一般情况下，热轧型钢比焊接型钢便宜，且热轧型钢可省去组焊时间，节省 工时，通常在深化设计前与原设计单位沟通，尽量将焊接型材用对应或相近 截面的热轧型材代替。 直缝与无缝管材 直径325以下管材，无缝比直缝便宜； 直径325以上管材，直缝比无缝便宜。 一、材料合理优化 4、焊缝方面 有的工程要求焊接H型钢柱、十字柱主体焊缝为全熔透焊缝。 有些设计人员不够清晰或为了方便统一将全熔透焊缝采用一级焊缝。 一级焊缝需要100%探伤，会增加成本。 根据《高层民用建筑钢结构技术规程》 JGJ99-98第8.4.2条，《建筑抗震设计 规范》GB50011-2010第8.3.6条，《钢结构设计标准》第七章的相应说明。 H型钢柱、十字柱主体焊缝在节点区域范围内为全熔透焊缝，在非节点区域 为部分熔透焊缝。同时规范仅要求全熔透焊缝强度等级不低于二级，可建议 设计仅关键部位采用一级焊缝。 一、材料合理优化 5、其他材料 案例：广州市黄埔区知识城某项目，总建筑面积47.14万平方米。 优化做法：将蒸压加气混凝土砌块墙优化为蒸压加气混凝土（ALC）轻质隔墙： （1）降本增益：经过商务核算，原蒸压加气混凝土砌块的工程量为12085.49m^3 ，优化前利润为129.33万元，采用蒸压加气混凝土砌块（ALC）轻质隔墙后利润 为436.23万元，综合优化效益306.90万元。 （2）工期缩短效益：根据行业经验，使用墙板的施工速度约为砌筑墙体的两倍 。 一、材料合理优化 5、其他材料 案例：海南某项目，总建筑面积为9120㎡，总建筑高度为20.8m。。 原施工图纸中1#楼、3#楼、4#楼局部位置墙体材料为蒸压加气混凝土砌块，考虑到本工程楼 层层高较高，其中4#楼首层层高达12m，墙体砌筑需要搭设多段操作平台，分段布置构造柱及 圈梁，施工不便。另外结合盈亏分析，砌体为亏损项，亏损金额达137.6万元。 优化做法：将蒸压加气混凝土砌块墙优化为ALC轻质隔墙，当板材10厘米高度超过4米、12厘 米高度超过5米和15厘米高度超过6米，墙长大于8米或超过层高2倍时，都需要加方管或者是 加钢梁、钢柱处理。如果安装高度超过核定高度时，可使用横装或者是横竖组合的安装形式。 经过商务核算，原蒸压加气混凝土砌块的工程量为1168㎡，优化前效益为亏损137.6万元，采 用ALC轻质隔墙后利润为26.9万元，使该项工程扭亏为盈，综合优化效益163.5万元。 一、材料合理优化 5、其他材料 案例：某项目原设计钢屋面为单层压型钢板保温面：0.7mm厚HV-470型镀锌彩钢板+50mm 厚岩棉板(燃烧性能A级)+加筋铝箔+不锈钢丝网+C型檩条+屋面钢梁。单层彩板+岩棉板+铝箔 是最便宜的保温屋面，但不是利益最大化的做法。 优化做法为双层压型钢板复合保温屋面，采用0.7mm厚HV-470型镀锌彩钢板+1.5厚自粘聚合 物改性沥青防水卷材+100厚超细玻璃棉保温层+0.2厚纸基夹筋铝箔+0.5mmQ900型镀锌铝压 型钢板。 双层压型钢板复合保温屋面的保温性能、耐久性、隔声效果均优于单层压型钢板保温面，同时 利润空间更大。 经商务核算，金属屋面优化前效益：63.43万元，优化后效益：221.35万元。 双优化效益：157.92万元。 二、结构