螺栓球网架结构施工工法

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1、螺栓球网架结构施工工法1. 刖言在2008年奥运会的推动下，我国出现了钢结构建筑热潮，强劲 的市场需求，推动钢结构建筑迅猛发展，我国钢结构施工技术已达到 世界先进水平。螺栓球网架结构是一种新型的屋盖承重结构，属于多 次超静定空间结构体系。网架结构新颖美观，杆件规律性强，网格划 一，整体性好，空间刚度大、抗震性能好，杆件之间采用螺栓连接， 便于安装，受力明确。2. 工法特点2.1材料强度高，自身重量轻钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与 屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面 小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。2.2钢材韧性，

2、塑性好，材质均匀，结构可靠性高适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织 结构均匀，近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计 算理论。所以钢结构可靠性高。2.3钢结构制造安装机械化程度高、工期短钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构 构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是 工业化程度最高的一种结构。2.4钢结构可回收利用钢结构在拆除后，大部分材料可以回收再利用，可以减少能源消 耗，做到绿色无污染。2.5综合造价低由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，所以综合造价低。3. 适用范围由于其造

3、价低、结构性能好、施工速度快，在建筑领域被广泛应 用于体育馆、展览厅、餐厅、候车室、仓库及单层多跨工业厂房等屋 盖承重结构4. 工艺原理对于屋面螺栓球网架结构而言，由于面积大，相应重量也较大， 且一般施工高度相对较高，所以不利于地面拼装，而采用高空散装法 施工，该施工方法对于起重措施等方面的要求降低，有利于减少安装 成本。施工前首先搭设钢管满堂脚手架，脚手架在组装时支承网架、 控制标高和作为操作平台。施工时在脚手架平台上按设计图纸对称拼 装网架。5. 施工工艺和操作要点螺栓球网架结构采用高空散装法安装，具有安装时受力合理、施 工安全可靠；施工速度快，工期短等优点。5.1施工流程施工准备 一放线

4、定位一搭设拼装脚手架一搁置可调支 托、下弦球调整下弦球标高组装下弦组装中层弦杆及 腹杆一组装上弦、腹杆紧固一校正一涂装施工一验收5.2施工准备5.2.1编制网架的施工组织设计。5.2.2安装前应对螺栓球节点的零部件、所有的杆件进行检查验收，均应有 出厂合格证和原材料、焊缝的检验报告。对所有的杆件、球进行试排编号。5.2.3测设支座轴线和水平控制线，校核支座预埋件位置、标高。5.3施工工艺满堂脚手架宜用钢管搭设。脚手架要在组装时支承网架、控制标 高和作为操作平台。支架应验算其承载力和稳定性，必要时可进行试 压，以确保安全。脚手架上满铺木板作为操作平台，应低于球节点 0.7m左右，视安装方便而定。

5、立杆要坐落在坚实基础上，立杆必须装设在钢座或垫板上，垂直 偏差不大于架高的1/1000，相邻两立杆的接头应错开50CM以上（有 三个方位）力求不在同一步距内。大横杆和小横杆同一排水平偏差不大于5CM，立杆间距与横杆步 距应控制在1.5m1.8m 之间，步距偏差土 20mm，排距偏差土 20mm。剪刀撑和抛撑设置：剪刀撑（又称十字撑）斜杆与地面的夹角 45度60度。扣件拧紧程度：一般拧紧扭矩在4060N.m。一个扣 件的抗滑移承载力应达到8.5KN。扣件与钢管外径必须匹配。5.3.2支座安装首先测量混凝土结构的预埋钢板的标高、平整度，平整度偏差不 大于2mm，每两块预埋钢板之间的标高偏差不得大于

6、15mm。根据测出 的标高和平整度值，选择最高的作为基准，低的用楔形铁垫平，消除 预埋钢板的偏差。然后将球支座按设计位置放在预埋钢板上，再将球 支座的轴线、标高校正好，随即焊接球支座。为使球支座底部密实， 焊时预留两个孔，焊好后再灌入环氧树脂。5.3.3杆件和球节点的安装高空散装，应先确定好安装顺序，以保证安装的精度，减少积累 误差。根据JGJ 7-91，在正式施工前应进行试拼及试安装，当确有 把握时方可正式施工。组装宜从中间开始，向两边对称进行。先组装 成小立体单元。单元的上弦支点采用套管式活动台模，内管可以升降。 内外管有配套销孔，孔距根据需要设计，升降到安装要求的标高后用 钢销定位固定。

7、立体单元要有上、下弦支点各8个。组装顺序：下弦球调整下弦球标高组装下弦组装中层弦杆及腹杆两边对称安装。组装上弦、腹杆紧固校正，然后依上述顺序向安装时，先将杆件上的套筒用销钉固定好，把下弦杆对准下弦钢 球上螺栓孔，用手拧动螺栓至拧不动为止，再用专用板手拧紧，但不 可一次拧紧到位。再将斜腹杆安装到下弦钢球和上弦钢球上，同样， 不可将螺栓一次拧死，要留几丝扣，待网架安装完成，并经测量复核 后，再将螺栓全部拧死。5.3.4涂装施工1、防腐油漆涂装施工钢构件防腐处理应在加工厂进行，现场的防腐处理只是对构件运 输安装过程中，涂层损伤修补，对拼装焊接的部位应手工除锈，等级 达到St3,再进行防腐处理。加工厂

8、内钢构件的防锈及涂装应在制作质量检验合格后进行。将 表面长刺、油污及附着物清除干净，采用喷砂抛丸除锈，除锈等级 Sa2.5,其质量要求应符合涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 （GB8923）的规定。防腐底漆采用2道无机（环氧）富锌底漆，每道漆膜厚度不低于 40 u m, 干膜含锌量大于90%。2道环氧云铁中漆，每道漆膜厚度不低 于35um。2道聚氨脂面漆。使用过程中应注意必要的防腐维护。2、防火涂料施工本工程钢构件外涂超薄型防火涂料，耐火等级二级，耐火极限为 1.5小时（预埋件除外）。防火涂料施工工艺要求施工项目施工工艺基本要求清除表面油垢灰尘，保持钢材基面洁净干燥涂层表面平整，无流淌，无裂痕

9、等现象，喷涂均匀前一遍基本干燥或固化后，才能喷涂下一遍涂料应当日搅拌，当日用完薄涂型 防火涂料采用重力式式喷枪喷涂，其压力约为0.4Mpa底层一般涂23遍，每遍涂层厚度不超过2.5mm， 面层一般涂饰12遍5.4劳动力组织（见表5.4 ）表5.4劳动力组织情况表序号单项工程所需人数备注1班长1负责技术指导2技术人员7操作施工3杂工2材料搬运、装卸及辅助安装4合计106. 材料与设备6.1材料6.1.1管材:选用GB/T700中之Q235B钢，采用焊接钢管、高频焊管或无缝 钢管；以上材质其抗拉强度.伸长率、屈服点、冷弯及碳、硫、磷的极限含量应 满足碳素结构钢GB/T 700的规定。6.1.2锥头

10、、封板:选用Q235B钢，钢管直径大于76时须采用锥头，锥头与 钢管应等强连接，厚度应保证强度和变形的要求，并有试验报告。6.1.3套筒:直径2033mm的高强螺栓所配套筒的材质为Q235B,直径大于 36mm的高强螺栓所配套筒的材质为Q345B或者45号钢。以上材质其抗拉强度、 伸长率、屈服点、冷弯及碳、硫、磷的极限含量应满足碳素结构钢GB/T700 及低合金高强度结构钢GB/T 1591的规定。6.1.4高强螺栓:选用GB3077中的40Cr或20MnTiB，等级符合GB/T16939, 其抗拉强度、伸长率、屈服点、冲击韧性、硬度及化学成分应满足现行合金结 构钢技术条件GB3077的规定，

11、其性能强度等级应符合现行螺栓技术条件GB38 标准的10.9级要求。并应符合国家现行标准钢结构用高强度大六角螺栓 （GB1228）和普通螺纹基本尺寸粗牙普通螺纹（GB196）的规定。紧固螺钉采用 40Cr或者40B钢。6.1.5钢球:螺栓球选用GB/T699中之45号钢，其抗拉强度、伸长率、屈服 点、冲击韧性、硬度及碳、硫、磷的极限含量应满足现行优质碳素结构钢技术条件GB699的规定，螺栓球锻造成型。6.2设备6.2.1电焊机、焊条烘干箱、焊条保温桶、扭矩扳手、扳手、千斤顶、钢丝 绳、手拉葫芦、吊车、塔吊、钢卷尺、游标卡尺、游标角度尺、超声波探伤仪、 数字式覆涂层测厚仪、水准仪、经纬仪。7.

12、质量控制7.1质量控制措施7.1.1网架制作球杆原材料应符合相关规范规定，应有出厂合格证，还应严 格进行物理化学性能检验。7.1.2杆件与球节点使用前应核实加工件上的编号，必须按图纸认真对号入 座，不得有误。7.1.3施工前，必须进行图会审和技术交底，保证施工人员人人心中有数， 对关键点，关键项的控制措施熟识明了。7.1.4严格校对士建轴线、柱高、保证网架定位准确。7.1.5拼装及焊接过程要保证杆件、球位置正确，符合图纸要求，每个点紧 固到位。对网架的网络尺寸、矢高的整体尺寸，每进行一个柱距就进行检测，确 保质量达标。7.1.6在安装过程中，要对网架挠度时刻进行控制，只要发现网架挠度超标， 就

13、用千斤顶，顶升垫实，紧固螺栓调整，保证结果挠度不超差。7.1.7网架就位后应保证周边偏差均匀，并在准许范围内。7.2 质量控制标准7.2.1对钢管杆件的要求：1）钢管杆件成品长度，允许偏差土 1mm，2）杆件轴线不平直度L/1000，且不大于5mm。7.2.2对螺栓球螺纹的要求:螺栓球螺纹尺寸应符合现行国家标准普通螺纹基本尺寸GB196 中粗牙螺纹的规定，螺纹公差必须符合现行国家标准普通螺纹公差 与配合GB197中6H级精度的规定。检查数量：每种规格抽查5%，且不少于5只。检验方法：用标准螺纹规。螺栓球直径、圆度、相邻两螺栓孔中心线夹角等尺寸及允许偏差 应符合本规范的规定。检查数量：每一规格按

14、数量抽查5%，且不少于3个。检验方法：用卡尺和分度头仪检查。7.2.3钢网架的总拼与安装要求1）小拼单元允许偏差（mm）项目允许偏差节点中心偏差2.0螺栓球及焊接球节点与钢管中心的偏移1.0杆件东西线的弯曲点高L/1000 且不应大于5.0锥体型小拼单元弦杆长度2.0锥体高度2.0上弦杆对角线长度3.02）中拼单元的允许偏差（mm）项目允许偏差单元长度W20m拼接长度单跨10.0多跨连续5.0单元长度20m拼接长度单跨20.0多跨连续10.03）、钢网架结构安装的允许偏差（mm）项目允许偏差检验方法纵向、横向长度L/2000，且不应大于30.0用钢尺实测-L/2000，且不应小于-30.0支座

15、中心偏移L/3000，且不应大于30.0用钢尺和经纬仪实侧周边支承网架相 邻支座高差L/400，且不应大于15.0用钢尺和水准仪实测支座最大高差30.0多点支承网架相 邻支座高差L1/800，且不应大于30.0注：1、L为纵向、横向长度；2、L1为相邻支座间距。7.2.4网架挠度的要求钢网架结构总拼完成后的屋面工程完成后应分别测量其挠度值， 所测值要小于相应的设计值的1.15倍。检查数量：跨度在24m及以下钢网架结构，测量下弦中央一点； 跨度在24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四 等分点。8. 安全措施8.1工人入场施工前，必须接受“安全生产三级教育”。8.2进入施工现场人员

16、配戴好安全帽。必须正确使用个人劳保用 品。如安全带等。8.3现场施工人员必须正确使用相关机具设备。上岗前必须检查 好一切安全设施是否安全可靠。8.4高空作业时，要系好安全带。严禁在高空中没有扶手的攀沿 物上随意走动。8.5需要用电是需要专业电工持证上岗作业。8.6应根据施工现场合理布置灭火器数量。9. 环保措施9.1不使用老化陈旧的设备。现场少使用或不使用砂轮切割机等 噪声大的工具，若需砂轮切割机下料，尽量在工厂内完成。9.2脚手架拆卸时，严禁扔抛造成巨大声响。9.3工人操作时不得大声喧哗。9.4建筑垃圾如包装袋、盒、油漆、桶等应随拆随收集随清理， 防止大风时，垃圾乱飞。9.5工人生活用水，垃

17、圾应按指定地点倾倒堆放。9.6所有垃圾的清场均要按类别运至当地政府指定的垃圾堆放 场。10. 效益分析10.1螺栓球网架结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性 好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的 安全可靠性。10.2螺栓球网架结构体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以 大大减少基础造价。10.3施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一。10.4环保效果好。钢结构施工时大大减少了砂、石、灰的用量， 所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时， 大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。11. 实用实例洪瑞商业中心主体及配套建设工程1#、2#楼，地下二层，地上四层，主体结 构为框架结构+钢结构。屋面采光顶采用螺栓球网架结构，网架南北向跨度为 25.2m，东西向跨度为18.6m，网架矢高3m。网架投影面积为380皿，杆件最大 规格为0159X6.0mm，最小规格为048X3.5mm，所有杆件均采用Q235B钢材；螺栓 球为45号钢，最大球径为220mm，最小球径为100mm。施工时采用本工法施工， 缩短了施工工期，施工后效果好，有效的节约了资源。