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1、钢结构工程施工阶段设计,施工阶段设计的内容施工阶段荷载的取值施工阶段分析结构预变形施工详图设计,内 容,第1部分 施工阶段设计的内容,1 施工阶段的结构分析和验算 施工阶段模拟分析 临时支承结构 施工措施设计 2 结构预变形设计 预调值计算 预调值工艺设计3 施工详图设计 节点设计 施工详图绘制,第2部分 施工阶段荷载的取值,1 恒载：自重、预应力等，其标准值按实际计算；按施工进度逐步施加。2 活荷载：施工堆载、操作人员和小型工具重量等，其标准值可按实际计算；高层钢结构楼面施工活荷载宜取0.61.2kN/m2。组合楼板设计与施工规范CECS273：2010和高钢规规定取1.0kN/m2。3 风
2、荷载：根据工程所在地和实际施工情况，可按不小于10年一遇风压取值，风荷载的计算应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009执行；当施工期间可能出现大于上述风压值时，应考虑应急预案。风荷载分为施工工作状态风荷载和非施工工作状态，是考虑了结构施工的特点，当处于工作状态风荷载时，施工人员可以进行施工操作，当处于非工作状态风荷载时，施工人员应停止操作，而结构本身可根据需要决定是否加固，以保证安全。施工工作状态风荷载与施工设备运行的最大风速相对应。当对施工期内可能出现的极端风速也考虑应急预案，确保结构安全。,4 雪荷载：取值和计算应按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009执行；覆冰荷载：取值和
3、计算应按现行国家标准高耸结构设计规范GB 50135执行；6 起重设备和其他设备荷载：标准值宜按设备产品说明书取值；,7 温度作用：按当地气象资料所提供的温差变化计算；结构由日照引起向阳面和背阳面的温差宜按现行国家标准高耸结构设计规范GB 50135执行；,第3部分 施工阶段分析,需要进行施工阶段分析的情况：施工方法对内力和变形产生较大影响；施工顺序对结构的内力和变形产生较大影响；3 设计文件有特殊要求时。具体的建筑结构为：1 竖向结构构件压缩变形或差异压缩变形较为显著的、建筑高度不小于200m的超高层建筑。2 单跨跨度不小于60m的大跨结构。3 施工过程中结构或局部构件与一次整体成型结构分析
4、受力状态存在较大差异，且可能存在不利状态的结构。4 考虑施工过程导致结构最终位形与设计目标位形存在较大差异的结构。5 建设单位认为施工过程导致结构安全性存在隐患的结构。施工阶段分析的内容：强度、稳定性和刚度,验算应力限值：1 要求在设计文件中规定，结构验算应力的大小要求在设计文件规定的限值范围内，以保证结构安全；2 当设计文件未提供验算应力限值时，限值大小要求由设计单位和施工单位协商确定。3 建议取值：原结构设计时，在相同荷载下的应力值；,对吊装状态的钢构件或结构单元，宜进行强度、稳定性和变形验算，动力系数宜取1.11.4。按起重设备分：1 液压千斤顶提升或顶升取1.12 穿心式液压千斤顶钢绞
5、线提升取1.23 塔式重起机，拔杆吊装取1.34 履带式，汽车式起重机吊装取1.4,临时支承结构的拆除顺序和步骤应通过分析和计算确定 通过分析和计算确定拆撑顺序和步骤，其目的是为了使主体结构变形协调、荷载平稳转移、支撑措施的受力不超出预定要求和结构成形相对平稳。为了有效控制临时支撑的拆除过程，对重要的结构或柔性结构可进行拆撑过程的内力和变形监测。实际工程施工时可采用等比或等距的卸载方案，经对比分析后选择最优方案。,第4部分 结构预变形,规定：当在正常使用或施工阶段因自重及其他荷载作用，发生超过设计文件或现行相关标准规定的变形限值时，或设计文件对主体结构提出预变形要求时，应在施工期间对结构采取预
6、变形。,1 预变形可按下列形式进行分类：根据预变形的对象不同，可分为一维预变形、二维预变形和三维预变形，如一般高层建筑或以单向变形为主的结构可采取一维预变形；以平面转动变形为主的结构可采取二维预变形；在三个方向上都有显著变形的结构可采取三维预变形。根据预变形的实现方式不同，可分为制作预变形和安装预变形，前者在工厂加工制作时就进行预变形，后者是在现场安装时进行的结构预变形。根据预变形的预期目标不同，可分为部分预变形和完全预变形，前者根据结构理论分析的变形结果进行部分预变形，后者则是进行全部预变形。,结构预变形值通过分析计算确定，采用正装法、倒拆法等方法计算。实际预变形的取值大小一般由施工单位和设
7、计单位共同协商确定。1 正装法是对实际结构的施工过程进行正序分析，即跟踪模拟施工过程，分析结构的内力和变形。正装迭代法计算预变形值的基本思路为：设计位形作为安装的初始位形，按照实际施工顺序对结构进行全过程正序跟踪分析，得到施工成形时的变形，把该变形反号叠加到设计位形上，即为初始位形。类似迭代法，若结构非线性较强，基于该初始位形施工成形的位形将不满足设计要求，需要经过多次正装分析反复设置变形预调值才能得到精确的初始位形和各分步位形。2 倒拆法与正装法不同，是对施工过程的逆序分析，主要是分析所拆除的构件对剩余结构变形和内力的影响。倒拆迭代法计算预变形值的基本思路为：根据设计位形，计算最后一施工步所
8、安装的构件对剩余结构变形的影响，根据该变形确定最后一施工步构件的安装位形。如此类推，依次倒退分析各施工步的构件对剩余结构变形的影响，从而确定各构件的安装位形。,体型规则高层钢结构框架柱的预变形值（仅预留弹性压缩量）可根据工程完工后的钢柱轴向应力计算确定。体型规则高层钢结构每楼层柱段弹性压缩变形,专项工艺设计：指在加工阶段为了达到预变形的目的，编制施工详图和制作工艺时所采取的技术措施，如：1）对节点定位座标的调整；2）构件加工长度的调整；3）节点角度调整等；专项方案设计通常是指在安装阶段为了达到预变形的目的，在安装现场编制的操作文件。结构预变形控制值可根据施工期间的变形监测结果进行修正。,第5部
9、分 施工详图设计,主要内容：节点构造设计和施工详图绘制。节点构造设计：是按便于加工制作和安装的原则，对构件的构造给予以完善，根据钢结构设计施工图提供的内力进行焊缝计算或螺栓连接计算确定连接板尺寸，并考虑运输和安装的能力确定构件的分段。,施工详图设计中要考虑的施工构造、施工工艺等，主要包括：1 封闭或管截面构件应采取相应的防水或排水构造措施；混凝土浇筑或雨季施工时，水容易从工艺孔进入箱型截面内或直接聚积在构件表面低凹处，采取措施，以防止构件锈蚀冬季结冰构件胀裂，构造措施要求在结构设计施工图中绘出；2 钢管混凝土结构柱底板和内隔板应设置混凝土浇筑孔和排气孔，必要时可在柱壁上设置浇筑孔和排气孔。排气
10、孔的大小、数量和位置满足设计文件及相关规定的要求；矩形钢管混凝土结构技术规程CECS 159规定，内隔板浇筑孔径不应小于200mm，排气孔孔径宜为25mm；3 构件加工和安装过程中，根据工艺要求设置的工艺措施，以保证施工过程装配精度、减少焊接变形等；4 管桁架支管可根据制作装配要求设置对接接头；5 铸钢节点的铸造工艺要求；6 安装用的连接板、吊耳等宜根据安装工艺要求设置，在工厂完成；安装用的吊装耳板要求进行验算，包括计算平面外受力；7 与索连接的节点，应考虑索张拉工艺的构造要求；8 桁架等大跨度构件的预起拱；9 构件的分段分节。,钢构件重量应在钢结构施工详图中计算列出，钢板零部件重量宜按矩形计算、焊缝重量宜以焊接构件重量的1.5%计算。,施工详图的深度：1）国家建筑标准设计图集钢结构设计制图深度和表示方法03G102中规定了，钢结构工程施工详图包括图纸目录、施工详图设计总说明、构件布置图、构件详图和安装节点详图等内容。2）施工详图总说明是对钢结构加工制作和现场安装要强调的技术条件和对施工安装的相关要求；3）构件布置图主要为构件在结构布置图的编号，包括构件编号原则、构件编号和构件表；4）构件详图主要为构件及零部件的大样图以及材料表；5）安装节点主要表明构件与外部构件的连接形式、连接方法、控制尺寸和有关标高。,
